Ferri Piegati

paolo.scarparo

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Per decenni si sono utilizzati principalmente ferri piegati, a cui affidare il taglio (oltre che l'angoraggio delle armature flessionali al negativo). Anche se oggi son "caduti in disuso" penso sia utile considerarli per due casi (che a me capitano spesso)
a) vulnerabilità e retrofit di strutture esistenti
b) elementi in cui il carico statico è dominante rispetto al carico sismico (caso tipico di strutture industriali in zone a bassa sismicità, soggette a forti carichi "concentrati" gravitazionali derivanti da macchiari


quello che vorrei provare a discutere con voi sono i seguenti punti:
1) determinazione delle armature a taglio secondo il metodo delle tensioni ammissibili (utilizzato per poco tempo ancora da laureare quando lavoravo da uno studio di geometra), dove si determinava quantità e posizione/passo dei ferri piegati o per via grafica o per via analitica
2)determinazione del taglio resistente di sezioni esistenti, armate con ferri piegati, secondo le ntc (nella formulazione "con staffe" è fondamentale il passo delle staffe, ma nella definizione dei ferri piegati, venivano posizionati nel baricentro della porzione di diagramma dello scorrimento, quindi il passo era variabile. Oppure, caso molto frequente nel nord'est, c'è un unico ferro piegato. quindi il passo quanto è?)

credo potrebbe essere interessante una discussione, al fine di provare a stendere una sorta "vademecum/serie di passi" per analizzare questo specifico aspetto
 
Ciao.
Argomento interessante. In una vita precedente ci eravamo occupati del problema per ovviare all'eccessiva staffatura in appoggio di travi prefabbricate.
Al momento non ricordo esattamente come avevamo ragionato ma da qualche parte dovrei avere ancora gli appunti.
Provo a cercarli e poi ne parliamo.

O.T. Per le tue domande relativamente al Corso Antincendio, quando vuoi io sono disponibile.
 
PARTE 1
Io, essendo della vecchia guardia, ho utilizzato per molto tempo le Tensioni Ammissibili.
Relativamente alla verifica a taglio delle travi penso di poter chiarire le notevoli differenze di calcolo tra le TA e gli SLU
Al solito per chiarezza c'è bisogno di un esempio anche per capire che numeri vengono fuori dalle formule
Prendiamo ad esempio una trave lunga 5 m con carico di 4000 kg/m. Il diagramma del taglio è il seguente:
Taglio.jpg
La normativa sul taglio per le TA è la seguente
NormativaTaglio.jpg
Supponiamo di piegare 1 d16 a 45° (2,01 cm2) e progettiamo le staffe

Verifica a taglio alle Tensioni Ammissibili secondo D.M. 16/01/1996
Verifica taglio
Dati della trave
Taglio trave estremo sinistro TA = kg 10000
Taglio trave estremo destro TB = kg -10000
Lunghezza trave L = m 5
Larghezza sezione B = cm 30
Altezza sezione H = cm 40
Copriferro C = cm 3
Resistenza cubica cls Rck = kg/cm2 250
tau ammissibile Tau.c1 = kg/cm2 16.85
tau senza obbligo verifica Tau.c0 = kg/cm2 5.33
Dati del settore
Ascissa 1 X1 = m 0
Taglio in X1 T1 = kg 10000
Ascissa 2 X2 = m 2.5
Taglio in X2 T2 = kg 0
Lunghezza settore trave X1-X2 DL = m 2.5
Tensione acciaio staffe Sf = kg/cm2 2600
Angolo di piegatura AlfaP = ° 45
Verifica settore da m 0 a m 2.5
Tau massima T/(0.9*B*h) tau = kg/cm2 10.01 < 16.85 ok
Scorrimento totale STot = kg 37537
Scorrimento piegati SP = kg 7390
Scorrimento staffe SSt = kg 30146
Percentuale scorrimento staffe ps = % 80
Area ferri piegati AfP = cm2 2.01
Area staffe al metro Afs = cm2/m 4.63
Diametro staffe DSt = mm 8
Numero braccia Nb = n. 2
Passo staffe passoSt = cm 21

Per non fare il post troppo lungo, commento i risultati nel post successivo (PARTE 2) e spiego come si posizionavano le staffe e i piegati.
 
PARTE 2
Spiegazioni sul calcolo effettuato:
Nel nostro caso abbiamo tau = 10,01 kg/cm2 (tau = T/(0,9*b*h)
- se tau < tau.c0 non è necessario nessun calcolo. Basta disporre almeno 3 staffe/metro e minino 3 cm2/m
- se tau > tau,c1 occorre aumentare la sezione del cls perchè il cls non regge.
Nel primo tratto di trave, da m 0 a m 2,5 abbiamo uno scorrimento totale SSt = 30146 kg (SSt= T*250/(0,9*h).
Questo SST può essere assegnato in parte alle staffe (non meno del 40%) e in parte ai piegati.
Nel nostro caso abbiamo affidato ai piegati 7390 kg e alle staffe 30146 kg.
Per assorbire 30146 kg di scorrimento staffe occorrono staffe d8/21 su tutta la lunghezza considerata, cioè da 0 a 2,5 m.

Commenti
- Una prima differenza concettuale rispetto agli SLU.
Nel calcolo alle TA abbiamo considerato non il Taglio nella singola sezione, ma abbiamo considerato lo Scorrimento Totale nel tratto di trave da 0 a 2,5 m. Poi abbiamo distribuito le staffe a passo costante.
Ma così facendo succede che quelle staffe sono scarse verso l'appoggio e abbondanti nella parte centrale.
- Poi la normativa consentiva di affidare fino al 60% dello scorrimento ai piegati, il che riduceva ulteriormente la necessità di staffe lungo la trave.
Si è poi appurato che i ferri piegati non hanno la stessa efficacia delle staffe.
Quindi il concetto delle TA era quello di considerare l'intero tratto di trave (non la singola sezione) e di distribuire staffe e piegati lungo quel tratto. Non aveva importanza la posizione, quello che contava era che fossero contenuti in quel tratto di trave (ora non è più così).

Ma, allora dove si dovevano mettere i ferri piegati?
Non bisogna dimenticare che i Ferri piegati dovevano ricoprire le punte dei Momenti Negativi.
Questo sì che era importante, perchè, altrimenti, sarebbero apparse lesioni sul dorso della trave.
Non potevano essere posti troppo vicini agli appoggi pechè il tratto superiore sarebbe stato troppo corto e, quindi, inefficace come armatura al negativo.
Non potevano essere posti troppo vicino alla mezzeria della trave perchè il tratto superiore sarebbe stato troppo lungo e, quindi, si sprecava ferro, non rendendo conveniente l'uso dei piegati.
Non dobbiamo dimenticare, un'altro spetto delle costruzioni anni 80 che era quello di "risparmiare ferro".
Sembrava che le costruzioni costassero per via del ferro che si metteva nelle travi.
Un Ingegnere era bravo se metteva poco ferro.

Oggi, fortunatamente, le cose sono cambiate, e il ferro abbonda nelle travi.
Soprattutto, quando si critica l'ingegnere per l'abbondanza di ferro si può sempre dare la colpa alla sismica e alla normativa.
E la cosa funziona sempre: nessuno osa contestare la presunta sicurezza nei confronti della sismica e nel rispetto della normativa.
Ma sarà poi vero che quelle grandi quantità di ferro che si vedo oggi sono solo il frutto del rispetto della normativa?
Sarà poi vero che abbondare con le armature porta automaticamente ad una maggiore sicurezza nei confronti della sismica?.
Il calcolo agli stati limite ha portato ad una nuova e profonda innovazione: il concetto della duttilità.
Questo concetto, essenziale per la sismica, era completamente assente nel calcolo delle tensioni ammissibili.
Ma questa è un'altra storia.
Ciao.
 
Ultima modifica:
mi ero divertito a algebrizzare le indicazioni prof. Toniolo.
Nel file allegato cata05g vedere il foglio TAGLIO (tensioni ammissibili)
nel file TaglioPGver 01f è algebrizzato quanto indicato al cap. 4 NTC (SLU)

saluti


p.s. Betoniera spesso critica la "estrema sintesi" dei miei fogli... se ci sono problemi ... scrivetemi
 

Allegati

  • tagliopg ver01f.xls
    34 KB · Visualizzazioni: 18
  • Verifiche cata05g.xls
    106,5 KB · Visualizzazioni: 16
Quando entrano in gioco Betoniera e joemcgal non si può far altro che mettersi da parte e sfruttare il loro sapere!
A questo punto direi che è inutile che stia a cercare i miei appunti: hanno già sintetizzato egregiamente tutto quanto si poteva dire sull'argomento.
Andando leggermente o.t. aggiungerei soltanto qualcosa relativamente agli elementi privi di armatura al taglio. Nel foglio allegato trovate il calcolo del taglio resistente secondo quanto previsto al paragrafo 4.1.2.3.5.1 delle NTC sia con il metodo semplificato (valido per elementi in semplice appoggio e non fessurati) che con il metodo generale, Il foglio è nato specificamente per i solai alveolari ma è ovviamente estendibile a qualsiasi elemento (anche non precompresso).
 

Allegati

  • VRd_poker.xls
    38 KB · Visualizzazioni: 10
sottoscrivo ogni singola frase. il problema era appunto che quando si armava con ferri piegati si calcolava lo scorrimento su mezza trave (o comunque in un tratto se il diagramma del taglio non era a farfalla), si determinava con la staffa tira minima quanto di questo scorrimento si assorbiva (sempre tra tau c0 e tau C1) e il rimanente si affidava ai piegati che poi salivano a coprire il momento negativo. la posizione della piega poi, per risparmiare ferro era messa in corrispondenza del baricentro dei settori di scorrimento affidati ad ogni ferro piegato. questo appunto presuppone un ragionamento "a tratti" e non "a sezione" come adesso. più che il calcolo alla vecchia maniera alle TA, in cui non mi sento di certo un drago, ma un pochetto ci ho sguazzato da Baldo giuovine geometra, il problema è capire una sezione esistente, armata con un solo ferro piegato, secondo ntc quanto taglio porta (nel caso di più ferri piegati è possibile determinare un passo medio normalizzando il passo variabile derivante dalla costruzione grafica per la sagomatura di cui si diceva sopra)


ps il discorso "ma tutto sto ferro?" lo sento da quando facevo il muratore, passando per i ruoli di geometra, disegnatore e ora strutturista e DL. è sicuramente il ferro in più che costa 1€, non il piano in marmo della cucina da 15k che aumenta il costo (ma qui scendiamo in altre analisi)

PPS. per il discorso "una cosa a norma è sicuramente più sicura", non mi sento così tranquillo e sicuro nel dirlo. sicuramente più ferro porta ad una maggiore duttilità. il problema è che una normativa come la nostra, così stringente e perniciosa sulle cose semplici e così evanescente su quelle difficili (su incendi, azioni eccezionali, robustezza, effetti aeroelastici, collegamenti sul legno, punzonamento ecc... ci sono 3parole. manco na riga ) sia stato fatto sia per "far vedere di aver fatto" e quindi rispondere ad un bisogno politico (cfr. esce il dm18 e la circolare un anno dopo. ma anche solo escono le ntc appena dopo la scuola di San Giuliano), ma penso anche per limitare i danni di chi non ha idea di cosa sta facendo, ma "ho sempre fatto così e il programma dice verificato ok".

ot a me fa sempre ridere che nervi nei suoi scritti si lamentava che il regio decreto era troppo pesante e imbrigliava l'ingegnere. 28pagine compresa copertina e pagine bianche. altro che ntc+circolare+eurocodici+norme uni+norme di settore varie
 
il problema è capire una sezione esistente, armata con un solo ferro piegato, secondo ntc quanto taglio porta ...

Ciao Paolo.scarparo
Ho calcolato il taglio resistente delle travi di un ponticello che aveva poche staffe lisce e ferri nervati piegati.
Quindi anche con diverso tipo di acciaio.
jomecal dovrebbe ricordarlo perchè l'abbiamo fatto assieme.
Domani recupero il calcolo e posto la verifica a taglio.
Ciao.
 
L'argomento riveste un carattere generale pertanto ho pensato di risponderti creando un nuovo post, anche per non allungare troppo questo.
Il titolo è "Verifica a taglio di un ponticello esistente armato con staffe e ferri piegati"
Ciao
 
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