I tiranti di ancoraggio hanno la funzione di contribuire all' aumento di risorse di resistenza della paratia. Il calcolo del carico limite di un tirante di ancoraggio deve essere effettuato considerando tre diversi meccanismi di collasso. Infatti è possibile che il collasso avvenga per sfilamento del bulbo di ancoraggio, per sfilamento della parte in acciaio dal calcestruzzo che lo contiene, o eventualmente per rottura dell'ancoraggio (raggiungimento della soglia di resistenza dell' acciaio). Il procedimento utilizzato nel software calcola il carico limite nei confronti di tutti e tre i meccanismi di collasso, e definisce come carico limite del tirante il minimo tra i tre.
Carico limite per collasso in aderenza all'interfaccia bulbo - terreno
In questo caso il carico limite si calcola con la seguente formula (Schneebeli):
nella precedente formula il significato dei simboli è il seguente:
▪σ'n è la tensione effettiva agente nel centro del bulbo di ancoraggio;
▪K è un coefficiente che rappresenta, mediamente e per l'intera lunghezza, l'interazione tra bulbo e terreno (vedi tabella);
▪Ab è la superficie del bulbo a contatto con il terreno, valutata con la seguente formula:
dove D è il diametro del bulbo e Lb è la lunghezza del bulbo.
▪ca è l' adesione all' interfaccia tra bulbo e terreno. Osservare la figura contenuta nella sezione Tiranti di ancoraggio per una migliore comprensione dei simboli.
φ |
K |
|---|---|
20° |
1,3 |
30° |
5,5 |
40° |
30,0 |
Valori forniti nell'opera del Prof. Carlo Cestelli Guidi "Geotecnica e tecnica delle fondazioni", Vol. 2, Ed. Hoepli, anno 1980.
Carico limite per collasso in aderenza all'interfaccia acciaio - bulbo
In questo caso è chiamata in causa la tensione tangenziale di aderenza ultima tra acciaio e calcestruzzo. La formula che esprime il carico di collasso del sistema è in questo caso la seguente:
nella formula i simboli hanno il seguente significato:
▪Da è il diametro dell' armatura che costituisce il tirante;
▪Lb è la lunghezza del bulbo di ancoraggio.
▪τud è la tensione tangenziale di aderenza acciaio-calcestruzzo
La resistenza tangenziale di aderenza di calcolo fbd vale:
fbd = fbk / γc
dove:
γc è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al calcestruzzo, pari a 1,5;
fbk è la resistenza tangenziale caratteristica di aderenza data da:
fbk = 2,25×η×fctk
in cui
η = 1,0 per barre di diametro ϕ < 32 mm
η = (132 - ϕ)/100 per barre di diametro superiore.
Nel caso di armature molto addensate o ancoraggi in zona di calcestruzzo teso, la resistenza di aderenza va ridotta dividendola almeno per 1,5.
Carico limite per collasso per rottura dell'armatura
Questa è una verifica puramente strutturale e riguarda la circostanza in cui la tensione nell'acciaio raggiunge quella limite di rottura. In questo caso il carico di collasso si calcola con la seguente formula:
nella precedente formula precedente i simboli hanno il seguente significato:
▪Da è il diametro dell' armatura che costituisce il tirante;
▪Fyd è la tensione di snervamento di calcolo dell'acciaio;
Una volta calcolati i carichi di collasso per i tre diversi meccanismi, il carico limite del tirante può essere determinato con la seguente formula:
dove i simboli hanno il seguente significato:
▪NuT è il carico limite ultimo del tirante;
▪Nuat è il carico limite ultimo che si ha per collasso in aderenza tra bulbo e terreno;
▪Nuac è il carico limite ultimo che si ha per collasso in aderenza tra bulbo e acciaio;
▪Nur è il carico limite ultimo che si ha per collasso dell' acciaio del tirante.
Per ogni ancoraggio viene restituito il meccanismo di rottura: rottura terreno, resistenza aderenza, resistenza acciaio.
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