Le verifiche agli stati limite di esercizio vengono eseguite per la limitazione delle tensioni, l'ampiezza delle fessure e i limiti di deformazione. Le tensioni vengono verificate negli elementi in calcestruzzo e nell'armatura secondo ACI 318-19, in modo analogo a quanto specificato per la Resistenza.
Limitazione delle tensioni
Le tensioni di compressione ammissibili nel calcestruzzo ai carichi di esercizio devono essere verificate per gli elementi precompressi di Classe U e T. In base alla Tabella R24.5.2.1, non è richiesta alcuna verifica della limitazione delle tensioni per il calcestruzzo che si assume fessurato. L'utente deve impostare la classe dell'elemento precompresso nelle impostazioni dell'elemento di progetto.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 53\qquad Prestressed flexural member class selection}}}\]
La tensione di compressione ammissibile per gli elementi soggetti a carichi transitori è specificata da ACI 318-19 24.5.4.1 come 0.6fc'. Il limite di tensione di compressione di 0.45fc' è stato stabilito per ridurre la probabilità di collasso degli elementi in calcestruzzo precompresso dovuto a carichi ripetuti. Questo limite è apparso ragionevole anche per escludere deformazioni viscose eccessive. A valori di tensione più elevati, le deformazioni viscose tendono ad aumentare più rapidamente all'aumentare della tensione applicata.
La tensione di compressione nel calcestruzzo viene valutata come rapporto tra la massima tensione principale di compressione fc = σc2 ottenuta dall'analisi FE per l'esercizio e il valore limite, che viene impostato in base alla Tabella 24.5.4.1.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 54\qquad Concrete compressive stress limits at service loads}}}\]
Nell'applicazione, Precompressione più carico permanente è trattata come combinazione a lungo termine, e Precompressione più carico totale come combinazione a breve termine.
Deformazione
In base al tipo di combinazione selezionata (a lungo termine o a breve termine), viene valutata la deformazione a lungo termine o a breve termine. Il valore massimo ammissibile della deformazione deve essere determinato dall'utente e deve essere considerato in conformità con ACI 138-19 24.2.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 55\qquad Maximum allowable deflection value}}}\]
Nell'applicazione, è possibile visualizzare separatamente le deformazioni dovute al carico permanente ΔDL e al carico variabile ΔLL, nonché la deformazione totale ΔTot (permanente+variabile), visualizzando al contempo la forma deformata.
Le deformazioni alle estremità rifilate non possono essere verificate.
Ampiezza delle fessure
Le ampiezze e le orientazioni delle fessure vengono calcolate per le combinazioni di esercizio a breve termine o a lungo termine. Poiché la normativa ACI non prescrive direttamente i valori limite dell'ampiezza delle fessure, l'utente deve specificare un valore limite dell'ampiezza delle fessure wlim.
Le verifiche sono presentate come segue:
\[\frac{w}{w_{lim}}\]
dove:
w ampiezza della fessura a breve o lungo termine calcolata dall'analisi FE,
wlim valore limite dell'ampiezza della fessura definito dall'utente.
Il metodo di calcolo dell'ampiezza delle fessure utilizzato nell'applicazione, descritto in modo più dettagliato in questo documento, è conforme ad ACI 224R-01. È pertanto possibile utilizzare la Tabella 4.1 di ACI 224R-01 per determinare il valore limite dell'ampiezza delle fessure.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 56\qquad Reasonable crack widths for reinforced concrete under service load}}}\]
Esistono due metodi per il calcolo dell'ampiezza delle fessure (fessurazione stabilizzata e non stabilizzata). Nel caso generale (fessurazione stabilizzata), l'ampiezza della fessura viene calcolata integrando le deformazioni sugli elementi 1D delle barre di armatura. La direzione della fessura viene quindi calcolata dai tre punti di integrazione più vicini (dal centro del dato elemento finito 1D dell'armatura) degli elementi 2D in calcestruzzo. Sebbene questo approccio al calcolo delle direzioni delle fessure non corrisponda alla posizione reale delle fessure, fornisce comunque valori rappresentativi che portano a risultati dell'ampiezza delle fessure confrontabili con i valori richiesti dalla normativa nella posizione della barra di armatura.