SEZIONE MISTA - TUBOLARE RIEMPITO DI CALCESTRUZZO

megade

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Si chiede al gruppo se avete affrontato le problematiche di verifica di sezione mistra acciaio - calcestruzzo ma nel caso di tubolare riempito di CLS. Avete disponibile software o foglio elettronico. Grazie
 
Si mi capita spesso di lavorare con impalcati misti acciaio calcestruzzo, e più raramente mi è capitato di cimentarmi con colonne miste (tubolare in acciaio con nucleo in calcestruzzo armato con tondini perimetrali e profilo di carpenteria al centro). Un utile riferimento è l'EC4, oltre che il testo sulle costruzioni miste acciaio-cls di promozione acciaio. In rete sono disponibili anche varie dispense "universitarie" sull'argomento.

Consiglio prima di capire e padroneggiare la teoria "sotto al cofano" di questo tipo di strutture. Un foglio di calcolo già pronto fatto da altri, ma anche un software commerciale, son ottimi strumenti, ma come un coltello, posso tagliare una bistecca o farmi del male se non so cosa sto facendo.


Comunque se ci esponi i tuoi dubbi penso che tutti (soprattutto chi più esperto e bravo di me) saranno ben felici di aiutarti. Cosa ti serve nello specifico?
 
problematiche di verifica di sezione mistra acciaio - calcestruzzo ma nel caso di tubolare riempito di CLS

Per trovare la risposta occorre, a mio avviso, ragionarci un po' su.
Cominciamo con l'osservare una norma apparentemente fuori tema NTC 4.2.9.3

Giunto misto.jpg

Perchè in un giunto di acciaio non posso considerare il contributo dei bulloni e delle saldature assieme?
E' facile comprendere che le saldature lavorano immediatamente, mentre i bulloni, per lavorare, dovono attendere che il giunto ruoti un pochino per assorbire le varie tolleranze di costruzione.
In pratica all'inizio, le saldature lavorano da sole. Probabilmente i bulloni intervengono quando le saldature sono rotte.

Ora esaminiamo la nostra colonna fatta da un tubolare riempito di calcestruzzo.
Tanto per cominciare il calcestruzzo si ritira quando fa presa, il che mi fa pensare già che l'azione assiale se la becca tutta l'acciaio.
In ogni modo il calcestruzzo ha un modulo elastico di circa 300.000 kg/cm2 contro i 2.100.000 dell'acciaio.
Questo significa che, a parità di spostamento, l'azione assiale, ancora una volta, se la becca quasi tutta l'acciaio.
Esiste poi il fenomeno viscoso o rilassamento lento del calcestruzzo, fenomeno non presente nell'acciaio.
Questo significa, ancora una volta che il calcestruzzo scarica la propria tensione sull'acciaio anche nel tempo.

Conclusioni.
- E' sbagliato, a mio parere, ripartire l'azione assiale tra calcestruzzo e acciaio.
- La verifica deve essere fatta solo lato acciaio.
- Il calcestruzzo può essere considerato come collegamento tra gli impalcato sopra e sotto la colonna.
- Si può affidare tutto lo sforzo al solo calcestruzzo solo se si considera il tubolare come cassero.
Quindi non bisogna cercare alcun foglio di calcolo. Bisogna semplicemente verifica l'acciaio con tutto lo sforzo di competenza della colonna e verificare la capacità dei collegamento di trasferire gli sforzi al nodo superiore e inferiore.

Ciao a tutti
 
non sono un esperto, ma cosa succede se si usa cls additivato tanto da renderlo espansivo ?
 
Provata a dare un'occhiata al sito della CIDECT che si occupa nello specifico del calcolo delle strutture a tubi.
In particolare consiglio di guardare la la Design Guide 5 (scaricabile gratuitamente come il resto delle altre pubblicazioni) che trova in questa pagina:
È veramente un sito che fornisce parecchie informazioni sulle strutture a tubi.

Diciamo che questo tipo di colonne si comportano più come i pilastri in c.a. con armatura a spirale.
Ovviamente se si usano tubi a grosso spessore si vanifica l'utilità del riempimento dal punto di vista della resistenza perché lavora solo il tubo. Il riempimento ha quindi più una funzione per evitare l'ossidazione della parte interna del tubo.
Come per i pilastri con armatura a spirale bisogna quindi cercare di utilizzare piccoli spessori per ottimizzarne l'uso. La loro funzione è contenere la spinta trasversale.
Mi ricordo che sul libro del Radogna sul cemento armato è riportata una formula che permette di risalire alla resistenza in base alla pressione laterale (infatti in quel libro veniva dimostrata la formula della portanza dei pilastri con armatura a spirale).

Mi ricollego a quanto dice @Betoniera: posso affidare tutta la resistenza al calcestruzzo ma con una resistenza del calcestruzzo maggiorata grazie al confinamento prodotto dal tubo (che funziona come la famosa spirale) ma attenzione ai momenti flettenti (lo dico più avanti perché).
Per riallacciarmi a quanto dice @pisanel: a mio avviso si ha un grande miglioramento del comportamento del pilastro perché si incrementa la pressione laterale e quindi si incrementa la portanza del pilastro. Credo che il tubo possa sopportare anche pressioni molto elevate.

Quello che mi ricordo della documentazione CIDECT (l'ho usato tanti anni fa) è che loro hanno fatto molta sperimentazione e sono arrivati alla conclusione che questo tipo di colonne resiste molto bene a grandi azioni assiali ma di modesta eccentricità. Quando le eccentricità sono alte si ha una forte riduzione della pressione laterale e la resistenza del calcestruzzo torna al valore originario. Sarà il caso di far lavorare la sola sezione di cemento armato (per questo ho indicato l'inserimento anche delle barre) per grandi eccentricità.
Ovviamente se si decide affidare tutto ai tubi in acciaio (e quindi si dovranno usare spessori un po' più grandi) si perde l'economicità del sistema e tanto vale studiare tutto come per le normali strutture metalliche a tubi. Il riempimento si potrà fare col solo scopo antiossidazione.
 
La vicenda bisogna perimetrarla in questa discussione. A parere dello scrivente la similitudine fatta da BETONIERA in merito ai giunti è parzialmente condivisibile perchè vale per i giunti e non per le sezioni miste altrimenti troverebbero la stessa limitazione anche in una trave in acciaio con soletta. La vera necessità, come per trave e soletta, è avere l'impedimento dello scorrimento relativo che spesso si risolve inserendo dei connettori che servono ad assorbire gli sforzi di taglio. In loro assenza condivido la risposta di BETONIERA che devo fare affidamento ad un solo tipo di materiale. La vera differenza è che con l'inserimento di CLS avrei che siano impediti i fenomeni di instabilità del profilo e forse, questo è il mio vero dubbio, considerare il tubolare in acciaio in classe 2. Grazie per il contributo
 
Questa tesi ed eurocodice danno le indicazioni come valutare la possibilità di tenere in conto le sezioni miste per tubolari riempiti di betoncino. Allego file per tubolari tondi.
 

Allegati

  • ec4-part1-1.pdf
    1,5 MB · Visualizzazioni: 10
  • Giacomo_Colombari_tesi.pdf
    2,5 MB · Visualizzazioni: 10
  • CFT for Robot.01.rar
    182,9 KB · Visualizzazioni: 11
mi è capitata sottomano anche questa doc
 

Allegati

  • concrete-filled hollow structural steel columns for fire endurance.pdf
    1,1 MB · Visualizzazioni: 12
  • STI - Practical Guidance Concrete-Filled_HSS.pdf
    1 MB · Visualizzazioni: 9
per il software ho trovato questo
Google : "oasys AdSec"
 
Ho avuto la comunicazione da Leonardo Crea della software house Stacec Srl che mi ha informato che i loro software prevedono la possibilità di eseguire le verifiche di colonne in tubolare di acciaio a sezione scatolare o tubolare riempite di calcestruzzo. Allego i riferimenti per i partecipanti al gruppo. Buona giornata

SeMiSteel

Stacec Srl

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