** Avvisu tecnicu è di sicurità impurtante: ** Questu hè un testu educativu d’archiviu, micca un disignu strutturale, calculu staticu, standard applicabile, dettagliu cumuni o struzzioni per a custruzzione, saldatura, cimentazione, puntellazione, pretensione o riabilitazione. Tutte e formule originali, marcature, dimensioni, materiali, prucedure è rivendicazioni sò trasferiti senza verificazione secondu a regulazione di l’oghje. U disignu è l’esecuzione di strutture in acciaio-concretu accoppiate appartene esclusivamente à ingegneri civili autorizati, progettisti strutturali, appaltatori è supervisione basatu annantu à l’ughjettu specificu, a carica, a terra, u materiale è i normi applicabili.
Custruzzioni cunnessi ùn sò micca un serviziu speciale in l’offerta publica attuale di Savo Kusić. L’attuale focus hè finestre di legnu, finestre di legnu-aluminiu è porte persunalizate. Per un prughjettu di finestra o porta, pudete mandà richiesta di quotazione.
Introduzione
In certi custruzzioni, i lastre di cimentu armatu nantu à i supporti d’acciaio sò usati, cum’è i pavimenti di i ponti nantu à i travi longitudinali è trasversali o tetti in l’edificazioni nantu à i travi. Nanzu, tali sistemi sò stati dimensionati sottu à l’assunzione chì sti dui elementi puderanu spustà cù l’altri è chì i mumenti in a direzzione di u span principale sò stati ricevuti solu da supporti d’acciaio. A lastra di cimentu trasfirìu a carica à e travi d’acciaio, ma ùn hà micca participatu à riceve i valori statichi currispondenti (fig.1).
Image 1 - Trasportatore accoppiatu, sistema
Per stu metudu di custruzzione, i giunti trasversali sò previsti in a lastra di cimentu à intervalli regulari, per permette a ritirata di u cimentu armatu è evità fissure indesiderate, vale à dì stress supplementari. Tuttavia, a sperienza hà dimustratu chì e forze attuali in un tali sistema sò significativamente diffirenti da quelli calculati. À u cuntattu trà a lastra di cimentu armatu è u supportu d’acciaio, un grande attritu (stress di aderenza) si trova, cusì chì i dui elementi cooperanu sempre.
U svantaghju di l’effettu di accoppiamentu imprevisu hè l’apparizione di un effettu di tacca nantu à e junzioni di a lastra di cimentu. Le tensioni di taglio lungo la superficia dell’abutment aumentano bruscamente vicino alla giunzione, simili a quelle di taglio alle estremità delle giunture laterali. Siccomu a pusizione di a linea cero à l’articulazione praticamenti ùn cambia micca, i stresses nurmali in u supportu d’acciaio ponu esse significativamente più altu ch’è quelli calculati per un accoppiamentu uniforme. Partendu da questa tacca, pò accade un mastering di adesione chì si sparghje più. Per quessa, i articuli in a lastra di pavimentu ùn anu micca u so rolu è ùn sò micca efficaci.
I trasportatori accoppiati
In u casu di supporti accoppiati, si assume chì e forze di cisura nantu à a superficia di cuntattu trà u supportu d’acciaio è a lastra di cimentu ponu esse trasmesse in modu sicuru (forze in i travi). A regula hè chì a lastra di cimentu si trova direttamente nantu à u cinturione superiore di u supportu d’acciaio è chì ùn ci sò micca movimenti relative. À questu chjamatu Cun accoppiamentu rigidu, i mezi speciali di cunnessione sò usati (rods, stirrups, ancore), chì sò incrustati in béton.
Avemu da cunsiderà u casu di un fasciu accoppiatu cù una lastra di cimentu senza articuli trasversali. Se una certa carica (per esempiu, u mumentu flettente) agisce solu per un brevi tempu, e tensioni è deformazioni Δσ, resp. Δε secondu a scienza di forza elementari, simile à u béton armatu. Les contraintes dans l’acier et le béton, à un certain allongement, se situent par rapport à leur module d’élasticité : σst/σb = Est/Eb = n. Se a carica hè longu, i deformazioni di u béton si trovanu per via di shrinkage è flussu. Se cù ε0= σ/E0 marca a deformazione per via di a carica di cortu termine à u mumentu t =0, la déformation augmente sous charge permanente par frottement jusqu’à l’instant t à la valeur εt = ε0(t + φt). In e stesse cundizioni, i deformazioni di rendiment sò calculati cum’è s’elli eranu proporzionali à i stress. Hè per quessa chì si dice chì a lege di Hooke s’applica à e deformazioni dovute à u flussu. U coefficient di flussu φt dipende da u tempu, a classe di béton, a temperatura esterna, l’umidità di l’aria, u mumentu di carica di l’elementu, etc.
Invece di flexione sicondu Bernoulli\ è Navier, appariscenu relazioni differenziali, vale à dì chì a distribuzione di stress deve esse determinata da l’equazioni differenziali per u flussu. In u risultatu di u flussu, i stresses in u béton diminuiscenu, mentre chì i stresses in l’azzaru aumentanu. Questi cambiamenti di stress dipendenu, in più di e dimensioni di a sezione trasversale, di e dimensioni elastiche è u mumentu di carica. Consequenze simili à u flussu si verificanu da a contrazione di u cimentu. A quantità di misure shrinkage εs dipende di u béton, u metudu di a so pruduzzione, è ancu di e cundizioni climatichi. U shrinkage Concrete ùn dipende micca da a carica applicata à l’elementu.
Coupling significa
I mezi di accoppiamentu duveranu trasferisce in modu sicuru tutte e forze di cisura in a superficia di cimentu è di l’acciaio in cuntattu, per via di e carichi chì si verificanu, è cusì impediscenu slipping. Inoltre, anu da riceve e forze di tensione principali oblique, se per via di a so dimensione, a seccione di cimentu stessu ùn pò micca riceve. A dimensione di e forze hè determinata secondu a teoria elementaria di curvatura. I seguenti agenti di accoppiamentu sò cunsiderati:
- Ancore d’accoppiamentu: Quessi sò platti di ferru tondi o piatti, saldati à a cintura superiore di u supportu d’acciaio, chì agiscenu in modu simile à u rinfurzamentu curvatu di travi di cimentu armatu. Sò fatti cum’è ganci o stirrups, diagonali o verticali. Queste ancore agisce solu in una direzzione è ùn sò micca efficaci se a forza di cisura cambia segnu.
- Brackets: Sò attaccati à a superficia superiore di u supportu d’acciaio, ponu riceve forze di taglio in i dui sensi. Una distinzione deve esse fatta trà cervelli morbidi è rigidi in a direzzione di a forza di taglio. E cellule cerebrali morbide soffrenu deformazioni significative è distribuiscenu in modo irregolare e forze di taglio nantu à a so superficia. Cervelli rigidi dà una distribuzione megliu di e forze à deformazioni più chjuche.
Image 2 - Ponte sopra u fiume Ruhr vicinu à Herdecke
- Rinforzu spirale : Appoghja nantu à un supportu d’acciaio è hè saldatu à i punti di cuntattu. I spirali ùn sò micca adattati per forze di accoppiamentu significativu. U stessu hè veru per l’acciaio round corrugated. Cum’è un esempiu di mezi per l’accoppiamentu nantu à i ponti, in fig. 2 sò mostrate e travi di u ponte sopra a Ruhr vicinu à Herdecka (travi 60x40 cù étriere verticali ϕ12, chì sò evitati di saldare in più, in ordine à a travetta) ; in fig. 3 significa per cunnette e travi trasversali di un ponte, secondu a dimensione di a forza trasversale, sò stati applicati stirrups saldati lateralmente per e travi, è ancu stirrups saldati direttamente per a cintura superiore cù travi speciali. In u casu di stirrups longu, i stirrups ponu ancu esse saldati da i lati opposti, fig. 4a. In fig. 4b hè a suluzione mostrata cù stirrups inclinati.
Figura 3 - Supportu transversale di un ponte
Image 4 - Cervelli cù stirrups
In a custruzzione di l’edifiziu, stirrups rigidi cù stirrups o solu stirrups sò ancu usati, ma suluzioni cù stirrups morbidi sò ancu scontri, cum’è per esempiu. anguli rivettati. Per ragioni ecunomiche, l’ancora di accoppiamentu sò più spessu usate, chì sò saldate in fondu à un supportu d’acciaio (fig. 5a), o riposu nantu à u supportu cù una punta curvata (fig. 5b). In fig. 5c mostra a suluzione currispondente cù ganci spostati. In fig. 6 mostra una suluzione normale per i supporti di u tettu in a custruzzione di l’edifiziu, vale à dì a) un supportu accoppiatu fattu di travi in I, b) fattu di travi in T, chì hè creatu da u tagliu di e travi in I. À l’estremità di i supporti, deve esse sempre furnitu un rinforzu particularmente forte (fig. 7). L’ancore inclinate sò aduprate per intruduce tensioni da a contrazione è a temperatura in a lastra.
- Stampa5- Ancore di accoppiamentu *
- Stampa6— Supportu di a struttura mezzanine*
A dimensione di i mezi per l’accoppiamentu hè realizatu secondu principii elementari. I mezi individuali duveranu riceve una forza di taglio currispondente à a so spaziatura. Quandu si dimensiona a cunnessione saldata di u cervellu, u mumentu di rivolta deve esse cunsideratu.
- Stampa7- a) Finisce u cervellu cù l’ancora; b) ancoraggio*
Accoppiamentu elasticu
Presentazioni precedenti anu riferitu à l’accoppiamentu rigidu, induve u spustamentu parente trà u supportu d’acciaio è a piastra hè uguali à cero, è i mezi di accoppiamentu agiscenu continuamente. A deformazione di i mezi di accoppiamentu, a deformazione lucale di u béton è u supportu di l’azzaru sò stati trascurati.
- Stampa8— Supporto con accoppiamento elastico*
Sutta l’assunzione di l’accoppiamentu rigidu, e forze trasmesse da i mezi individuali di l’accoppiamentu sò proporzionali à a forza trasversale è a spaziatura di u cervellu. Sì i muvimenti parenti significativu trà u supportu di l’azzaru è a lastra di cimentu si trovanu in certi spazii, questu provoca un raggruppamentu notevuli di e forze. U béton pò cessà parzialmente di agisce cum’è una piastra di pressione di un fasciu accoppiatu, induve i valori massimi di e forze di taglio sò significativamente ridotti. In fig.8un esempiu di una custruzzione cù un accoppiamentu elasticu hè datu, simile à u ponte sopra u Renu, Koln-Rodenkirchen. In fig.9l’effettu di l’accoppiamentu elasticu nantu à un supportu cuntinuu hè mostratu, per una forza cuncentrata è una carica cumpletamente distribuita uniformemente. Le déplacement ψ, qui est une mesure de la rigidité de l’accouplement pour recevoir le cisaillement, est défini sur la fig.8. L’influenza di l’accoppiamentu elasticu hè dunque assai grande, se e caratteristiche di l’accoppiamentu sò scelti apposta per riceve cisa.
- Stampa9— Esempiu di un ponte cù accoppiamentu elasticu*
Càlculu di custruzzioni accoppiate
In principiu, hè ecunomicu chì u gruixu di a lastra di cimentu deve esse u più chjucu pussibule, mentre chì i grossi minimi determinati da i regulamenti deve esse aderite.
Strutture determinate staticamente
In u casu di custruzzioni staticamenti determinate (per esempiu, travi simplici), l’influenzi statichi in a seccione cumuna per una certa carica sò custanti, o indipindenti di u tempu. Solu i mumenti di curvatura è e forze nurmali in certi parti di a seccione sò variabili per l’effetti di u flussu è u shrinkage.
L’effettu di u shrinkage pò esse rapprisintatu cum’è una diffarenza di temperatura currispundenti trà a trave d’acciaio è a lastra di cimentu. In u risultatu di a ritirata di u cimentu, i stress interni appariscenu in a sezione accoppiata, vale à dì e tensioni di trazione da a ritirata in u cimentu, chì a cuntrazione hè impedita da l’influenza di u supportu di l’acciaio (cum’è u rinforzu stessu), mentre chì e tensioni di compressione currispondenti si verificanu in a sezione d’acciaio (Fig.10). U Shrinkage aumenta cù u tempu à un valore finali secondu una sola funzione esponenziale. Siccomu i stress di ritirata aumentanu ancu cù e deformazioni di ritirata, questu risultatu in u cosiddettu flussu di shrinkage.
- Stampa10— a) Retrazione di a piastra libera senza accoppiamentu; b) sollecitazioni dovute al ritiro nei supporti accoppiati*
Sicondu u sistema staticu chì assume l’autopesu di a lastra di cimentu, hè diffirenti: accoppiamentu solu per a carica mobile (solu u supportu d’acciaio piglia u so propiu pesu, è u sistema accoppiatu riceve solu i carichi chì agisce nantu à a struttura finita), accoppiamentu per u pesu propiu è a carica mobile (tuttu u pesu stessu è a carica mobile agisce nantu à u sistema accoppiatu).
U primu casu si trova quandu i travi d’acciaio servenu cum’è travi di furmagliu, senza esse supportati, è durante u cimentu, ponu piegà in u campu (fig.11a). In questu casu, u supportu di l’azzaru stessu pigghia u pesu di u béton è u furmagliu. U ligame hè solu quandu u béton hè abbastanza duru (Fig.11b), è u supportu ùn deve esse caricatu subitu dopu à u cimentu, per evità danni o flussu eccessivu di béton.
In u sicondu casu, quandu l’autopesu di a lastra di cimentu hè ancu ricevutu da u sistema accoppiatu (fig. 11c), si assume chì u supportu d’azzaru hè sustinutu durante u cuncrementu in lochi suffirenzi, in modu chì ùn riceve micca mumenti di curvatura significativi. A distribuzione di tensione dopu a rimozione di u scaffolding hè mostrata in a fig. 11d.
Figura 11 - Accoppiamentu per a carica mobile è morta, cù distribuzione di tensione prima è dopu a rimozione di l’armatura
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In u casu di travi simplici, e tensioni di tensione più chjuche si verificanu in u cimentu solu per via di a contrazione è a differenza di temperatura. Stress tensile sustanziali si verificanu in travi in sopra, travi cuntinui è altre strutture, è queste ponu causà crack in u cimentu. Se i cracke appariscenu in l’area di i mumenti negativi, l’effettu di accoppiamentu hè persu. Per quessa, hè utile per induce picculi sforzi di compressione in a lastra di cimentu in anticipu per evità in modu sicuru a furmazione di crepe per via di a cuntrazione di cimentu. E tensioni di trazione in a lastra di cimentu di travi accoppiati ponu esse ridutte:
1. Per precaricamentu negativu currispundente di a trave d’acciaio (pretensione di u bordu superiore). À u listessu tempu, a sequenza di cimentu deve esse studiata currettamente.
2. Alzendu è calendu i supporti medii di supporti cuntinui. induve, cù a prucedura approprita, pò esse pruvucatu tensioni di compressione in a lastra di cimentu di u supportu accoppiatu.
3. Per pretensione. U casu più simplice hè quandu una lastra di cimentu liberu hè pretensionata, è solu dopu cunnessu à un supportu d’acciaio. U vantaghju di sta prucedura hè una forza di pretensione relativamente chjuca, postu chì u cinturione cumpressatu di u supportu d’acciaio ùn hè micca prestressed. Questa trave riceve mumenti di curvatura solu per via di u flussu è di a ritirata di a lastra di cimentu, cusì ferma dritta per via di a forza di pretensione. In fig.12è a distribuzione di stress per stu casu di pretensione hè mostrata (t=0), è in fig.12b statu finale à a fine di u flussu (t=tE) è in fig.12c sollecitazioni di flessione dovute a carica momenti di breve durata (t=a). In fig.12d mostra a distribuzione di tensione per t=0 in u casu di pretensione di a lastra di cimentu ligatu.
- Stampa12— Précontrainte d’une dalle de béton autoportante avec accouplement successif*
Custruzzioni staticamente indeterminate
Le travi cuntinue è strutture simili ricevenu mumenti di curvatura negativi, chì spessu causanu elevate tensioni di trazione in a lastra di cimentu armatu. I cracks sò indesiderati soprattuttu in i ponti, cunziddi a vita di serviziu di e travi accoppiati è l’effettu di tacchi nantu à i cracks. Sistemi staticamenti indeterminati sò calculati per carichi di cortu termine (carichi in movimenti) secondu i metudi abituali di statica per un sistema senza cambià. E quantità statiche currispondenti è deformazioni sò listessi in un sistema idealmente elasticu. Sottu à l’effettu di a carica constante, soprattuttu alta pretensione, un grande flussu si trova sempre. Quandu si determinà a forza di pretensione, u attritu di l’elementi di pretensione curvatu deve esse cunsideratu. Durante a custruzzione, l’overhang di ponti accoppiati deve esse sceltu currettamente. I supporti accoppiati pronti sò assai rigidi, per quessa, hè quasi impussibile di fà e correzioni successive di a pusizione di l’altitudine. U livellu finali hè ottenutu solu dopu à parechji anni, cunziddi u flussu. Ddu nivellu hè incertu in una certa misura, postu chì l’effetti di a cuntrazione è di u flussu sò variabili, secondu e cundizioni climatichi chì ùn ponu micca esse previste.
Cunclusioni
L’appiecazione di l’accoppiamentu ùn hè micca limitata à i travi in lamiera, ma pò ancu include supporti per stiffening travi di Langer, ponti di sospensione, ecc. Ponti di lattice - l’alti stressi di tensione si trovanu in i chjassi di strada vicinu à a strada sottu, postu chì questi chjassi anu da seguità à una misura maiò o menu l’allungamentu di a cintura di tensione di a trave principale. Una pretensione longitudinale adatta hè necessaria per evità crepe. In fig.13ci hè un casu cunfini in u quali a reta di azzaru ùn hà più un cinturione più bassu à tutti, è u so rolu hè cumplettamente ripigliatu da una lastra di béton armatu prestressed in i dui sensi. In fig.13b i canali di a rùbbrica sò visibili60x180mm in u supportu stessu.
- Stampa13- Ponte Gahle : a) rùbbrica ; b) nodu di a cintura inferjuri, manca à a stazione principale, ghjustu à Vešaljka *