Click here to load reader

Manuale Teorico

  • View
    74

  • Download
    4

Embed Size (px)

Text of Manuale Teorico

CAD Comp

Software per la progettazione di interventi di rinforzo strutturale con FRP

MANUALE TEORICO

Centro di Progettazione, Design & Tecnologie dei Materiali

Manuale teorico CAD Comp

MANUALE TEORICO - CAD Comp1 2 2.1 Introduzione ................................................................................................................................. 1 Confinamento resistenza ............................................................................................................. 2 Principi di calcolo ..................................................................................................................... 2 Resistenza di progetto a compressione centrata ........................................................... 3 Stima della pressione laterale di confinamento .............................................................. 4 Sezioni circolari .......................................................................................................... 6 Sezioni quadrate e rettangolari .................................................................................. 6 2.1.1 2.1.2

2.1.2.1 2.1.2.2 2.2 3 3.1

Simbologia ............................................................................................................................... 7 Confinamento duttilit .................................................................................................................. 9 Principi di calcolo ..................................................................................................................... 9 Stima della pressione laterale di confinamento ............................................................ 10 Sezioni circolari ........................................................................................................ 11 Sezioni quadrate e rettangolari ................................................................................ 12 3.1.1.1 3.1.1.2

3.1.1

3.1.2 3.2 4 4.1

Calcolo della lunghezza delle cerniere plastiche .......................................................... 13

Simbologia ............................................................................................................................. 15 Rinforzo a flessione ................................................................................................................... 18 Principi di calcolo ................................................................................................................... 18 Dimensionamento del rinforzo in FRP .......................................................................... 18 Calcolo delle condizioni iniziali ..................................................................................... 21 Verifiche allo SLU ......................................................................................................... 21 Verifica di duttilit ..................................................................................................... 21 Verifica di delaminazione allestremit ..................................................................... 22 Verifica di delaminazione intermedia........................................................................ 23 Verifica delle tensioni allinterfaccia.......................................................................... 23 Verifica della larghezza di apertura delle fessure .................................................... 25

4.1.1 4.1.2 4.1.3

4.1.3.1 4.1.3.2 4.1.3.3 4.1.4 4.1.4.1 4.1.4.2 4.2 5 5.1

Verifiche allo SLE.......................................................................................................... 23

Simbologia ............................................................................................................................. 26 Rinforzo a taglio ......................................................................................................................... 30 Principi di calcolo ................................................................................................................... 30 Calcolo dellarea di rinforzo in FRP .............................................................................. 30 Sezione rettangolare o a T ....................................................................................... 30 Sezione circolare ...................................................................................................... 31 Sezione rettangolare o a T ....................................................................................... 32 Sezione circolare ...................................................................................................... 34 5.1.1.1 5.1.1.2

5.1.1

5.1.2

Calcolo della resistenza efficace di progetto del rinforzo in FRP ................................. 32

5.1.2.1 5.1.2.2 5.2

Simbologia ............................................................................................................................. 34

Sommario

I

Manuale teorico CAD Comp

1

IntroduzioneCADComp un programma di calcolo completo per la progettazione di interventi di rinforzo con

materiali compositi FRP su elementi strutturali in calcestruzzo e calcestruzzo armato. Il programma, seguendo lapproccio di calcolo suggerito dalle raccomandazioni CNR DT 200/2004, consente di progettare rinforzi a flessione e taglio nonch interventi di confinamento di colonne e travi.

Capitolo 1 Introduzione

1

Manuale teorico CAD Comp

2

Confinamento resistenza2.1 Principi di calcolo

Il software CAD Comp consente di progettare in accordo alle raccomandazioni progettuali CNR DT-200/2004 interventi di confinamento con FRP per incrementare la resistenza ultima e la corrispondente deformazione ultima, nel caso di elementi sollecitati da sforzo normale centrato o con piccola eccentricit. Il confinamento di elementi di c.a. pu essere realizzato con tessuti o lamine di FRP disposti sul contorno in modo da costituire una fasciatura esterna continua (ricoprimento) o discontinua (cerchiatura). Lincremento della resistenza a compressione e della corrispondente deformazione ultima del calcestruzzo confinato con FRP dipendono dalla pressione di confinamento applicata. Questultima funzione della rigidezza del sistema e della forma della sezione trasversale dellelemento da confinare. Per la ridistribuzione dei carichi verticali non consentito fare affidamento sulla duttilit di elementi soggetti a sforzo normale centrato o con piccola eccentricit. Un sistema confinante a base di FRP (elastico fino a rottura), a differenza di un sistema di acciaio (elasto-plastico), esercita una pressione laterale sempre crescente, in senso stretto, allaumentare della dilatazione trasversale dellelemento confinato. Un tipico legame tensione-deformazione - relativo a prove di compressione condotte su provini confinati con FRP riportato in Figura 1.

Figura 1 - Andamento del legame tensione-deformazione per calcestruzzo confinato con FRP.

Per valori della deformazione assiale c pari allo 0.2%, la tensione nel calcestruzzo confinato solo di poco superiore a quella esibita dal calcestruzzo non confinato, e cio alla resistenza di questultimo. Per deformazioni superiori allo 0.2% il legame tensione-deformazione non lineare e la pendenza della corrispondente curva - diminuisce progressivamente fino ad assumere, nellultimo tratto, un valore pressoch costante. In questultimo tratto, ad andamento lineare, il calcestruzzo confinato perde progressivamente la sua integrit per effetto di una fessurazione sempre pi estesa.

Capitolo 3 Confinamento duttilit

2

Manuale teorico CAD Comp

In assenza di una pretensione iniziale, il rinforzo di FRP esercita un confinamento passivo sulla membratura compressa. Lazione di confinamento diventa significativa nella fase di plasticizzazione, e quindi di fessurazione, dellelemento rinforzato, a seguito della pi vistosa dilatazione trasversale esibita da questultimo. In maniera esplicita, si rileva che prima della fessurazione del calcestruzzo il sistema a base di FRP praticamente scarico. Il collasso dellelemento confinato si raggiunge per rottura delle fibre. Tuttavia, a partire da un certo valore della deformazione assiale, lelemento confinato con FRP assimilabile ad un recipiente dalle pareti molto flessibili riempito di materiale incoerente. Da questo momento in poi, esso perde di fatto la propria funzionalit potendo assorbire solo modeste ed insignificanti sollecitazioni trasversali. In considerazione di ci, il collasso dellelemento confinato convenzionalmente raggiunto quando si attinge una deformazione limite delle fibre pari a 0.004.

2.1.1

Resistenza di progetto a compressione centrataN Rcc ,d N Sd

La verifica dellelemento confinato consiste nellaccertare che sia soddisfatta la seguente limitazione:

essendo NSd il valore di progetto dellazione assiale agente (da valutarsi, per le diverse combinazioni di carico previste, come prescritto dalla Normativa vigente), NRcc,d il valore di progetto della resistenza dellelemento confinato. In assenza di fenomeni di instabilit per carico di punta, la resistenza ultima di calcolo a sforzo normale centrato, o con piccola eccentricit, di un elemento di c.a. confinato mediante FRP pu essere calcolata utilizzando la seguente relazione:

N Rcc,d =

1

Rd

Ac f ccd + As f yd

dove il coefficiente parziale Rd deve essere assunto pari a 1.10, i simboli Ac ed fccd rappresentano, rispettivamente, larea della sezione trasversale dellelemento e la resistenza di calcolo del calcestruzzo confinato (questultima valutata come di seguito indicato), mentre i simboli As ed fyd denotano, rispettivamente, larea e la resistenza