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Sugli effetti del ritiro e della viscosità in travi da ponte in sezione mista acciaio-calcestruzzo con precompressione longitudinale della soletta.

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8) OSSERVAZIONI CONCLUSIVE

Alla luce dei risultati ottenuti si può concludere quanto segue:

- La precompressione in opera con attesa relativamente breve (circa due mesi) prima del collegamento, conduce a risultati inaccettabili per le sezioni prossime agli appoggi; anche le sezioni in campata presentano trazioni permanenti nel calcestruzzo; i getti di connessione sono permanentemente fessurati;

- La dilazione del tempo di collegamento (ottenibile prefabbricando e precomprimendo la soletta con adeguato anticipo) si rivela come ipotesi ragionevolmente percorribile;

- Considerato che gli effetti della precompressione della soletta vengono persi integralmente nel primo caso e comunque per il 65% circa nel secondo, è da chiedersi se, a fronte di notevoli complicazioni costruttive, non sia piuttosto il caso di pensare a una soluzione di tipo classico, con soletta non precompressa, ma armata adeguatamente per contenere la fessurazione entro limiti accettabili (nelle zone più critiche potrebbe tornare utile l'impiego di getti additivati con fibre metalliche);

- In casi come quello esaminato è evidentemente da evitare il ricorso ai tradizionali procedimenti di calcolo semplificati, non essendo possibile prescindere dalla effettiva evoluzione temporale dei fenomeni di ritiro e viscosità; è necessario applicare metodologie che consentano di seguire la storia della struttura per controllarne il comportamento reologico entro una fascia di possibile aleatorietà delle leggi di ritiro e viscosità;

- Si avverte la necessità di una più assidua sperimentazione, soprattutto per quanto riguarda il ritiro, da parte degli organi competenti. Le Amministrazioni appaltanti, da parte loro, almeno in casi di una certa importanza e singolarità , dovrebbero promuovere una sperimentazione "dal vero" con una strumentazione estensimetrica di strutture similari esistenti o in costruzione, che potrebbe fornire interessanti elementi di valutazione;

- Sarebbe infine auspicabile una maggiore attenzione della normativa nei confronti di fenomeni, la scarsa conoscenza dei quali è suscettibile di limitare o distorcere la corretta progettazione di interessanti tipologie strutturali.

9) BIBLIOGRAFIA E RIFERIMENTI NORMATIVI

• [1] - F. DE MIRANDA - "Ponti a struttura d'acciaio" - Collana Italsider, Vol. VII - (1971).

• [2] - D.M. 14/2/1992 - Norme tecniche per l'esecuzione delle opere in c.a. normale e precompresso e per le strutture metalliche.

• [3] - CNR 10016-85 - Travi composte di acciaio e calcestruzzo. Istruzioni per l'impiego nelle costruzioni.

• [4] - C.E.B. - F.I.P. Model Codes 1978 e 1990

• [5] - A.C.I. Committee n. 209" - "Prediction of Creep, Shrinkage and Temperature Effects in Concrete Structures" - A.C.I. SP-76-1982

• [6] - EUROCODICE N. 2 - "Design of concrete structures"

• [7] - F. LEONHARDT - "C.a. e C.a.p. : calcolo di progetto e tecniche costruttive" (1973)

• [8] - H. RUSCH - "Conglomerato armato e precompresso" (1978)

• [9] - M. COLLEPARDI - "Scienza e tecnologia del calcestruzzo" (1979)

• [10] - J. E. JONASSON - "Analyses of shrinkage in concrete" - Wittmann ed. "Fundamental research on creep and shrinkage of concrete" (1982)

• [11] - EUROCODICE N. 4 - "Strutture miste acciaio-calcestruzzo"

• [12] - C.E.B. Bulletin n. 199 - "Evaluation of time dependent behaviour of concrete" (1990)

• [13] - Z. P. BAZANT - L. PANULA - "Creep and shrinkage characterization for analyzing prestressed concrete structures" - PCI Journal, May-June 1980

• [14] - F. MOLA - Articoli vari in "Studi e Ricerche" - Corso di Perfezionamento per le Costruzioni in c.a. Fratelli Pesenti

• [15] - A. GHALI - R. FAVRE - "Concrete structures: Stresses and Deformations" - Chapman and Hall (1986)

APPENDICE

NOTE SUL PROGRAMMA DI CALCOLO

Il programma di calcolo sviluppato ed impiegato consente di applicare agilmente le metodologie proposte da A. Ghali e R. Favre [15] (Concrete structures: stresses and deformations, 1986) a travate, semplici o continue, composte in acciaio-calcestruzzo.
La struttura può essere suddivisa in un numero qualsiasi di conci, per ognuno dei quali si possono definire indipendentemente i seguenti dati:

• - Trave metallica : area della sezione, momento d'inerzia, baricentro, altezza, peso;

• - Soletta : larghezza, spessore, tempo di nascita (getto), resistenza caratteristica, tempo di posa, tempo di collegamento, peso, area degli eventuali cavi di precompressione e relativi tempo e tensione di tesatura;

• - Sovraccarico permanente e relativo tempo di applicazione.

Si definiscono quindi le ascisse delle estremità dei conci, l'ubicazione e la natura dei vincoli, il modulo elastico dell'acciaio, l'umidità ambientale di maturazione del calcestruzzo e due coefficienti che, normalmente uguali all'unità , permettono di esaltare (se >1) o di attenuare (se <1) a piacimento gli effetti di ritiro e viscosità.
Infine si elencano gli intervalli di tempo nei quali deve essere condotto lo studio per singole fasi.
Il programma adopera automaticamente le funzioni di ritiro e viscosità del CEB-FIP Model Code 1978; tuttavia può essere definita dal progettista una funzione di ritiro arbitraria sia nei valori che nelle velocità.
Redatto il file di input (in formato libero) si lancia la procedura, che esegue automaticamente una analisi visco-elastica completa, producendo un file di output che contiene, per ciascun tempo di calcolo e per ciascun concio (asta) i valori delle sollecitazioni in tre sezioni (iniziale, mediana e finale) e per le quattro fibre significative (estradosso e intradosso della soletta e della trave).
Vengono altresì prodotti files relativi a ciascun intervallo, dai quali si leggono i dettagli relativi alla singola fase, in qualsiasi sezione: deformazioni da ritiro e fluage, coazioni generate, sforzi assiali e momenti flettenti applicati allo schema di calcolo a trave continua per l'analisi della ridistribuzione elastica, caratteristiche di sollecitazione da questa risultanti e relativi incrementi di tensione, caratteristiche statiche istantanee delle sezioni.
Si ha la possibilità di introdurre le caratteristiche di sollecitazione dovute alle azioni variabili, calcolate a parte: in tal caso il programma effettua le necessarie verifiche e provvede alle combinazioni necessarie per determinare le sollecitazioni massime e minime.
Il programma è stato messo a punto per l'uso su personal computer dotato di microprocessore INTEL 80386/80387 e di sistema operativo MS-DOS.

Ing. Mariano Gallo (libero professionista - Roma)
Ing. Marco Giangrasso (ENEA-DISP - Roma)

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