Calcestruzzo precompresso: significato, vantaggi e sistema

Dopo aver letto questo articolo imparerai a conoscere: - 1. Significato del calcestruzzo precompresso 2. Vantaggi del calcestruzzo precompresso 3. Sistemi 4. Perdita 5. Principi di progettazione 6. Copertura e spaziatura 7. Ponte in cemento armato precompresso a T 8. Scatola in calcestruzzo precompresso -Girder Ponti.

Contenuto:

  1. Significato del calcestruzzo precompresso
  2. Vantaggi del calcestruzzo precompresso
  3. Sistemi di calcestruzzo per precompressione
  4. Perdita del calcestruzzo in precompressione
  5. Principi di progettazione del calcestruzzo di precompressione
  6. Copertura e distanza dell'acciaio di precompressione
  7. Ponte in cemento armato precompresso a T
  8. Ponti in travi a scatola in calcestruzzo precompresso


1. Significato del calcestruzzo precompresso:

Il calcestruzzo precompresso è quel calcestruzzo in cui le sollecitazioni interne sono così indotte dall'applicazione di una speciale tecnica che le sollecitazioni così sviluppate sono di natura opposta a quelle prodotte dai carichi esterni come i carichi morti e vivi che l'utente deve trasportare e per i quali il membro deve essere progettato.

Con la precompressione, la forza di un membro può essere notevolmente aumentata poiché una parte delle tensioni sviluppate dai carichi morti e vivi viene annullata dalla forza di precompressione.


2. Vantaggi del calcestruzzo precompresso:

Lo sviluppo del calcestruzzo precompresso ha aperto nuove prospettive nella costruzione di ponti autostradali. I ponti in cemento armato precompressi presentano molti vantaggi rispetto a quelli in cemento armato e, di conseguenza, la maggior parte dei ponti autostradali in cemento a lungo sono costruiti in calcestruzzo precompresso.

Questi ponti richiedono meno quantità di acciaio, cemento e cassaforma. Meno cemento nelle travi riduce i momenti di carico morto e le cesoie.

Inoltre, le travi precompresse sono più leggere, il lancio di travi diventa possibile nei flussi scorrevoli in cui la messa in scena non è possibile o il costo della messa in scena sarà tremendamente alto. Inoltre, a causa del peso ridotto delle travi e della soletta precompresse, è possibile ridurre il costo della sottostruttura e della fondazione, causando in tal modo l'economia complessiva del ponte.

I profilati in calcestruzzo precompresso hanno ulteriormente il vantaggio che la sezione completa rimane in compressione eliminando così qualsiasi possibilità di crepe di tensione e che i tendini inclinati precompressi riducono la forza di taglio alle estremità, con conseguente risparmio di rinforzo di taglio.


3. Sistemi di calcestruzzo per precompressione:

Nella costruzione di ponti precompressi, il metodo di post tensionamento è generalmente adottato e come tale solo post-tensionamento. I seguenti sistemi di precompressione sono comunemente impiegati in India per questo tipo di costruzione.

A questo proposito si può ricordare che la principale differenza nei diversi sistemi di precompressione sta nel principio secondo cui le barre o i cavi di precompressione sono sollecitati e ancorati agli elementi in calcestruzzo altrimenti non c'è molta differenza né nella procedura di progettazione né nella costruzione metodo.

io. Sistema Freyssinet:

Questo sistema fissa i cavi di precompressione mediante l'azione a cuneo con l'aiuto di due coni, il cono femmina e il cono maschio (Fig. 16.2). I cavi di precompressione sono generalmente costituiti da 8, 12 o 18 n. di fili da 5 mm o 7 mm e questi fili sono inseriti tra le pareti del cono maschio e femmina, sollecitati e quindi rilasciati. La tendenza di rinculo dei fili spinge verso il basso il cono maschio e blocca i fili mediante l'azione a cuneo.

Non è possibile alcun ulteriore rinculo dei fili e questi sono permanentemente ancorati agli elementi in calcestruzzo. Inoltre, la malta cementizia viene iniettata nello spazio tra il cavo e la guaina per ulteriore sicurezza contro lo slittamento dei cavi. Il pavimento in cemento protegge anche i cavi dalla corrosione.

Sia i coni maschili che quelli femminili sono realizzati in calcestruzzo di alta qualità con rinforzo a spirale ravvicinata. Il cono maschio è leggermente affusolato a forma di cuneo. Il tensionamento o il tensionamento dei cavi è realizzato con l'aiuto di prese Freyssinet appositamente realizzate per questo scopo.

Durante il calcestruzzo, i cavi sono protetti con l'aiuto della guaina metallica in modo che non si sviluppi alcun legame tra il calcestruzzo e l'acciaio di precompressione altrimenti non sarà possibile tensionare l'acciaio di precompressione. Prestare particolare attenzione a rendere la guaina impermeabile.

ii. Sistema Magnel-Blaton:

Questo sistema fa anche uso di 5 mm. o 7 mm. fili come acciaio di precompressione e il principio di ancoraggio dei fili è lo stesso di quello di Freyssinet System. con l'azione a cuneo, ma la differenza principale è che questi cunei sono fatti di acciaio anziché di cemento e di forma piatta al posto del cono maschio conico del sistema Freyssinet (figura 16.3).

Questi cunei piatti ancorano i fili per attrito contro le piastre sandwich in acciaio che contro il riposo su piastre di distribuzione in acciaio. La forza di precompressione dal cavo viene infine trasferita all'elemento in calcestruzzo attraverso queste piastre di distribuzione.

Ogni piastra sandwich in acciaio può ancorare 8 n. fili. La capacità di ciascuna piastra di distribuzione è in genere più di 8 fili. Queste piastre possono essere gettate nel posto giusto sul blocco terminale durante il getto o possono essere posate con malta durante il periodo di sollecitazione. Nel sistema Freyssinet, tutti i fili di un cavo sono sollecitati alla volta, ma nel sistema Magnel-Blaton vengono sollecitati solo due fili alla volta.

iii. Sistema Gifford-Udall:

I diametri dei fili solitamente utilizzati in questo sistema sono 4 mm, 5 mm e 7 mm. L'unità di ancoraggio è costituita da un anello di spinta, una piastra di supporto e impugnature di ancoraggio (Fig. 16.4).

L'impugnatura di ancoraggio è un cilindro in acciaio con un foro rastremato all'interno attraverso il quale è inserito un cuneo in acciaio rastremato. Il filo da ancorare viene fatto passare attraverso il cuneo di acciaio premuto tra le due metà. In questo sistema, ogni filo è ancorato con un'impugnatura indipendente e pertanto, in ciascuna unità può essere disposto un numero qualsiasi di fili.

L'impugnatura cilindrica sopporta la piastra portante in acciaio attraverso la quale vengono praticati numerosi fori per facilitare il passaggio dei fili da ancorare. La piastra portante si scontra con un anello di spinta che trasmette infine la forza di precompressione all'elemento in calcestruzzo.

iv. Sistema Lee-McCall:

A differenza del sistema sopra menzionato, questo sistema utilizza barre ad alta resistenza di solito 12 mm. a 28 mm. diametro invece di fili o cavi. Questo metodo è molto semplice per quanto riguarda l'unità di ancoraggio che consiste in una piastra terminale o piastra di supporto e un dado (Fig. 16.5). Le estremità delle barre sono filettate e durante la sollecitazione i dadi vengono serrati per impedire il riavvolgimento dell'asta sollecitata.

Questo sistema ha il vantaggio rispetto ad altri che lo stress può essere fatto a tappe poiché è possibile stringere il dado in qualsiasi momento. Le perdite di prestress dovute a creep, rilassamento dell'acciaio ecc. (La maggior parte delle quali si verifica nei primi giorni dopo la precompressione) possono essere ridotte se le barre vengono successivamente ripristinate.


4. Perdita del calcestruzzo in precompressione:

La perdita di prestigio nei membri si verifica a causa di molti fattori alcuni dei quali devono essere presi in considerazione nella progettazione dei membri e alcuni al momento di stress. Questi possono essere brevemente indicati come sotto:

io. Perdita dovuta a Creep in Concrete:

Quando la sezione in calcestruzzo rimane sotto sforzo, si verifica una deformazione permanente o creep nel calcestruzzo che riduce lo stress nei cavi di precompressione. La quantità di scorrimento dipende dall'entità dello sforzo nella sezione e dall'età del calcestruzzo al momento dell'applicazione della precompressione.

Il ceppo viscoso del calcestruzzo deve essere preso come mostrato nella Tabella 16.2.

Nota:

(a) Creep deformazione per valori intermedi può essere interpolata linearmente.

(b) Per il calcolo della perdita di precompressione, si deve considerare la sollecitazione del calcestruzzo nel centroide dell'acciaio di precompressione.

(c) Lo sforzo di deformazione durante qualsiasi intervallo deve essere basato sullo sforzo medio durante l'intervallo.

ii. Perdere a causa del restringimento del calcestruzzo:

Simile allo sforzo di creep, la deformazione da ritiro diminuisce la forza di precompressione nei cavi di precompressione. La perdita di prestress a causa del restringimento nel calcestruzzo deve essere calcolata dai valori di deformazione dovuti al restringimento residuo come indicato nella tabella 16.3.

Nota:

(a) I valori per le figure intermedie possono essere interpolati linearmente.

iii. Perdita dovuta al rilassamento dell'acciaio:

Quando l'acciaio ad alta resistenza viene tenuto sotto sforzo, si verifica uno sforzo o un rilassamento permanente in acciaio, come viene normalmente chiamato, a causa del quale la forza di precompressione nel tendine diminuisce e si verifica una perdita nelle pre-sollecitazioni. La perdita di rilassamento dipende dallo stress in acciaio come indicato nella Tabella 16.4. Quando i valori certificati dei produttori non sono disponibili, questi valori possono essere assunti nel progetto.

iv. Perdita dovuta a posti a sedere o allo scivolamento degli ancoraggi:

Dopo il trasferimento di prestress agli ancoraggi, si verifica uno scivolamento dei fili o l'estrazione del cono o della deformazione maschio negli ancoraggi prima che i fili siano saldamente afferrati. Questi effetti, pertanto, comportano una perdita di prestressione il cui valore deve essere conforme ai risultati delle prove o alle raccomandazioni dei fabbricanti. Come guida approssimativa, lo slip o il draw-in possono essere presi da 3 a 5 mm.

v. Perdita dovuta all'accorciamento elastico:

Tutti i cavi o fili di un elemento precompresso non vengono sollecitati alla volta, ma le sollecitazioni vengono eseguite una dopo l'altra in base alla necessità di soddisfare condizioni di carico differenti. Il ceppo elastico prodotto dalla forza di precompressione applicata sull'elemento in calcestruzzo provoca un certo rilassamento nei cavi di precompressione che sono stati sollecitati in precedenza.

È evidente, quindi, che a causa di questo fenomeno, il tendine che è stato sollecitato in prima istanza subirà la massima perdita e l'ultimo non subirà alcuna perdita. La perdita dovuta all'accorciamento elastico deve essere calcolata sulla base della sequenza di tensione.

Tuttavia, ai fini della progettazione, la risultante perdita di prestressione di tutti i fili a causa dell'accorciamento elastico può essere considerata uguale al prodotto del rapporto modulare e alla metà dello sforzo nel calcestruzzo adiacente ai cavi mediati lungo la lunghezza. In alternativa, la perdita di prestress può essere calcolata esattamente in base alla sequenza di stress.

VI. Perdita dovuta all'attrito:

La perdita di attrito nella forza di precompressione si verifica nel membro precompresso e varia da sezione a sezione. Questa perdita dipende dal coefficiente di attrito tra il tendine di precompressione e il condotto.

La perdita di attrito è divisa in due parti:

i) Effetto di lunghezza - attrito tra il tendine e il condotto (entrambi diritti).

ii) Effetto di curvatura: a causa della curvatura del tendine e del condotto, l'attrito si sviluppa quando il tendine è sollecitato e si verifica una perdita di precompressione.

L'entità della forza di precompressione P x a qualsiasi distanza x dall'estremità di sollevamento dopo aver considerato le perdite per attrito dovute agli effetti di lunghezza e di curvatura può essere data dalla seguente equazione:

P x = P o . e - (KX + μθ) (16.3)

Dove P o = Prestress force alla fine del jacking.

P x = forza di prestampa in corrispondenza di un punto intermedio a una distanza x.

K = lunghezza o coefficiente di oscillazione per metro di lunghezza dell'acciaio,

μ = coefficiente di curvatura.

θ = Variazione angolare totale in radianti dall'estremità del martinetto al punto considerato.

x = Lunghezza della porzione rettilinea del tendine dall'estremità di sollevamento in metri.

e = Base del logaritmo di Naperian (= 2.718).

I valori di K e μ variano a seconda della natura dell'acciaio, dei condotti o dei materiali di rivestimento come indicato nella Tabella 16.5 e questi valori possono essere utilizzati per il calcolo delle perdite per attrito.

Vengono discussi i vari tipi di perdite da tenere in conto nella progettazione delle sezioni e durante l'operazione di stress. È stato osservato che le perdite dovute allo scorrimento viscoso e al ritiro del calcestruzzo e al rilassamento dell'acciaio sono generalmente comprese tra il 15 e il 20% per le strutture post-tensionate.

La perdita che si verifica a causa di un'unità di ancoraggio in scivolata è la percentuale di scivolamento rispetto all'estensione totale del tendine ottenuta sollecitandola.

La grandezza dello Slip nell'unità di ancoraggio dipende dal tipo di cuneo e dallo stress nel filo e, pertanto, traspare che la perdita di prestress su questo conto è maggiore per i membri corti che per i membri lunghi poiché la quantità di slip in entrambi i casi saranno uguali se lo stress nella condizione di tendine e cuneo rimane lo stesso in entrambi i membri.

Per i ponti importanti, le sollecitazioni nelle travi devono essere controllate per perdite del 20% più dipendenti dal tempo. scorrimento, restringimento, rilassamento ecc. per garantire una compressione residua minima. La perdita di attrito per i long membri specialmente per quella continua in cui la curvatura dei tendini cambia direzione è più. Un valore medio del 12-15% può essere considerato una guida molto approssimativa.

Dimensioni preliminari dei T-Beams e Box-Girders:

Le dimensioni preliminari della sezione della trave devono essere tali da soddisfare tutte le condizioni di carico sia al momento della costruzione che durante il servizio. Le dimensioni delle diverse parti di una sezione della trave sono illustrate nella figura 16.6 che fornisce una guida approssimativa delle sezioni della trave. Le sollecitazioni nella trave per varie condizioni di carico possono essere studiate con le proprietà della sezione della trave presunta.

Se necessario, le dimensioni assunte della trave possono essere opportunamente modificate per arrivare alla sezione richiesta. Le dimensioni della flangia superiore, della flangia inferiore e del nastro devono essere tali da consentire l'alloggiamento dei cavi di precompressione con opportuni coperchi e spaziature come da disposizioni del codice. Le dimensioni mostrate in Fig. 16.6. Tuttavia, per i ponti importanti, le dimensioni del nastro per T-beam e box-travi.

Lo spessore del nastro della trave a T e dei cassoni non deve essere inferiore a 200 mm. più diametro del condotto. Per la costruzione cantilever cast-in-situ, se i cavi di precompressione sono ancorati nel nastro, lo spessore del nastro non deve essere inferiore a 350 mm. uniformemente.

La profondità approssimativa delle putrelle per ponti in cemento armato precompresso può essere determinata da quanto segue per iniziare con il progetto preliminare per soddisfare i requisiti (L e D sono span e profondità di travi in ​​metri).

a) Travi a T e solai (7, 5 m di strada):

i) Per ponte a 3 raggi, D = L / 16

ii) Per ponte a 4 raggi, D = L / 18

iii) Per i deck a 5 raggi, D = L / 20

b) ponti a cassone:

i) Per piastra a cella singola, D = L / 16

ii) Per deck a celle gemelle, D = L / 18

iii) Per mazzo a tre celle, D = L / 20

CAVO HT (APPROX. NOS.) (Per soddisfare i requisiti di IRC: 18-1985):

Il numero totale di cavi ad alta resistenza (12 fili di diametro 7 mm) può essere assunto nella progettazione preliminare da 1, 6 a 1, 7 volte lo span in metri. Per un ponte da 45 m semplicemente supportato con fasci di 5 N., numero totale. di cavi richiesti secondo la regola del pollice sono 45.0 x 1.7 = 76.5.

I n. Di cavi effettivamente utilizzati sono 15 Nos. (Media) per trave. In un ponte a cassone con struttura a sbalzo con una luce di 101, 0 m. Num. Di cavi secondo la regola del pollice arrivano a 1, 7 x 101 = 171, 7. Numero di cavi effettivamente utilizzati = 172 n.


5. Principi di progettazione del calcestruzzo precompresso:

Nei ponti non compositi, le travi sono affiancate da uno spazio tra 25 e 40 mm. tra le flange e i diaframmi, Fig. 16.7a. Questo tipo di mazzi viene solitamente adottato dove la sala principale è limitata o il lancio delle travi è essenziale a causa delle difficoltà nel lavoro di centraggio.

Le travi sono prefabbricate nel deposito di colata, precompresse e quindi lanciate in posizione da qualche dispositivo. Le fughe vengono poi stuccate con malta cementizia e il ponte è precompresso trasversalmente in modo da renderlo rigido e monolitico.

Nei ponti compositi, d'altra parte, le travi possono essere gettate sul posto o prefabbricate nel piazzale di lancio e lanciate dopo la precompressione iniziale. La lastra RC sopra le travi precompresse e i diaframmi RC sono colati e realizzati in composito con l'ausilio di connettori a taglio. Questo tipo di mazzo è mostrato in Fig. 16.7b.

Viene anche utilizzato un altro tipo di piattaforma composita in calcestruzzo precompresso come illustrato nella figura 16.7c. In tali ponti, le fessure delle aperture e i diaframmi delle fessure vengono gettati dopo che le travi sono state lanciate in posizione e il ponte e i diaframmi sono precaricati a croce.

Nel tipo di ponti illustrato in Fig. 16.7a, poiché le proprietà di sezione come aree, moduli di sezione, ecc. Rimangono invariate per tutte le condizioni di carico, le sollecitazioni nelle travi vengono elaborate con le stesse proprietà di sezione.

Nei ponti compositi, tuttavia, le proprietà delle sezioni delle travi vengono modificate dopo che la lastra del ponte o la soletta dello spazio sono state composte con le travi e, come tale nel calcolo delle sollecitazioni, devono essere prese in considerazione le proprietà modificate delle travi composte.

Ciò significa che le sollecitazioni dovute al peso proprio delle travi, al primo stadio di precompressione, al peso del ponte o del solco ecc. Devono essere calcolate con la sezione della trave non composita solo quando le travi non sono puntellate ma dopo il getto e il raggiungimento della necessaria resistenza nella lastra del ponte, le sollecitazioni dovute alle fasi successive di precompressione, peso del corso di usura, inferriata ecc. e quelle dovute al carico vivo devono essere elaborate sulla base di proprietà in sezione composita che sono maggiori di quelli non compositi.

La precompressione viene generalmente eseguita in due o tre stadi in ponti compositi al fine di ridurre l'effetto del carico morto secondario, come la lastra del ponte, il corso di usura ecc., Nonché ridurre al minimo le perdite dovute a creep e contrazione. Questo è un vantaggio dei ponti compositi rispetto a quelli non compositi.

io. Distanze Kern:

Per le travi non composte, l'area della sezione trasversale, A e la sezione Moduli Z te Z della sezione rimarranno le stesse sia nella fase iniziale sia nella fase finale (di servizio). Pertanto, se P è la forza di precompressione, M D è il momento dovuto a carichi morti e M L è il momento dovuto al carico vivo, quindi le sollecitazioni nella parte superiore e inferiore della trave cioè. 6 t e 6 b sono dati dalle seguenti equazioni (vedi anche Fig. 16.8).

La linea di pressione, ovvero la risultante delle sollecitazioni di compressione indotte dalla forza di precompressione, coincide con il profilo di prestiro quando i carichi esterni non agiscono sul raggio. La linea di pressione si sposta con l'applicazione di carichi esterni per fornire il braccio di leva richiesto per la coppia resistente. Questi sono mostrati in (Fig. 16.9).

I due valori sono uguali se 6 o = [(6 b . Y t ) + (6 t .y b ) / D]. L'ordinata ab è lo spostamento della linea di pressione sotto il momento di carico morto M D e se C non si sposta fino a b cioè lo spostamento, S = M D / P <ab ma se C si muove oltre b (verso 0) quindi il sposta S <= M D / P> ab.

Le distribuzioni di sollecitazione in queste condizioni sono mostrate in Fig. 16.9a. Lo stress alle fibre inferiori sotto carico morto e precarico non deve superare 6 b (massimo) e sollecitazione sulla fibra superiore sotto carico morto e il precarico dovrebbe essere il più vicino possibile a 6 t (min). Questa condizione è soddisfatta quando S = ab. La distanza ob indicata con K b è nota come "distanza inferiore o inferiore" che è data da,

Allo stesso modo, la distribuzione delle sollecitazioni sotto prestress, carico morto e carico dinamico sono mostrate in Fig. 16.9b. In queste condizioni di carico, la linea di pressione viene spostata a t. L'ordinata ot è definita come la distanza "superiore o superiore del kern".

Poiché la sollecitazione minima governa il progetto, le distanze kern K e K t sono date dalle equazioni 16.11 e 16.15, che sono le seguenti:

Il profilo del prestress risultante lungo la lunghezza del fascio può essere ottenuto dai loci delle distanze kern considerando la variazione del momento flettente insieme allo span.

In considerazione di quanto sopra, il profilo di prestress risultante deve essere situato all'interno della zona indicata da:

La zona limite per un raggio semplicemente supportato sotto carico uniformemente distribuito è mostrata in Fig. 16.10. La zona limite è racchiusa dalle curve per M D / P e + (M D + M L ) / P e misurata verso il basso dalle linee bb e tt rispettivamente.

Il punto obbligato per il passaggio del profilo di prestress si ottiene quando a e c coincidono. Il punto a sarà sotto c quando la sezione è inadeguata ma sopra c quando la sezione è sovradimensionata.

Distanze kern approssimative:

Le distanze kern hanno un ruolo importante nella selezione delle sezioni e come tale un metodo approssimativo per la determinazione delle distanze kern è dato di seguito:

La tensione minima di 6 t (min) in Fig. 16.9a e 6 b '(min) in Fig. 16.9b può essere assunta come zero senza errore apprezzabile. Per questa condizione di distribuzione dello stress triangolare, il centro di gravità delle aree tratteggiate in (Fig. 16.11a e 16.11b) può essere considerato approssimativamente come un kern superiore e uno inferiore.

ii. Progettazione della sezione:

L'adeguatezza della sezione della trave in cemento armato precompresso deve essere verificata in relazione a quanto segue:

un. Stress durante l'erezione e al servizio:

Le sollecitazioni sulle fibre superiore e inferiore dovute all'azione di carichi morti, precompressione e carichi vivi dovrebbero rimanere entro i limiti consentiti. I momenti prodotti a causa del carico morto, del carico in tensione e dell'eccentricità della forza di precompressione devono essere considerati per questo. Il profilo del cavo deve essere riparato di conseguenza.

b. Forza finale per la piegatura:

Le travi dovrebbero anche essere controllate per la loro ultima forza. A tale scopo, possono anche essere elaborati e confrontati i momenti finali di resistenza delle travi così come i momenti finali che possono essere prodotti a causa di alcuni sovraccarichi.

L'arte delle travi da verificare per i seguenti carichi finali:

i) Carico massimo = 1, 25 G + 2, 0 SG + 2, 5 Q (16, 23)

in condizioni normali di esposizione.

ii) Carico massimo = 1.5 G + 2.0 SG + 2.5 Q (16.24)

in condizioni di esposizione severe

iii) Carico finale = G + SG + 2.5 Q (16.25)

dove il carico morto provoca effetti opposti a quelli del carico vivo.

Nelle espressioni di cui sopra, G, SG e Q sono carichi permanenti, carico morto sovrapposto (come carico morto di marciapiede prefabbricato, corrimani, corso di usura, servizi di utilità ecc.) E carichi vivi compreso l'impatto rispettivamente.

I momenti finali di resistenza per calcestruzzo o acciaio sono dati da:

i) M u di calcestruzzo = 0, 176 bd 2 fck per sezione rettangolare (16, 26)

ii) M u di calcestruzzo = 0, 176 bd 2 fck + (2/3) x 0, 8 (Br - b) (d - t / 2) t. fck per una sezione T. (16.27)

iii) M u di acciaio = 0.9 d As f P (16.28)

Dove b = larghezza della sezione rettangolare o ragnatela della trave a T

D = Profondità effettiva del fascio da CG di HT Steel

f ck = Caratteristiche forza del calcestruzzo

B f = La larghezza della flangia del T-beam.

T = Lo spessore della flangia del T-beam.

A S = L'area dell'acciaio ad alta resistenza.

fp = La resistenza a trazione massima dell'acciaio senza punto di snervamento definito o tensione di snervamento o sollecitazione con allungamento del 4 percento, a seconda di quale sia maggiore per l'acciaio con un punto di snervamento definito.

La sezione deve essere così proporzionata che M u per l'acciaio è inferiore a quella per il calcestruzzo, in modo che il cedimento possa avvenire cedendo l'acciaio anziché la frantumazione del calcestruzzo.

c. shear:

i) Il controllo del taglio deve essere effettuato per il carico finale. L'ultima resistenza al taglio del calcestruzzo, V c in qualsiasi sezione deve essere valutata sia per la sezione non rotta che per la parte rotta in caso di flessione e si deve prendere il valore minore e fornire di conseguenza il rinforzo per taglio.

ii) L'ultima resistenza al taglio della sezione non controllata:

Dove b = larghezza della sezione rettangolare o larghezza della nervatura per T, I o L-beam.

D = profondità totale del membro

Ft = sollecitazione principale massima data da 0, 24

Fcp = sollecitazione di compressione sull'asse centroidale a causa della precarizzazione considerata positiva.

Il componente della forza di precompressione normale all'asse longitudinale dell'elemento può essere aggiunto a V eu .

iii) La massima resistenza al taglio della sezione fessurata:

Dove d = Profondità effettiva dal CG del tendine d'acciaio

Mt = il momento di rottura nella sezione = (0.3

+ 0, 8 fpt) I / y in cui f pt è lo stress dovuto alla precompressione solo alla distanza della fibra tensile y dal centroide della sezione in calcestruzzo avente un secondo momento di area, I.

V & M = forza di taglio e il corrispondente momento flettente nella sezione a causa del carico finale.

Il componente del forte di precompressione normale all'asse longitudinale può essere ignorato.

iv) Rinforzo del taglio:

Quando V, la forza di taglio dovuta al carico finale è inferiore a V c / 2 (dove V c è il minore di V cu o V cc come indicato sopra), quindi non è necessario alcun rinforzo a taglio.

Quando V è maggiore di V c / 2 deve essere fornito un rinforzo a taglio minimo sotto forma di collegamenti come segue:

Quando la forza di taglio V supera V c, il rinforzo a taglio deve essere fornito come sotto:

Dove Asv = l'area della sezione trasversale delle due gambe di un collegamento

Sv = la spaziatura dei collegamenti

fy = forza di snervamento o resistenza allo 0, 2% del rinforzo ma non superiore a 415 MPa.

Vc = la forza di taglio trasportata dalla sezione di calcestruzzo.

D = la profondità della sezione dall'estrema fibra compresso alle barre longitudinali o al centroide dei tendini qualunque sia maggiore.

v) Forza di taglio massima:

La forza di taglio V dovuta ai carichi finali non deve superare ζ c bd, i valori di ζ c riportati nella tabella 16.6.

iii. Torsione:

L'effetto della torsione è generalmente inferiore e il rinforzo di taglio nominale fornito è normalmente adeguato a resistere allo stress torsionale. Quando viene presa in considerazione la resistenza torsionale o la rigidità degli elementi nell'analisi della struttura, è necessario verificare la presenza di torsione e rinforzi aggiuntivi per resistere alla torsione.


6. Copertura e distanza dell'acciaio per precompressione:

IRC: 18-1985 specifica che la copertura trasparente per il rinforzo non tensionato inclusi i collegamenti e le staffe deve essere come indicato nella Tabella 16.7. Tuttavia, raccomanda che per i ponti importanti, la copertura trasparente minima sia di 50 mm. ma lo stesso deve essere aumentato a 75 mm. ovunque il cavo di precompressione sia più vicino alla superficie del calcestruzzo.

La copertura trasparente misurata dall'esterno della guaina, la spaziatura e il raggruppamento dei cavi devono essere come indicato in Fig. 16.12. Tuttavia, per i ponti importanti, la raccomandazione è che una distanza chiara di 100 mm. deve essere fornito per cavi o gruppo di cavi da stuccare in seguito.

SP-33 raccomanda inoltre che per la costruzione segmentale in cui viene adottata la precompressione multistadio, la spaziatura libera non deve essere inferiore a 150 mm. tra il primo e il successivo gruppo di cavi.

Profilo del cavo:

IRC: 18-1985 consente l'ancoraggio nella superficie del ponte. Questi ancoraggi sono noti come ancoraggi intermedi. Tuttavia, IRC: SP-33 raccomanda che le fasi di precompressione debbano preferibilmente essere non più di due e non sono consentiti ancoraggi intermedi nella superficie del ponte. Esempio illustrativo 16.1 e presenta ancoraggi intermedi per cavi nel terzo stadio. Il profilo del cavo mostrato in Fig. 16.23.

Per una trave semplicemente supportata, il momento al centro è massimo e si riduce a zero in appoggio. Pertanto, i cavi di precompressione posizionati in basso con la massima eccentricità a metà campata devono essere portati verso l'alto con un'eccentricità ridotta in modo che il momento di resistenza causato dal cavo di precompressione venga ridotto rispetto al momento effettivo nel raggio.

Generalmente, due terzi dei cavi sono ancorati alle estremità della trave e il rimanente un terzo è ancorato nel ponte. Gli ex due terzi cavi sono generalmente sollecitati prima di posizionare la trave in posizione e gli ultimi un terzo vengono sollecitati dopo la colata e la maturità della lastra del ponte. Circa. profilo del cavo della trave PSC dell'esempio illustrativo 16.1 è mostrato in figura 16.23.

Generalmente, il profilo del cavo è parabolico per la trave semplicemente supportata in quanto il diagramma del momento è anche parabolico. Viene anche utilizzata una combinazione di profili di cavi diritti e curvi.

Oltre alla curvatura verticale, i cavi devono essere oscillati orizzontalmente fornendo una curvatura nel piano orizzontale per portare i cavi verso il galoppo della trave per l'ancoraggio alle estremità in corrispondenza o vicino all'asse centrale della trave.

Quando l'ancoraggio del cavo deve essere fatto in coppia come in Fig. 16.23c, la profondità della flangia inferiore in prossimità delle estremità deve essere aumentata per accogliere questi cavi gemelli in prossimità delle estremità come mostrato nella linea tratteggiata in Fig. 16.23a . Il cavo di riserva, se non richiesto per essere sollecitato per ulteriore precompressione dai requisiti di progettazione (in caso di caduta corta della forza di precompressione principale), viene rimosso e il condotto viene riempito.


7. Ponte in cemento armato precompresso a T:

La fotografia 4 illustra un ponte in cemento armato precompresso a T con otto campate di 40 m (media).


8. Ponti in travi a cassone in calcestruzzo precompresso:

Per campate più grandi, invece di travi a T vengono utilizzate travi a cassone in calcestruzzo precompresso. Queste travi a scatola sono normalmente costruite con il metodo "Costruzione a mensola" . Le travi sono prefabbricate in sezioni ed erette in loco o gettate in-situ in sezioni.

Le sezioni sono erette o gettate simmetricamente dalla banchina per la stabilità della sovrastruttura, del pilastro e della fondazione e "cucite" alla sezione precedente mediante cavi di precompressione.

I tipi di travi a scatola normalmente usati sono mostrati in Fig. 16.24. Il cassone mostrato in Fig. 16.24a e 16.24b è per carreggiata a due corsie. Le travi a scatola a celle gemelle mostrate in Fig. 16.24c e 16.24d possono essere adottate per carreggiate a sei corsie divise quando due di tali unità vengono utilizzate l'una accanto all'altra. Il tipo mostrato in Fig. 16.24e può essere utilizzato su una carreggiata a quattro corsie.

La sezione lunga di un ponte a cassone costruito con il metodo a sbalzo è mostrata in Fig. 16.25a. Le figure al di sotto del cassone nella figura 16.25b indicano unità e sequenza di costruzione dai pilastri. La disposizione dei cavi di precompressione post tensione è anche mostrata in Fig. 16.25b.