Tra gli interventi atti a migliorare la performance degli edifici in campo sismico, l’incamiciatura in acciaio, attraverso angolari e calastrelli, è senza dubbio uno dei più diffusi. Le motivazioni dell’impiego frequente di questa tipologia di miglioramento, o eventualmente adeguamento, sono prima di tutto la leggerezza e la rapidità di posa in opera, a cui si aggiunge il facile reperimento dei materiali e l’utilizzo immediato dell’intervento a seguito del sisma. Di contro il costo è abbastanza elevato. Questa tipologia di intervento è nella maggior parte dei casi impiegata per aumentare la capacità portate delle colonne in calcestruzzo armato.
L’intervento consiste nell’applicazione di angolari in corrispondenza degli spigoli della sezione del pilastro, fissati adeguatamente a quest’ultimo attraverso tasselli, col fine di assicurare la collaborazione con l’elemento preesistente. Successivamente, gli angolari si collegano lungo lo sviluppo longitudinale dell’elemento in c.a., attraverso calastrelli, piatti in acciaio disposti ad un certo interasse tra loro.
L’aspetto critico da non sottovalutare in fase di progettazione e posa in opera, è rappresentato dal legame di aderenza all’interfaccia acciaio/calcestruzzo: bisogna, in fase di modellazione, portare in conto la presenza di eventuali tasselli di collegamento angolare/calcestruzzo oppure far riferimento solo all’attrito che si instaura tra i due materiali. Si tenga presente che i tasselli, posti in corrispondenza dello spigolo, possono danneggiare il calcestruzzo in una zona fortemente sollecitata dall’azione ciclica del sisma (compressione – trazione).
Gli effetti benefici dell’incamiciatura in acciaio si riassumono in:
- aumento della resistenza a taglio;
- aumento della capacità deformativa;
- miglioramento dell’efficienza delle giunzioni;
- aumento della capacità portante verticale (confinamento).
La progettazione e verifica di angolari e calastrelli in IperSpace BIM, segue quanto stabilito all’interno delle NTC2018 e relativa circolare applicativa. In particolare l’aumento della resistenza a taglio si valuta come:
![\[ V_{j}=0.5\cdot f_{yw}\frac{2\,t_{j}\,b}{s}\,0.9\cdot d\cdot\cot\theta \]](https://www.soft.lab.it/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-b0be56fa8a31f545aedf44b4316d04ce_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Essendo:
- tj, lo spessore degli elementi in acciaio;
- d la larghezza delle bande;
- s passo delle bande in acciaio;
- d è l’altezza utile della sezione,
- fyw la tensione di snervamento dell’accaio;
- θ l’inclinazione delle fessure per taglio.
La resistenza e la deformazione ultima del calcestruzzo, per effetto del confinamento indotto dal rinforzo valgono rispettivamete:
![\[ f_{cc}=f_{c}\left[1+3.7\cdot\left(\frac{0.5\cdot\alpha_{n}\cdot\alpha_{s}\cdot\rho_{s}\cdot f_{y}}{f_{c}}\right)^{0.86}\right] \]](https://www.soft.lab.it/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-39e7dcbca0aa907480296fe2e3c1e95e_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
![\[ \varepsilon_{cu}=0.0035+0.5\cdot\left(\frac{0.5\cdot\alpha_{n}\cdot\alpha_{s}\cdot\rho_{s}\cdot f_{y}}{f_{cc}}\right) \]](https://www.soft.lab.it/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-2748d3a1c92ebeb8216abfa26dcb50b5_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
essendo:
- fc la resistenza del calcestruzzo non confinato;
- fy la resistenza a snervamento degli elementi di rinforzo;
- ρs il rapporto volumetrico dell’armatura trasversale;
- αn il fattore di efficienza del confinamento nel piano della sezione;
- αs il fattore di efficienza del confinamento lungo l’elemento;
L’inserimento di tale elemento di rinforzo presuppone, in IperSpace BIM, la sua definizione all’interno delle Librerie dei Rinforzi presenti all’interno delle tavolozze.
Dalla finestra delle proprietà associata al rinforzo è possibile definirne tutte le sue carettistiche geometriche e meccaniche. In questa fase è possibile scegliere se portare in conto anche il contributo a flessione, per la presenza degli elementi aggiuntivi in acciaio sulla struttura, oppure considerare che la capacità resistente a flessione aumenti solo per effetto dell’incremento di resistenza del calcestruzzo a seguito del confinamento.
È possibile anche considerare un diverso passo dei calastrelli lungo la sezione poiché le caratteristiche del rinforzo vanno definite suddividendo l’elemento in tre parti: sezione iniziale, centrale e finale; è comunque l’utente a scegliere la lunghezza adimensionalizzata di ognuna di queste parti.
Ai fini delle analisi è opportuno, inoltre, creare una combinazione di carico Gk esercizio, nella quale sono presenti tutti i carichi con i coefficienti di sicurezza relativi alla combinazione quasi-permanente, in modo che il software, nella valutazione della resistenza complessiva, possa portare in conto le deformazioni subite dal calcestruzzo e dall’acciaio di armatura nel tempo, per effetto del peso proprio della struttura.
Angolari e calastrelli rappresentano una delle implementazioni della nuova versione di IperSpace BIM. Visita la pagina dedicata alla versione BIM 4 per scoprire tutte le novità.
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