La curvatura delle barre di armatura in fase di calcolo

Nel passato per affrontare la progettazione e la verifica di elementi in cemento armato manualmente, con carta e penna per capirci, si sono sempre introdotte molte semplificazioni e non si indugiava certo nel considerare barre di armatura piegate a spigoli vivi nei disegni esecutivi, con le relative conseguenze per collisioni, interferri, lunghezze di ancoraggio, bracci di forze interne, etc.

Nella loro fabbricazione, però, era comunque necessario sagomarle curvandole in funzione del diametro, obbligando la barra a piegarsi attorno ad un mandrino di diametro opportuno.

Questa esigenza è imposta dalla normativa tecnica ed è dettata principalmente dalla necessità di evitare danneggiamenti dell’acciaio in fase di piegatura a freddo, incrudimento, concentrazioni di tensione e fessurazioni del calcestruzzo nelle zone vicine alla piega. 

Cosa prevede la normativa

Le Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. 17/01/2018) non forniscono riferimenti sulle curvature da considerare nelle piegature delle barre. Alcune indicazioni si trovano, invece, nella norma tecnica del ’96 (DM 16/01/1996).

Altre norme danno indicazioni più dettagliate come ad esempio l’Eurocodice 2 (UNI EN 1992-1-1) e relativo annesso nazionale italiano.

Le norme americane (ACI 318-14), a questo proposito, sono invece assai dettagliate.

Influenze in verifiche con software di calcolo

I primi software di calcolo strutturale in grado di produrre disegni esecutivi non arrivavano a descrivere l’armatura fin nei dettagli della curvatura delle barre ma non è passato molto tempo prima di scorgerne lo sviluppo almeno nelle staffe. Apprezzare in un esecutivo la curvatura non vuol dire però averla considerata anche in fase di verifica. Ciò comporta, infatti, qualche problema in più rispetto a considerarla composta da tratti rettilinei.

Una delle differenze tra barre con o senza curvature nelle pieghe è la loro diversa lunghezza, specialmente nel caso di grandi diametri.

Un software di calcolo che considera una barra composta da più pezzi rettilinei, può calcolare la sua lunghezza in modo diverso da uno che la considera definita dalla polilinea d’asse e relative curvature, con ricadute nella produzione.

Come evidenziato nella figura precedente, per diametri maggiori la differenza di lunghezza totale della barra rispetto alle lunghezze nominali (riferite agli assi) dei singoli tratti è più evidente. Nella maggior parte dei casi, e per strutture comuni, questo è del tutto trascurabile ma nella posa in opera potrebbero potenzialmente essere causa di collisioni tra le barre o indurre a non rispettare il copriferro di calcolo.

C’è poi la questione legata alla curvatura delle staffe che obbliga, nelle zone di spigolo, a spostare le barre verso l’interno sia nelle travi che nei pilastri.

Ad esempio, in un semplice pilastro il cambio di staffa da ø8 a ø10 comporta, a parità di copriferro, lo spostamento di tutte le barre longitudinali di 2mm ma per le barre di spigolo bisogna sommare altri 1,2mm legati alla differenza di curvatura della staffa.

In questo caso l’effetto nel calcolo corrisponde ad una piccolissima variazione del momento resistente della sezione (una frazione di punto percentuale) ma in altri casi potrebbe essere di più.

Tutte queste differenze sono state valutate attraverso Sismicad , un software di calcolo strutturale ad elementi finiti in grado di gestire anche verifiche normative ed esecutivi di cemento armato, che consente una valutazione interattiva dei parametri di resistenza in funzione di quanto è stato più sopra esposto.

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