L'Analisi

In base ai dati di definizione il programma costruisce il modello di analisi del solaio come trave continua su più appoggi, con sbalzi laterali. Ogni campata è modellata con un elemento di tipo trave, dotato di deformabilità flessionale, tagliante ed estensionale e munito agli estremi di terminazioni rigide che lo collegano ai nodi di interconnessione e che tengono conto dell'ingombro finito di questi ultimi. Il processo di analisi costruisce la matrice di rigidezza del modello e ricava la soluzione per ogni condizione di carico definita ed applicata. Procede quindi effettuando gli inviluppi delle sollecitazioni, in modo da ricavare le sollecitazioni massime e minime di verifica per ogni stato limite da considerare.

Avvio dell'analisi
L'analisi si avvia selezionando il comando "Analisi" del menù "Calcolo" o cliccando sul bottone "Esegui l'analisi" posto sulla barra dei comandi frequenti.

Il controllo automatico dei dati
La fase di analisi è sempre preceduta dal controllo automatico dei dati, che l'utente può anche attivare autonomamente dal menù "Dati". Il controllo dei dati che riconosce situazioni anomale o meritevoli di maggiore attenzione, dovute ad esempio all'assegnazione di dati non congruenti o incompleti. In questi casi, il programma rilascia in una apposita finestra opportuni messaggi di avviso, come spiegato nel § "Controllo dei dati". Nel caso si riscontrassero incongruenze tali da non consentire una corretta modellazione, segnalate nei messaggi col simbolo !, l'analisi risulterà non eseguibile. E' necessario in questi casi rimuovere tali incongruenze e poi rilanciare il comando per l'esecuzione dell'analisi.

Gli inviluppi per la combinazione delle azioni
Una volta calcolate le sollecitazioni prodotte dalle singole condizioni di carico, si procede agli inviluppi delle sollecitazioni per ogni combinazione di carico richiesta dalla norma selezionata, tenendo conto in questa fase dei momenti di presidio minimo (negativo sugli appoggi e positivo in campata) imposti dall'utente come misura precauzionale. Gli inviluppi sono eseguiti combinando linearmente le singole azioni di carico, in accordo con le regole di combinazione prescritte dalla normativa mediante fattori di inviluppo assunti in valore minimo e in valore massimo. In particolare i fattori di inviluppo per una particolare azione si ottengono come prodotto fra un fattore riduttivo ψ dipendente dal tipo di azione e un fattore γ dipendente dalla combinazione e dal tipo di azione (permanente, variabile, sismica). In particolare si considerano separatamente due possibili valori per quest'ultimo coefficiente (?min, ?max) in quanto ogni azione può avere effetti favorevoli o sfavorevoli sulla sicurezza: col coefficiente γmin si minimizzano gli effetti favorevoli, mentre col coefficiente γmax si massimizzano quelli sfavorevoli. Con tali regole di inviluppo si determinano i valori estremi di variabilità (minimo-massimo) delle caratteristiche di sollecitazione per tutte le combinazioni di carico prescritte dalla normativa e per entrambi tali valori vengono eseguite le verifiche. Si tiene conto altresì di possibili carichi variabili mutuamente esclusivi (la presenza di uno esclude gli altri), che possono essere stati definiti in fase di modellazione.

Il Progetto e le Verifiche

Il progetto delle armature è svolto in modo da pervenire ad una armatura il più possibile ridotta e in grado di assicurare il rispetto di tutte le verifiche richieste, delle disposizioni tecnologiche di buon dimensionamento fornite dal progettista nel foglio dei parametri tecnologici di progetto. Di seguito daremo una breve descrizione delle verifiche effettuate, che faranno riferimento al metodo degli stati limite o a quello delle tensioni ammissibili, a secondo del sistema normativo selezionato.

Avvio del progetto
Una volta eseguita l'analisi è possibile eseguire il progetto delle armature attivando il comando del menù Calcolo o cliccando sul bottone "Esegui il progetto armature" posto sulla barra dei comandi frequenti.

Le verifiche secondo le Norme 2005 SL
Selezionando questo sistema normativo il programma esegue le seguenti verifiche:

• Verifiche tensionali a flessione e taglio per sle
• Verifiche di resistenza a flessione e taglio per slu
• Verifiche di fessurazione per sle
• Verifiche di deformabilità per sle

Le verifiche secondo le Norme 1996 SL
Selezionando questo sistema normativo il programma esegue le seguenti verifiche:

Verifiche tensionali a flessione e taglio per sle

Verifiche di resistenza a flessione e taglio per slu

Verifiche di fessurazione per sle

Verifiche di deformabilità per sle

Le verifiche secondo le Norme 1996 TA
Selezionando questo sistema normativo il programma esegue le seguenti verifiche:

Verifiche tensionali a flessione e taglio per combinazione Unica TA

Verifiche di deformabilità per combinazione Unica TA

Sezioni sottoposte a verifica
La verifica dei travetti di solaio è effettuata su un insieme di sezioni significative:

• 7 sezioni poste alle ascisse predefinite 0%, 10%, 35%, 50%, 65%, 90% e 100% della luce,
• 4 sezioni poste alle ascisse di discontinuità della sezione resistente trasversale:
  - o alle due ascisse di passaggio di passaggio da fascia piena a semipiena,
  - o alle due ascisse di passaggio da fascia semipiena alla sezione corrente.

Ciò posto, ai fini della verifica a flessione il programma, in corrispondenza a ciascuna delle 11 sezioni di verifica, ricava i valori utili del momento flettente dovuti a ciascuna condizione di carico e ne effettua l'inviluppo utilizzando i valori di verifica massimi e minimi. I valori ottenuti sono quindi raggruppati per zone: nel seguente modo:

• zona di sinistra comprendente le sezioni poste nell'intervallo: 0% 22.5% della luce,
• zona di mezzeria comprendente le sezioni poste nell'intervallo: 22.5% 77.5% della luce,
• zona di destra comprendente le sezioni poste nell'intervallo: 77.5% 100% della luce.

Slittamento del diagramma dei momenti
Ai fini della verifica delle sezioni la valutazione delle sollecitazioni di flessione richiede qualche commento in relazione all'accoppiamento esistente tra il momento flettente e lo sforzo di taglio. Tale accoppiamento è risolto dal programma attraverso la ben nota operazione di slittamento del diagramma dei momenti. In effetti, in ciascuna delle 11 sezioni considerate, i valori utili ai fini dell'inviluppo vengono calcolati slittando, nel senso più restrittivo, il diagramma del momento relativo a ciascuna condizione di carico per una distanza pari a 0.9 H. Tale operazione consente di tener conto, direttamente nella verifica a flessione, della forza di trazione richiesta dall'ancoraggio longitudinale delle bielle a 45° di calcestruzzo compresso previste dal modello a traliccio di Mörsch.

Cenni sui criteri di verifica
Le verifiche tensionali e di resistenza sono condotte con l' ipotesi di conservazione delle sezioni piane e di calcestruzzo non resistente a trazione. Il comportamento dei materiali (acciaio e calcestruzzo) è considerato elastico-lineare nel caso di verifiche tensionali ed elasto-plastico nel caso delle verifiche di resistenza. Le verifiche a fessurazione sono diversificate (apertura fessure, formazione fessure o decompressione) in funzione dell'aggressività ambientale e della sensibilità alla corrosione delle armature presenti al lembo oggetto di verifica: nel caso di travetti precompressi si suppone armatura sensibile al lembo inferiore. La verifica di deformabilità è eseguita controllando che il valore della freccia massima elastica dovuta ai carichi permanenti+variabili e solo variabili risulti inferiore dei valori limiti assegnati per i due casi. L'inviluppo delle frecce dovute ai carichi variabili è eseguita con le stesse regole di combinazione utilizzate per le sollecitazioni.

Prescrizioni tecnologiche nel progetto dell'armatura
Il progetto delle armature, oltre che del rispetto delle verifiche, tiene conto anche di una serie di prescrizioni tecnologiche assegnate dall'utente, che nelle condizioni predefinite consentono le seguenti prestazioni:

1. l'armatura longitudinale minima per metro di solaio rispetta la prescrizione di normativa di essere maggiore di 0.7 volte l'altezza del solaio;
2. in corrispondenza di ciascun appoggio, si dispone inferiormente un'armatura longitudinale convenientemente ancorata, in grado di assorbire uno sforzo di trazione uguale al taglio massimo;
3. la sezione resistente di verifica a taglio e a flessione varia lungo la campata per la presenza delle eventuali fasce piene e semipiene disposte;
4. lo sforzo di taglio è assorbito interamente dal calcestruzzo, nell'ipotesi di assenza di armature specifiche resistenti a taglio;
5. nelle verifiche si considera la reale posizione dei ferri all'interno della sezione, tenendo conto dei copriferri (superiore ed inferiore) definiti nei parametri di progetto e dei vincoli di posizione legati all'utilizzo di travetti prefabbricati;
6. le armature longitudinali sono prolungate oltre la sezione in cui vengono computate alla resistenza per una distanza minima in grado di assicurare l'ancoraggio per aderenza tra barra e calcestruzzo;
7. il contributo dei ferri dei travetti tralicciati si suppone nullo nelle sezioni di etsremità per la mancanza di ancoraggio.

La modifica grafica dei ferri di armatura

A valle della fase di progetto è possibile, esaminare in dettaglio la disposizione delle armature, avendo sott'occhio in forma di istogramma i valori di verifica e i corrispondenti valori limiti (tensioni, sollecitazioni resistenti, ampiezza fessure) nelle sezioni di estremo e di mezzeria di ogni travetto. Le armature visualizzate possono anche essere modificate nella quantità e nella disposizione. La modifica dei ferri può essere eseguita sia in modo grafico, utilizzando il mouse, sia modificando i dati descrittivi dei ferri riportati nelle corrispondenti griglie numeriche. Si può variare la posizione iniziale e finale dei ferri, il loro numero e il diametro. In risposta ad ogni variazione dei ferri, si ottiene l'aggiornamento immediato degli istogrammi di verifica. L'utente può quindi vedere subito se le tensioni eccedono i limiti dei materiali e con un semplice click del mouse sull'istogramma ottenere i valori numerici di verifica. Questa caratteristica rende il programma molto versatile e ne estende l'utilizzo anche nei casi di verifica di solai esistenti, configurando l'armatura nello stato attuale e ottenendo in risposta le verifiche relative.

Il Quadro delle Verifiche

Il programma consente inoltre di avere un quadro sintetico riassuntivo con gli esiti finali delle verifiche svolte, in corrispondenza delle combinazioni di carico imposte dalla normativa selezionata. In particolare, sono riportati gli esiti per le verifiche tensionali e di resistenza (a flessione e a taglio), per la verifica a fessurazione e a deformazione.