Introduzione
Il calcestruzzo armato fessura sotto carichi di esercizio. Le fessure non compromettono la sicurezza strutturale, ma aperture eccessive espongono l'armatura ad acqua, cloruri e CO₂, causando corrosione. Le normative limitano pertanto l'apertura di fessura allo stato limite di esercizio.
SectionPro applica il calcolo diretto dell'Eurocodice 2. L'apertura di fessura è il prodotto della distanza massima tra le fessure e della deformazione differenziale media acciaio–calcestruzzo:
La distanza tra le fessure dipende dal copriferro , dal diametro , dal fattore di aderenza e dal rapporto di armatura efficace :
La deformazione differenziale media include il tension stiffening (il calcestruzzo tra le fessure sopporta parte della trazione):
L'altezza dell'area efficace in trazione è un risultato intermedio calcolato automaticamente dalla geometria della sezione: .
Risultati calcolati
SectionPro fornisce per ogni analisi della fessurazione:
Risultati per caso di carico
Valori intermedi
Esportazioni
Soletta rettangolare
Dati di input
- Calcestruzzo — Sezione trasversale rettangolare, larghezza m, altezza m.
- Armatura — 14 barre Ø14 ( mm), 7 inferiori + 7 superiori, passo 157 mm, copriferro 30 mm, 1 strato per faccia, cm².
- Leggi costitutive (EC2) — Calcestruzzo C30/37: MPa, Acciaio B500B: MPa.
Risultati
L'apertura di fessura è valutata per due stati di carico: flessione pura e trazione dominante. I parametri di fessurazione sono ai valori raccomandati: (lungo termine), (barre ad aderenza migliorata), , , MPa.
In flessione pura ( kN·m), l'asse neutro si trova a mm, lasciando mm della sezione in trazione. Con , la formula fornisce mm. L'apertura mm supera il limite usuale di 0,3 mm: in pratica occorrerebbe una soletta più spessa o un passo delle barre più ridotto.
In trazione ( kN, kN·m), l'intera sezione è fessurata (). Nonostante la fessurazione completa, mm è inferiore rispetto alla flessione perché tutte le 14 barre ripartiscono il carico, riducendo da 379 a 236 MPa. Il fattore riflette la distribuzione delle deformazioni leggermente non uniforme causata dal momento flettente residuo.
Trave a I: flessione pura
Dati di input
- Calcestruzzo — Sezione trasversale a I con gusci, ala inferiore: m, anima: m, ala superiore: m, altezza totale m.
- Armatura (solo acciaio passivo) — 70 barre totali (HA16 + HA20), 6 HA20 come armatura inferiore, 64 HA16 distribuite lungo il contorno della sezione.
- Leggi costitutive (EC2) — Calcestruzzo C30/37: MPa, Acciaio B500B: MPa.
Risultati
La trave a I è sollecitata a flessione pura con tre livelli crescenti di momento (, e kN·m). Parametri di fessurazione: , , , , MPa.
L'apertura di fessura cresce con il momento applicato: mm per kN·m, mm per kN·m e mm per kN·m, tutti al di sotto del limite di 0,3 mm. La distanza mm resta costante per tutti i livelli di carico poiché dipende unicamente dalla geometria e dalla disposizione dell'armatura.
Benchmark
Il calcolo della fessurazione è istantaneo: meno di 10 ms per progetti tipici (fino a 1.000 casi di carico SLE) e meno di mezzo secondo anche per 100.000 casi.
Esportazione
SectionPro esporta l'analisi della fessurazione in tre formati: PDF, testo (colonne a larghezza fissa) ed Excel (.xlsx). I dati esportati includono tutti i risultati per caso di carico (, , , , , ecc.) ordinati per decrescente.
Conclusione
Il calcolo diretto dell'apertura di fessura secondo l'EC2 §7.3.4 fornisce una valutazione rigorosa dello stato di fessurazione allo stato limite di esercizio. SectionPro automatizza l'intera procedura: dall'analisi tensione–deformazione alla determinazione dell'area efficace in trazione , della distanza tra le fessure e dell'apertura finale .
I due esempi illustrano scenari contrastanti: una soletta rettangolare sottoposta a flessione e trazione, e una trave a I sotto momenti flettenti crescenti.
Il calcolo si applica a sezioni trasversali di forma arbitraria: l'area efficace in trazione e il rilevamento dell'armatura sono calcolati dalla geometria generale della sezione, senza limitarsi a ipotesi rettangolari. Il metodo è applicabile anche ad altri contesti normativi adattando i parametri di fessurazione (, , , , ) ai valori prescritti dalla norma di riferimento.