L aderenza tra acciaio e calcestruzzo Giovanni A. Plizzari Università di Brescia Progetto Concrete Corso sugli acciai da c.a. SISMIC San Zeno (BS) 3 Aprile 2006
Interazione tra le nervature e il cls Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 2/52
Determinazione dell aderenza Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 3/52
Risultati delle prove di aderenza 1) Nilson 1972 2) Mirza 1979 3) Wahla 1978 4) Dorr 1978 5) Tanner 1971 6) Martin 1973 7) Popov e coaut. 1979 Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 4/52
Azioni esercitate dalle nervature concrete wedges splitting crack Tepfers (1976) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 5/52
Fessurazione di splitting Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 6/52
Azioni di confinamento sulla barra FRC Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 7/52
Fessurazione di splitting Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 8/52
Azioni di confinamento Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 9/52
Collasso dell aderenza Collasso per splitting Collasso per pull-out Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 10/52
Comportamento locale dell aderenza Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 11/52
Indice di confinamento dell aderenza FRC? Stirrup Index of Confinement Ω = A st A p = n A st st n φ Δz p p Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 12/52
Prove di aderenza Pull-out Test Beam Test Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 13/52
Fessure di splitting Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 14/52
Experimental Results Specimens with stirrups Specimens without stirrups Bond Stress [MPa] 18 15 12 9 6 3 Yielding φ st =8 mm Ω=0.021 B=4 0 0 2 4 6 8 10 12 Loaded End Slip [mm] Normal strength concrete High strength concrete Nor. str. fiber reinf. concrete High str. fiber reinf. concrete Bond Stress [MPa] 14 12 10 8 6 4 2 No stirrups Ω=0 B=4 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Loaded End Slip [mm] Normal strength concrete High strength concrete Nor. str. fiber reinf. concrete High str. fiber reif. concrete Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 15/52
Fibre and stirrup effects Bond Strength Splitting Crack Opening Maximum Bond Stress [MPa] 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 *φp=20 mm B=4 NC B=4* NC B=6 NC B=2 NC B=4 HC B=4* HC B=6 HC B=2 HC B=4 NSC B=4* NSC B=6 NSC B=2 NSC B=4 HSC B=4* HSC B=6 HSC B=2 HSC 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 Stirrup Index of Confinement W s [mm] 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 *φp=20 mm B=4 NC B=4* NC B=6 NC B=2 NC B=4 HC B=4* HC B=6 HC B=2 HC B=4 NSC B=4* NSC B=6 NSC B=2 NSC B=4 HSC B=4* HSC B=6 HSC B=2 HSC 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 Stirrup Index of Confinement Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 16/52
Effetti strutturali dell aderenza Ancoraggi e sovrapposizioni Comportamento a taglio Fenomeni fessurativi Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 17/52
Comportamento ad arco di una trave Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 18/52
Comportamento di una trave con barre ancorate Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 19/52
Fessurazione Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 20/52
Fessurazione Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 21/52
Fessurazione Ampiezza delle fessure w = β k s rm ε sm Deformazione media acciaio ε sm = σ E s s 1 β 1 β 2 σ σ β 1 è il coefficiente che tiene conto delle proprietà di aderenza delle barre, pari a: 1,0 per barre ad aderenza migliorata; 0,5 per barre lisce; Distanza tra le fessure rm = 50 + 0,25 k1 k 2 k 1 è il coefficiente che tiene conto delle proprietà di aderenza delle barre, pari a 0,8 per barre ad aderenza migliorata e 1,6 per barre lisce. s sr s ρ r 2 Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 22/52
Deformazione Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 23/52
Tension Stiffening Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 24/52
Ancoraggi Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 25/52
Confinamento attivo Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 26/52
Sovrapposizioni Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 27/52
Problemi tipici di aderenza Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 28/52
Legame locale dell aderenza Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 29/52
Condizioni di aderenza (EC2) P(1) La qualità dell aderenza dipende dal profilo della barra, dalle dimensioni dell elemento, dalla posizione e dall inclinazione dell armatura durante il getto. (2) Per calcestruzzi di massa volumica normale, le condizioni di aderenza sono da considerarsi buone per: - tutte le barre con inclinazione sull orizzontale compresa tra 45 e 90 durante il getto; - tutte le barre che hanno inclinazione sull orizzontale compresa tra 0 e 45 durante il getto e sono: o poste in elementi la cui profondità nella direzione del getto non è maggiore di 250 mm o inglobate in elementi con una profondità maggiore di 250 mm e che, quando il getto è completato, sono: o nella metà inferiore dell elemento o ad almeno 300 mm dalla superficie superiore dell elemento. (3) Tutte le altre condizioni sono da considerarsi di aderenza mediocre. Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 30/52
Condizioni di aderenza (EC2) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 31/52
Resistenza ultima dell aderenza (EC2) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 32/52
Caratteristiche meccaniche cls (EC2) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 33/52
Mandrini di piegatura Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 34/52
Valore base della lunghezza di ancoraggio (EC2) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 35/52
Valore di progetto della lunghezza di ancoraggio (EC2) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 36/52
Valore di progetto della lunghezza di ancoraggio (EC2) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 37/52
Lunghezza di ancoraggio (EC2) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 38/52
Coefficienti α i (EC2) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 39/52
Coefficienti α i (EC2) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 40/52
Ancoraggio delle staffe (EC2) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 41/52
Sovrapposizioni (EC2) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 42/52
Sovrapposizioni (EC2) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 43/52
Lunghezza di sovrapposizione (EC2) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 44/52
Come valutare la percentuale (EC2) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 45/52
Armatura trasversale nelle sovrapposizioni (EC2) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 46/52
Disposizione dell armatura trasversale Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 47/52
Aderenza (D.M. 2005) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 48/52
l b /d b 40 35 30 25 20 c d /d b =1 c max /c d =3 Ω=1% ACI EC2 Eligenhausen_2006 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 f c [MPa] Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 49/52
Prove di aderenza (D.M.2005) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 50/52
Prove di aderenza (D.M.2005) Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 51/52
Grazie per la Vostra attenzione!! Progetto Concrete: Corso sugli acciai da c.a. - SISMIC - 3 Aprile, 2006 52/52