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Sono quelle di uso più frequente nelle strutture correnti in c.a. e costituite da un unico dominio di conglomerato avente forma rettangolare, circolare (solo per pilastri), a T, rettangolare con flange uguali o diseguali (rientrano in questo sottocaso anche le forme a C ed a L).
Per tutte le suddette sezioni tranne che per quelle circolari l’armatura deve essere definita da due file di armature (superiore ed inferiore) da assegnare mediante il numero di barre ed il relativo diametro e copriferro. Per le sezioni circolari l’armatura è costituita da barre di uguale diametro disposte lungo una circonferenza concentrica definita da un assegnato copriferro.
Per tutte le sezioni predefinite il momento flettente da assegnare può avere solo la componente Mx (flessione retta intorno all’asse x del riferimento con segno positivo se comprime le fibre superiori della sezione) ed il corrispondente asse neutro risulta sempre parallelo all’asse x. Ciò è a rigore vero solo per le sezioni simmetriche rispetto all’asse y, ma costituisce prassi corrente anche per sezioni non simmetriche appartenenti a travi di impalcato degli edifici o a graticci di travi in fondazione. In questi casi, infatti, è prevalente l’ipotesi di impalcato rigido nel proprio piano che non consente di definire il vincolo trasversale che agisce sulle travi; l’esistenza di questo vincolo condiziona la deviazione dall’orizzontale dell’asse neutro a flessione tendendo comunque a riportare l’asse neutro in direzione orizzontale (cioè in direzione perpendicolare al piano sollecitazione qui ipotizzato sempre verticale). D’altro canto un calcolo a flessione deviata sarebbe, in questi casi, falsamente più preciso senza la valutazione del suddetto vincolo membranale di impalcato.
Le verifiche di resistenza (sia allo stato limite ultimo che alle tensioni ammissibili) possono essere effettuale in presenza (anche contemporanea) di sforzo normale N, momento flettente Mx, taglio Vy e torsione T. Dette verifiche conducono alla determinazione degli sforzi resistenti ultimi da confrontare con quelli assegnati nell’ambito degli S.L.U..
E’ parimenti possibile effettuare, a partire da assegnate dimensioni della sezione di conglomerato, il dimensionamento delle armature minime (superiori, inferiori staffe e ferri di parete per torsione) in grado di fronteggiare gli assegnati sforzi di calcolo (calcolo di semiprogetto). Le armature sono determinate per inviluppo delle combinazioni di sforzo (fino a 60 ) assegnate.
Per ogni sezione predefinita è possibile generare il dominio di interazione N-Mx per lo Stato Limite Ultimo.
Alla stessa sezione possono assegnarsi ulteriori 60 combinazioni di sforzi (ognuna costituita dallo sforzo normale N e dal momento Mx) per ognuna delle tre possibili tipologie di combinazione in esercizio (rara, frequente, quasi permanente). Il programma determina le massime tensioni normali e l’apertura delle fessure confrontandone i valori con quelli limiti di normativa.
Possono essere costituite da uno o più domini di conglomerato (fino a 10) a forma poligonale generica o circolare. Ai singoli domini possono attribuirsi differenti caratteristiche reologiche e di resistenza. Le barre di armatura possono essere assegnate singolarmente tramite l’input delle coordinate (in corrispondenza dei vertici dei domini poligonali) e/o per generazioni automatiche lineari e circolari.
Il calcolo di resistenza S.L.U è svolto in regime di presso-tenso flessione deviata e taglio, cioè possono contemporaneamente essere assegnate le seguenti componenti di sforzo (per ognuna delle 60 combinazioni possibili):
N, Mx, My, Vy, Vx. Il calcolo fornisce in uscita gli sforzi resistenti ultimi per ogni combinazione (unitamente alla corrispondente misura della sicurezza), nonché le armature trasversali minime di inviluppo per fronteggiare il taglio. Vengono inoltre calcolati per punti e per ogni combinazione i domini bidimensionali di interazione Mx,My a sforzo normale costante ed anche il dominio di interazione tridimensionale N-Mx,My. Alla stessa sezione possono assegnarsi ulteriori 60 combinazioni di sforzi (ognuna costituita dallo sforzo normale N e dai momenti Mx, My) per ognuna delle tre possibili tipologie di combinazione in esercizio (rara, frequente, quasi permanente). Il programma determina le massime tensioni normali e l’apertura delle fessure confrontandone i valori con quelli limiti di normativa.
La maggior parte dei pilastri di corrente progettazione è caratterizzato da sezione rettangolare ed armatura doppiamente simmetrica rispetto agli assi principali d’inerzia. Le verifiche di tipo sismico comportano quasi sempre la contemporanea presenza delle componenti sforzi N, Mx, My, Vy, Vx.
E’ sembrato pertanto opportuno prevedere un’apposita tipologia di calcolo per tali sezioni che, a partire da un input molto veloce della geometria della sezione, consentisse la verifica e, soprattutto, il progetto delle armature in presso flessione deviata (sia allo stato limite ultimo che per tensioni ammissibili).
Nell’ambito di questa tipologia è altresì possibile effettuare la verifica di instabilità allo S.L.U. secondo il metodo semplificato della “colonna modello”.
Sono previste inparticolare pareti duttili, pareti debolmente armate, pareti non dissipative. Consente l'input differenziato delle armature (simmetriche) tra le zone confinate (alle estremità delle pareti) e la zona centrale. Le verifiche di tipo sismico prevedono la contemporanea presenza delle componenti degli sforzi N, Mx, My, Vy.
Per sezioni in c.a. di forma generica la verifica a torsione ed il corrispondente dimensionamento delle armature resistenti sono fortemente condizionati dalla geometria della sezione. Il procedimento di calcolo è infatti differente a seconda se la sezione è monoconnessa o pluriconnessa (sezioni cave), e, nell’ambito delle sezioni monoconnesse la scomposizione in rettangoli elementari non è sempre programmabile in modalità automatica. A ciò si aggiunge la difficoltà di dover considerare nelle verifiche di resistenza la contemporanea presenza dello sforzo di taglio.
Questo spiega la mancata introduzione dello sforzo torcente nella tipologia delle sezioni generiche.
Per la particolare tipologia di sezioni a geometria poligonale generica piene o cave soggette a torsione semplice si è predisposto questo apposito sottoprogramma che risolve, pertanto, solo una classe di sezioni (restano ad esempio escluse le sezioni pluriconnesse (travi a cassone multiplo).
In presenza anche di taglio la verifica a taglio-torsione va effettuata a mano sulla scorta dei risultati ottenuti dai due distinti calcoli a taglio-flessione e a torsione semplice svolti utilizzando il programma.
Si ricorda infine che la verifica a torsione è obbligatoria nel solo caso di torsione primaria (necessaria all’equilibrio della struttura) e che è sempre opportuno progettare strutture in c.a. evitando per tutti gli elementi resistenti la presenza di torsione primaria per la scarsa attitudine delle sezioni in c.a. a resistere a tale sforzo.
Le NTC prevedono l’obbligo del controllo delle deformazioni in esercizio solo per rapporti di snellezza delle travi (luce/altezza sezione) superiori a prefissati limiti o per travi di luce superiore a 10 metri. Anche in tali evenienze il programma consente il calcolo delle deformazioni istantanee ed a lungo termine di una generica trave isostatica su due appoggi o a mensola tenendo conto della non linearità meccanica causata dalla fessurazione dalla viscosità e dal ritiro. Allo scopo la trave viene discretizzata in conci la cui sezione media viene calcolata col metodo AAEM (Age Adjustes Effective Modulus); l’integrazione delle curvature fornisce le frecce e gli spostamenti assiali della trave nel punto medio di ogni concio.
Il calcolo può essere facilmente esteso a singole travi appartenenti a telai iperstatici attribuendo alle coppie di estremità della trave isostatica su due appoggi i valori dei momenti di continuità ottenuti dalla risoluzione del telaio iperstatico. Con lo stesso modulo di programma possono, inoltre, essere valutati le deformazioni assiali e flessionali dei pilastri (anche snelli) in regime elasto-viscoso.
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