06 MARZO 2015
STRUTTURE INTELAIATE IN CEMENTO ARMATO: LA VERIFICA DI SFILAMENTO DELLE BARRE NELLE TRAVI
Chi progetta strutture intelaiate in cemento armato dovrebbe stare attento a una regola importante, disattesa anche dai software più performanti: si tratta della verifica per prevenire lo sfilamento delle barre longitudinali delle travi in corrispondenza dei nodi in cui si incrociano con i pilastri.In particolare, le Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al DM 14/01/2008 stabiliscono una relazione (7.4.26) che lega il diametro delle barre longitudinali (superiori e inferiori) della trave con la dimensione nel piano del telaio del pilastro che attraversano: maggiore è il diametro delle barre scelte per la trave, maggiore deve essere la dimensione del pilastro per garantire che l’aderenza acciaio-calcestruzzo abbia modo di svilupparsi.
Nel caso di evento sismico, infatti, le estremità delle travi che convergono in un nodo presentano momenti flettenti di segno discorde, che tendono cioè le fibre superiori da una parte del nodo e le fibre inferiori dall’altra parte. Quindi, le barre superiori (ad esempio) sono soggette a trazione da una parte del nodo e a compressione dalla parte opposta: l'aderenza delle barre con il calcestruzzo deve pertanto svilupparsi interamente all'interno della "lunghezza" del nodo corrispondente alla dimensione del pilastro.
In sede di predimensionamento, è possibile procedere nel seguente modo: una volta scelto il diametro massimo da impiegare per le barre longitudinali (superiori e inferiori) della trave, si può stimare la dimensione (nel piano del telaio) dei pilastri interni almeno pari a 20-25 volte il diametro scelto, e la dimensione dei pilastri di estremità pari a circa 15-20 volte. (Così, ad esempio, se nella trave si adottano barre con diametro 20 mm, il sottostante pilastro di un nodo intermedio dovrebbe essere "largo" almeno 40-50 cm nella direzione delle barre longitudinali; il pilastro di estremità almeno 30-40 cm).
In sede di verifica, una volta adottata la dimensione del pilastro, è possibile migliorare il soddisfacimento della formula riducendo il diametro delle barre longitudinali della trave, oppure migliorando la classe di calcestruzzo della trave; per le barre inferiori, il soddisfacimento della formula può migliorare anche aumentando il numero delle barre stesse, fino ad eguagliare quelle superiori (nelle formule compaiono anche i rapporti geometrici dell'armatura tesa e di quella compressa).
Tuttavia, soltanto con la verifica analitica è possibile essere certi di aver adempiuto agli obblighi di legge.
Ciò premesso, è possibile constatare che i parametri della formula (7.4.26) devono essere scelti con attenzione, a seconda che si verifichi lo sfilamento delle barre superiori oppure inferiori; in particolare, possono presentarsi i seguenti dubbi: nel caso di pilastro che prosegue al piano superiore cambiando sezione, a quale delle due dimensioni dei pilastri si deve far riferimento (quella del pilastro superiore o quella del pilastro inferiore)? E quale azione assiale nel pilastro deve essere usata (quella sopra il nodo o quella sotto il nodo)?
La risposta a queste domande è stata riassunta chiaramente dal collega ingegner Giuseppe Iaria con le formule che seguono; formule in cui si nota la definizione separata dei valori di azione assiale superiore e inferiore (Nd1, Nd2) e delle dimensioni dei pilastri (nel piano del telaio) superiore e inferiore (hc1, hc2): a seconda che la verifica si applichi alle barre superiori della trave oppure a quelle inferiori, nelle formule vanno inseriti i parametri del caso.
La verifica analitica delle (7.4.26), così come "rivisitate e corrette" mediante le formule sopra riportate, è stata implementata nel foglio di calcolo per il predimensionamento delle travi continue (NTC08_travi_continue_REV04.xls), scaricabile liberamente al link: Fogli di calcolo strutture. Il foglio consente di effettuare le verifiche suddette nell'ambito del dimensionamento della trave, oppure di controllare velocemente tali verifiche di sfilamento delle barre per una trave gia progettata.
Maggiore approfondimento su questo tema può trovarsi su ingegneriaforum.it ( http://ingegneriaforum.it/index.php?topic=4376.0 ) e su bar-ingegneria ( http://bar-ingegneria.forumfree.it/?t=64530493 ).
Tecnolab Ingegneria ○○●○○
(Riproducibile citando la fonte)