Solette da ponte in calcestruzzo fibrorinforzato

Tale modalità di rottura, fragile e prematura, può essere frequente in solette da ponte, caratterizzate da ridotti spessori e spesso soggette a severe condizione di carico concentrato in zone limitate. In tali strutture non è possibile inserire idonee armature a taglio – punzonamento, ma il comportamento locale e globale può essere migliorato con l’aggiunta di fibre corte metalliche.

Il principale obiettivo del lavoro è la valutazione dell’influenza delle fibre sul comportamento a taglio-punzonamento di solette da ponte. A tale scopo è stata condotta una campagna sperimentale su piastre di spessore pari a 200 mm, presso il Laboratorio dell’Università di Roma “Tor Vergata”, con carico posto in posizione centrale e in prossimità dei vincoli. Infine, quando possibile i risultati sono commentati e interpretati alla luce di diverse normative europee e Americane.

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ABSTRACT

The ultimate behaviour of thin reinforced concrete structures, such as slabs, can be governed by the punching due to point loads. This premature brittle failure mode can be very frequent in bridge deck slabs, characterised by a reduced thickness and often subjected to severe conditions of loads concentrated in small areas. In this kind of structures a proper punching reinforcement is not applicable, but the local and global behaviour can be improved by the addition of short fibers.

The main object of the work is the evaluation of the influence of steel fibers on the punching shear behaviour of bridge slabs. At this aim experimental evaluations are carried out at the Laboratory of the “Tor Vergata” University of Rome on 200mm thick slabs, with different load position. Furthermore, when possible, the results are compared with the values predicted by the American and European codes. 

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Memoria tratta dagli Atti del Workshop “Progettare e realizzare elementi strutturali in calcestruzzo fibrorinforzato” a cinque anni dal Documento CNR DT – 204, Roma 2011.

Solette da ponte in calcestruzzo fibrorinforzato

1 INTRODUZIONE

Nella progettazione di solette da ponte, la verifica a punzonamento per i carichi concentrati trasmessi dai veicoli risulta una delle più critiche.

Molto spesso lo spessore della soletta viene determinato in modo che la verifica a punzonamento sia soddisfatta, senza dover aggiungere armatura trasversale.

Infatti, la posizione dei carichi dovuta ai veicoli non è fissa e il posizionamento di un’armatura trasversale a punzonamento dovrebbe essere distribuita su tutta la soletta, con evidenti aggravi di costi.

Le recenti normative (EN1992-1-1, 2004) hanno introdotto formule per la verifica a punzonamento di piastre in c.a. senza armatura trasversale, via via più restrittive. Di conseguenza, le solette da ponte vengono progettate con spessori maggiori e, in aggiunta, negli interventi di adeguamento occorre incrementare lo spessore delle solette esistenti.

L’incremento di spessore non ha solo ripercussioni legate all’aumento di materiale utilizzati ma, ben più importante, porta ad un aumento di masse della struttura che in zone a media-alta sismicità comporta notevoli incrementi di costi negli apparecchi di appoggio.

Occorre inoltre notare che le previsioni dell’aumento di traffico e di carichi degli autoveicoli, fanno prevedere che in futuro i carichi agenti su questi tipi di strutture dovranno essere adeguati in maniera conservativa.

Una soluzione che permetta un incremento della capacità portante a punzonamento delle solette da ponte senza incidere significativamente sui costi di realizzazione è quindi auspicabile.

Alcune ricerche hanno mostrato che l’utilizzo di calcestruzzi fibrorinforzati permette un incremento della resistenza a punzonamento (Choi et al., 2007).

Queste ricerche si sono però principalmente occupate della resistenza a punzonamento di giunti pilastro soletta o pilastro fondazione, nei quali la posizione del carico è nota e, seppur le fibre offrano un contributo significativo, rimane più vantaggioso disporre un’opportuna armatura tradizionale a punzonamento, con cavallotti o ferri piegati. 

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