07c 03 CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSO

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSOSi osserva che in una trave in c.a. solo una piccola parte della sezio-ne reagisce a compressione, mentre la maggior parte della struttura è sottoposta ad azione di trazione.

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSOPoiché il cls è deputato ad assorbire gli sforzi di compressione è facile capire come la grande quantità di cls assolva al solo compito di protezione dei ferri, con grande spreco del materiale.

La sezione interamente reagente è dunque un importante obiettivo da raggiungere per incrementare la “resistenza” della sezione.Per rendere la sezione interamente reagente si pensò di introdurreuno stato di presollecitazione, ossia un sistema di forze in gradodi provocare tensioni interne (autotensioni) con risultante nulla.Tali stati di presollecitazione sono detti anche stati di coazione.

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSO

ESEMPIO di stato si coazionePer tenere unite le doghe di legno si utiliz-zano cerchiature di acciaio preriscaldato le quali vengono inserite a forza subito dopo il riscaldamento.Durante il raffreddamento i cerchi d’acciaiotendono ovviamente ad accorciarsi ma ciòè impedito dalla presenza delle doghe.Nascono allora forze di trazione nei cerchie, conseguentemente, di compressione nelle doghe, che premettono di rendere le doghe perfettamente aderenti tra loro.

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• Dal concetto di stato di coazione scaturisce l’idea della precompressione del calcestruzzo.

• La precompressione consiste nel deformare l’acciaio prima (pre-tensione) o dopo la maturazione del calcestruzzo (post-tensione) e di bloccare il suo recupero elastico mediante il calcestruzzo.

• Ciò provoca nel calcestruzzo uno stato tensionale che, se ben progettato, potrebbe risultare utile al raggiungimento di una sezione interamente reagente.

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• L’esempio più elementare è quello di un tirante di calcestruzzo all’interno del quale passa un cavo di acciaio.

• Quest’ultimo una volta teso e bloccato al calcestruzzo, provoca nel cls stesso uno stato di tensione opposto a quello provocato dalla sollecitazione esterna (di trazione).

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Ciò che ha consentito lo studio dei metodi di precompres-sione è la scoperta della viscosità (fluage).

In realtà pensare che il cls, raggiunta la maturazione, pos-sa avere dei comportamenti analoghi ai fluidi è poco intui-tivo.

Nella realtà ogni materiale conserva una certa «libertà di deformarsi» in condizioni di carico esterno di compressio-ne costante».

Non solo, dopo le deformazioni istantanee (dovute al cari-co, sviluppa anche deformazioni differite nel tempo.

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSOPont de Boutiron (Francia) 1914 - Eugene Freyssinet

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSONel caso più generale di una trave in cemento armato ordinario sot-toposta ad un carico, essa si deformerà ad arco (verso il basso) e la parte superiore della sezione sarà sottoposta a COMPRESSIONE, mentre la parte inferiore sarà sottoposta a TRAZIONE.

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSOSe in stabilimento, realizziamo la stessa trave e operiamo in modo da inserire un cavo d’acciaio nella parte inferiore della sezione e, ti-rando il cavo creiamo una PRECOMPRESSIONE, la trave tenderà a deformarsi in curva verso l’alto e la sezione sarà tutta COMPRESSA

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSOQuando questa trave verrà messa in opera e le verranno applicati i carichi per cui è stata dimensionata, le deformazioni saranno mini-mizzate e la somma dei diagrammi di carico ci dirà che il cls è solle-citato solo da tensioni di compressione.

ABBIAMO OTTENUTO IN TAL MODO L’OTTIMIZZAZIONE DELLA SEZIONE.

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSOLa tecnica della precompressione consente di «GESTIRE» lo stato di tensione dei cavi in modo da ottenere risultati «MODULABILI».Ovvero di annullare o parzializzare la tensione di trazione nel cls.Si parla così di:

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSOLa precompressione interna può essere realizzata utilizzando duemetodi

• precompressione a fili pretesi• precompressione a cavi post-tesi

La prima prevede la pretensione di fili d’acciaio avvenuta la quale sigetta il calcestruzzo.A maturazione avvenuta si lasciano i fili d’acciaio i quali trasferiscono la pretensione al calcestruzzo mediante il fenomeno dell’aderenza.

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSO• precompressione a fili pretesi

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSOSISTEMA PRE TESO

BANCO

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BANCO

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSOLa precompressione con fili POST-TESI prevede la formazione di alloggiamenti (guaine) all’interno della trave entro i quali, a matura-zione avvenuta, si fanno passare i cavi che vengono tesi e infine ancorati al calcestruzzo.

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSOSISTEMA POST TESO

GUAINA

CAVI

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSOTRAVE PRECOMPRESSA CON CAVI POST-TESI

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSOTRAVE PRECOMPRESSA CON CAVI POST-TESI

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSOIL SISTEMA DI PRECOMPRESSIONE POST TESA PRESUPPONE DI DOVER PROCEDERE, DOPO LA TESATURA, CON IL FISSAG-GIO DEI CAVI.MOLTI SONO OGGI I SISTEMI BREVETTATI DA DIVERSE AZIEN-DE. IL CONCETTO DI BASE COMUNQUE CONSISTE NELL’AN-CORARE LE FUNI CON SISTEMI A CUNEO.

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSO: I MATERIALILe NTC-08 prescrivono le seguenti classi di resistenza dalle quali sideduce che per elementi in c.a.p. deve essere utilizzata una classeminima C28/35, ossia un calcestruzzo con resistenza cubica minimapari a Rck=35 MPa

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CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSO: I MATERIALI

Acciai da cemento armato precompressoPer loro natura le strutture in precompresso sono soggette ad elevatisforzi interni. Per tale motivo sono in genere realizzate con materialipiù resistenti di quelli utilizzati nel cemento armato normale:

Acciai Armonici1000 < fyk < 1900 N/mm2

N.B. Sono acciai ad elevata resistenza ma scarsaduttilità, dunque poco adatti in zona sismica

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Tipologie di acciai secondo le NTC 2008

Filo: prodotto trafilato di sezione piena che possa fornirsi in rotoli;

Barra: prodotto laminato di sezione piena che possa fornirsi soltanto in forma di elementi rettilinei. Essa hanno il vantaggio di poter essere giuntate. Ciò permette di effettuare più agevolmente la posa in opera delle armature di precompressione.

BARRAFILO

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Treccia: 2 o 3 fili avvolti ad elica intorno al loro comune asse longitudinale; passo e senso di avvolgimento dell’elica sono eguali per tutti i fili della treccia;

Trefolo: fili avvolti ad elica intorno ad un filo rettilineo completamente ricoperto dai fili elicoidali.

TREFOLI

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Cavo: 5 – 7 trefoli avvolti ad elica di cui uno centrale;

CAVI

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