Calcestruzzo - Resistenza
Il modello di calcestruzzo implementato per i calcoli di resistenza nel CSFM 3D si basa sulle ipotesi di progettazione a resistenza AASHTO LRFD di equilibrio e compatibilità delle deformazioni. In conformità con l'articolo 5.6.2.1 di AASHTO LRFD (2024), la resistenza a trazione del calcestruzzo viene trascurata.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 48\qquad The stress-strain diagram of concrete for Strength analysis}}}\]
L'implementazione del CSFM 3D in IDEA StatiCa Detail non considera un criterio di rottura esplicito in termini di deformazioni per il calcestruzzo compresso (ovvero, dopo il raggiungimento della tensione di picco, considera un ramo plastico con εc0 con valore massimo del 5%, mentre l'articolo 5.6.2.1 di AASHTO LRFD (2024) assume una deformazione ultima inferiore allo 0,3%). Questa semplificazione non consente di verificare la capacità deformativa delle strutture che collassano per compressione. Tuttavia, la resistenza è correttamente prevista quando l'aumento della fragilità del calcestruzzo all'aumentare della sua resistenza viene considerato tramite il fattore di riduzione \(\eta_{fc}\) definito nel fib Model Code 2010 come segue:
\[f'_{c,lim}=\alpha_{1}\cdot\phi_{c}\cdot \eta _{fc}\cdot f'_{c}\]
\[{\eta _{fc}} = {\left( {\frac{{30}}{{{f'_{c}}}}} \right)^{\frac{1}{3}}} \le 1\]
dove:
α1 è il fattore di riduzione della resistenza a compressione del calcestruzzo definito nell'articolo 5.6.2.2 di AASHTO LRFD (2024). Quando si utilizza un diagramma tensione-deformazione a parabola-rettangolo, è necessario ridurre la tensione massima di compressione di questo fattore. Ciò media la distribuzione delle tensioni nella zona compressa in modo tale che la resistenza a compressione risultante sia inferiore o uguale alla resistenza a compressione calcolata utilizzando un diagramma tensione-deformazione con un ramo plastico decrescente.
Φc è il fattore di riduzione della resistenza per il calcestruzzo. Il valore predefinito è impostato in conformità con l'articolo 5.5.4.2 di AASHTO LRFD (2024).
f'c è la resistenza cilindrica del calcestruzzo (in MPa per la definizione di \( \eta_{fc} \)).
Armatura
Si considera un diagramma tensione-deformazione perfettamente elasto-plastico con un punto di snervamento definito per l'armatura non precompressa. Vedere l'articolo 5.4.3 di AASHTO LRFD (2024). La definizione di questo diagramma richiede solo la conoscenza delle proprietà di base dell'armatura - resistenza e modulo di elasticità.
Il diagramma tensione-deformazione dell'armatura può essere definito anche dall'utente, ma in questo caso non è possibile considerare l'effetto di irrigidimento a trazione.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 49 \qquad Stress-strain diagram of reinforcement}}}\]
dove:
Φs è il fattore di riduzione della resistenza per l'armatura. Il valore predefinito è impostato in conformità con l'articolo 5.5.4.2 di AASHTO LRFD (2024).
fy è la resistenza allo snervamento dell'armatura
Es è il modulo di elasticità dell'armatura
Il 10% è selezionato come deformazione limite alla quale il calcolo viene interrotto. Ciò è considerato sicuro in base all'articolo 7 di ASTM A955/A955M-20c.
L'irrigidimento a trazione (Fig. 50) viene considerato automaticamente modificando il diagramma tensione-deformazione di input della barra di armatura nuda al fine di cogliere la rigidezza media delle barre inglobate nel calcestruzzo (εm).
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 50\qquad Scheme of tension stiffening.}}}\]