Efficacia dell’armatura trasversale sul comportamento delle giunzioni per sovrapposizione

La memoria presenta i risultati di una campagna sperimentale condotta al fine di comprendere il comportamento delle giunzioni per sovrapposizione al variare della posizione delle armature di confinamento trasversali. Sono state testate 10 travi in scala reale con barre di diametro pari a 16 o 20 mm, con barre sovrapposte adiacenti ai bracci verticali delle staffe oppure distanti 4.5 volte il diametro delle armature.

I risultati mostrano una riduzione della resistenza della sovrapposizione fino al 16% nel caso in cui i bracci verticali non siano adiacenti alle armature sovrapposte. L’analisi dei risultati sperimentali mostra inoltre che la formulazione del MC2010 per la stima della resistenza delle sovrapposizioni risulta essere non conservativa quando le armature trasversali non sono adiacenti alla sovrapposizione.

Nella memoria si propone quindi una riduzione del coefficiente di efficacia (km) dell’armatura trasversale definito nel MC2010 nel caso in cui la distanza tra le barre sovrapposte e il braccio trasversale delle staffe sia almeno pari a quattro volte il diametro delle armature ancorate e/o sovrapposte.


La storia dei modelli di aderenza

Le modalità di realizzazione delle membrature in c.a. e i vincoli di trasporto richiedono spesso la realizzazione di giunzioni per sovrapposizione delle armature longitudinali. Tecniche alternative che prevedono l'utilizzo di manicotti, saldature, pieghe o uncini non sono comunemente impiegate in strutture ordinarie. Tuttavia, il meccanismo di trasferimento della forza di trazione da una barra all’altra genera una elevata pressione trasversale a causa dell’azione cuneo del calcestruzzo compreso tra le nervature delle armature (Tepfers, 1973; Cairns and Jones, 1995a,b; fib, 2000).

Il meccanismo dell’aderenza può quindi causare lo sviluppo di pericolose fessure longitudinali da split- ting lungo la lunghezza di ancoraggio quando nel copriferro viene raggiunta la resistenza a trazione del calcestruzzo (Tepfers, 1973, Cairns and Jones, 1995a,b; Giuriani et al., 1991; Gambarova & Rosati, 1997; Plizzari et al., 1998; Metelli et al., 2015).

I primi modelli dell’aderenza, sviluppati da Ferguson e Breen (1965) negli Stati Uniti e da Tepfers (1973) in Europa, considerano la resistenza locale della porzione di sezione in calcestruzzo armato che si oppone all’azione cuneo. Tale resistenza dipende da diversi fattori, come lo spessore del copriferro, la quantità di armatura trasversale che attraversa le po- tenziali fessure da splitting (Giuriani et al., 1991; Gambarova & Rosati, 1997; Plizzari et al., 1998), la presenza di pressione trasversale (come agli appoggi) (Darwin et al., 1992; Eligehausen et al., 1993), l’indice di aderenza delle armature (Metelli et al. 2014) e la resistenza di post-fessurazione del calcestruzzo che può beneficiare significativamente dall’aggiunta di fibre alla matrice (Metelli et al., 2017).

Tutti questi fattori sono previsti nei modelli delle principali norme internazionali per le costruzioni (ACI 318-19, Eurocode 2, Model Code 2010). Tra essi, l’armatura trasversale gioca un ruolo significativo nel comportamento degli ancoraggi una volta che si manifesta la fessurazione del copriferro, sia in termini di resistenza sia di duttilità. Gli studi di Morita and Fujii (1982), Kaku et al. (1988, 1989), Giuriani et al. (1991) and Maeda et al. (1995) mostrano un incremento della resistenza degli ancoraggi proporzionale all’area dell’armatura trasversale che attraversa la fessura da splitting.

Questi studi mostrano anche l’importanza del ruolo della disposizione delle armature trasversali sulla loro capacità di contrastare l’apertura di fessura e di controllarne la loro propagazione. Nel lavoro di Maeda et al. (1995), inoltre, emerge una maggiore resistenza degli ancoraggi d’angolo (disposti nell’angolo staffe e confinati sia dal braccio verti- cale sia dal braccio orizzontale della staffa) rispetto al caso di ancoraggi interni alla sezione (con una distanza dal braccio verticale delle staffe variabile tra 3 e 5 volte il diametro delle armature).

 

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La presente memoria è tratta da Italian Concrete Days - Aprile 2021

organizzati da aicap e CTE

 

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