Cos'è il cemento armato?
Il cemento armato è il termine comune dato a un membro concreto (o lastra) che contiene rinforzo in acciaio (solitamente sotto forma di barre d'acciaio) per aumentare la robustezza della struttura. Il materiale che risulta dalla combinazione di cemento e barre d'armatura è chiamato cemento armato (RC). Durante la costruzione, l'armatura in acciaio viene prima posizionata nella cassaforma, sotto forma di gabbia d'acciaio prefabbricata o tondini d'acciaio che sono fissati insieme e cablati in situ. Successivamente il calcestruzzo viene colato nel cassero e fatto vibrare con dispositivi adeguati in modo da garantire un elevato grado di collaborazione tra i due materiali.
figura 1: Trave di cemento rettangolare, con armatura in acciaio, è un esempio di elemento in cemento armato
Perché il rinforzo nel calcestruzzo è importante??
Uno dei principali svantaggi del calcestruzzo è la sua bassissima resistenza alla trazione che viene praticamente superata a bassi livelli di carico. Ciò si traduce in fessurazioni delle superfici in calcestruzzo che a loro volta portano a problemi estetici (grande flessione di travi o solai) per lo stato limite di esercizio e per problemi di integrità strutturale allo stato limite ultimo. D'altro canto, l'acciaio di rinforzo ha una resistenza alla trazione piuttosto elevata e una legge costitutiva del materiale simmetrico sotto tensione e compressione. Tuttavia, solo l'armatura soggetta a compressione si rompe prematuramente a causa dell'instabilità. Per queste ragioni, l'uso dell'armatura in una sezione in ca porta a un comportamento strutturale efficace poiché l'armatura in acciaio efficacemente in trazione e il calcestruzzo funziona efficacemente in compressione e confina l'armatura compressa. figura 1 mostra il diagramma del momento flettente di una trave continua sotto carichi verticali e le posizioni in cui deve essere posizionato l'acciaio di rinforzo.
figura 2: 3-span trave continua sotto carico uniforme: (un carico) Diagramma del momento flettente e (b) Principali posizioni di rinforzo.
Dove viene utilizzato il cemento armato??
Al giorno d'oggi, Il cemento armato è comunemente usato nelle costruzioni moderne, principalmente per edifici e ponti. Tali progetti possono includere una grande varietà di membri, tra cui:
- Membri a piastra: orizzontale piatti (lastre, lastre dell'impalcato del ponte, e lastre di fondazione della zattera) o verticale (per esempio. pareti di taglio e pareti centrali attorno a scale o ascensori)
- Membri di tipo linea: tra cui travi, colonne, o pile.
Sotto carico verticale i membri del tipo a piastra offrono rigidità e resistenza in più di una direzione all'interno del piano del membro, mentre gli elementi di tipo lineare conferiscono forza e rigidità principalmente in una direzione.
Quali sono alcuni esempi (sezioni trasversali) di RC?
Le sezioni trasversali di elementi lineari verticali come colonne e pilastri hanno una geometria piuttosto semplice (il più delle volte quadrato, rettangolare, o circolare – vedi Figura 2) dettata dal fatto che questi membri devono offrire una resistenza uguale o simile in tutte le direzioni orizzontali. Inoltre, tali configurazioni geometriche portano a costi ridotti relativi alla cassaforma. Le sezioni delle travi utilizzate nei progetti edilizi hanno una forma rettangolare comune, mentre le sezioni trasversali delle travi del ponte hanno principalmente una forma a I in modo da ridurre il peso e accogliere il posizionamento dei cavi di post-tensione.
figura 3: Sezioni tipiche in cemento armato
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