Descrizione generale dei risultati SLU nell'applicazione Detail

In questa sezione, ci concentriamo sulla Resistenza e sull'Ancoraggio (verifiche SLU). Si noti che dopo aver scelto una delle verifiche SLU compare una nuova scheda (Risultati) nella barra multifunzione superiore. 

Sul lato sinistro, è possibile scegliere se visualizzare i risultati per un estremo automatico, una particolare combinazione SLU o incrementi. Si ricorda che viene utilizzato il calcolo non lineare (le deformazioni plastiche sono ammesse per l'acciaio e il calcestruzzo). Vengono prese in considerazione solo le combinazioni SLU o i casi di carico singoli.

I pulsanti successivi servono per passare da un risultato corrente all'altro.

Gli ultimi pulsanti nella scheda Risultati vengono utilizzati per modificare l'output grafico (disegno della rete, scala della vista o visualizzazione dell'estremo).

Calcestruzzo

È possibile osservare sei possibili risultati. Esaminiamoli uno per uno. 

Valore di verifica della tensione 

Il primo valore rappresenta il livello di sfruttamento del materiale rispetto alla resistenza del calcestruzzo. In altre parole, mostra il rapporto tra la tensione nel calcestruzzo e la resistenza del calcestruzzo. Per informazioni su come vengono determinati i valori limite, consultare l'articolo seguente. 

• Analisi allo stato limite ultimo

Tensione di compressione nel calcestruzzo

L'opzione successiva consente di visualizzare la distribuzione della tensione nel calcestruzzo σ_c per una quota applicata del carico. Nota anche come tensioni principali σ₂. 

Deformazione di compressione nel calcestruzzo

Premendo la terza icona nella scheda dei risultati, viene visualizzata la deformazione del calcestruzzo ε_c per una quota applicata del carico. Nota anche come deformazioni principali ε₂. 

Deformazione plastica a compressione del calcestruzzo

Per osservare l'insorgenza del comportamento plastico nel calcestruzzo, passare alla Deformazione plastica a compressione del calcestruzzo. È possibile visualizzare le zone in cui il calcestruzzo si trova nel ramo plastico del diagramma tensione-deformazione.

Direzione delle tensioni principali

Questa funzionalità mostra la direzione delle tensioni principali. Poiché la trazione nel calcestruzzo è esclusa, vengono visualizzati solo i vettori di compressione.

Fattore di riduzione della resistenza a compressione

La sesta opzione mostra la distribuzione della riduzione della resistenza a compressione del calcestruzzo dovuta alla deformazione trasversale. Questo è l'effetto di ammorbidimento a compressione. Questo fenomeno (k_c2), insieme alla crescente fragilità del calcestruzzo con la resistenza, viene preso in considerazione attraverso il fattore k_c.

Per ulteriori informazioni, leggere l'articolo: Modelli di materiale (EN).

Armatura

Per l'acciaio, analogamente al calcestruzzo, sono disponibili più opzioni per la visualizzazione dei risultati. In generale, è possibile visualizzare la tensione e la deformazione nell'armatura e il rapporto tra tensione o deformazione e i valori limite.

Rapporto tra tensione o deformazione e valori limite

Le prime due icone consentono di verificare il rapporto tra tensione e deformazione rispetto ai loro valori limite. La terza icona mostra un confronto tra la tensione e la tensione di snervamento. In altre parole, è possibile vedere il livello di sfruttamento del materiale. 

Tensione e deformazione

Oltre a quelle sopra menzionate, è disponibile un'opzione per visualizzare la deformazione (ε_s) o la tensione (σ₂) dell'armatura. Nella scheda dati è possibile osservare le singole barre una per una. Oppure è possibile verificare il modello e la panoramica nella finestra principale.  

Ancoraggio

L'ancoraggio è l'ultimo risultato disponibile per lo SLU.

Per capire da dove provengono le forze che entrano nel calcolo, discutiamo prima i singoli componenti.

Tensione di aderenza

La tensione di aderenza 𝜏_b (tensione sulla superficie della barra di armatura) viene calcolata dalla deformazione dell'elemento di aderenza che rappresenta il collegamento tra il calcestruzzo (elemento 2D) e l'armatura (elemento 1D). Questa relazione è espressa dalla funzione tensione-deformazione, vedere la figura seguente.

Si noti che lo scorrimento è ammesso.

f_bd*  - tensione di aderenza di snervamento
f_bd    - tensione di aderenza limite
G_b - rigidezza a taglio nella parte elastica
R_f - Coefficiente di incrudimento
δ_{u, max} - Scorrimento ultimo

Una volta raggiunto il ramo plastico - 𝜏_b = f_bd*, la tensione (𝜏_b) non aumenta più tanto rispetto alla deformazione (δ_u). In quel punto (𝜏_b = f_bd*), si ottiene una verifica del rapporto di tensione di aderenza (𝜏_b/f_bd) superiore al 99%. La verifica è soddisfatta fino al raggiungimento della deformazione limite δ_{u, max}.

Forza di ancoraggio 

La forza trasmessa dalla molla che rappresenta il tipo di ancoraggio selezionato dell'armatura è denominata forza di ancoraggio. La forza di ancoraggio massima* viene calcolata secondo la seguente formula - F_au=β⋅A_s⋅f_yd, ​dove:

β             il coefficiente di ancoraggio basato sul tipo di ancoraggio,

A_s            la sezione trasversale della barra di armatura,

f_yd           il valore di progetto della tensione di snervamento dell'armatura.

*La forza massima può essere raggiunta nell'armatura a pieno sfruttamento. In realtà, la forza trasmessa dalla molla F_a verrà calcolata dalla tensione reale nell'armatura e sarà ulteriormente ridotta dalla forza trattenuta lungo la lunghezza dell'armatura, in funzione del modello di aderenza (coesione) tra calcestruzzo e armatura. 

Per approfondire la teoria alla base dell'ancoraggio e comprendere il modello di aderenza, leggere l'articolo seguente: 

• Tipi di elementi finiti

Forza totale

La forza totale F_tot è un risultato dell'analisi agli elementi finiti e può essere definita in due modi.

\[F_{tot}=A_{s}\cdot \sigma_{s}\]

dove A_s è l'area della barra di armatura e σ_s è la tensione nella barra.

Valore di verifica della tensione di aderenza

Viene visualizzato il rapporto tra la tensione di aderenza (𝜏_b) e la resistenza di aderenza ultima per le barre (o il gruppo di barre) selezionate. Mostra il livello di sfruttamento rispetto alla resistenza di aderenza ultima tra la barra di armatura e il calcestruzzo adiacente. 

Valore di verifica della forza

Il valore di verifica della forza è il rapporto tra la forza totale (F_tot) nella barra e il valore limite. Il valore limite della forza viene calcolato come il minimo di due valori:

• La forza è calcolata come la somma della forza di ancoraggio ultima e della forza sviluppata dall'estremità della barra fino al punto di interesse, assumendo la resistenza di aderenza ultima
• La resistenza ultima della barra

In altre parole, F_lim è la forza ultima nell'armatura, considerando la forza di ancoraggio ultima e la resistenza ultima della barra di armatura.

Per ulteriori informazioni su F_tot e F_lim, consultare l'articolo seguente:

• Analisi allo stato limite ultimo