Effetti dell'azione termica nei ponti in calcestruzzo, con distribuzione lineare e non, applicando gli Eurocodici

Nell'articolo verrà discussa l’azione termica per la verifica di impalcati di ponti post tesi. La distribuzione di temperatura sarà di tipo lineare e non lineare secondo l’Eurocodice e sarà applicata nella sola direzione longitudinale dell’impalcato. Verrà mostrata la sua influenza sul valore delle tensioni e sul loro andamento nella sezione variando per l’impalcato l’altezza della sezione, la luce delle campate e lo schema statico.

Verrà considerata anche l’interazione tra l’azione termica e la reologia e la fessurazione del calcestruzzo. Si mostrerà come la variazione del momento flettente massimo, Mmax, provoca nelle sezioni precompresse una curvatura residua, cres che andrà limitata con opportuni quantitativi minimi di armatura non- pretesa.

Esistono due tipi di distorsione termica: uniforme e variabile lungo l'altezza

Nell’articolo si mostreranno delle applicazioni su impalcati da ponte soggetti a distorsioni di natura termica. Queste distorsioni sono contemplate in tutte le normative ed entrano in tal modo a definire il livello di sicurezza dell'opera per i diversi stati limite di verifica. In generale le distorsioni di origine termica sono di due tipi: uniforme e variabile lungo l’altezza della sezione, ed entrambe sono concomitanti.

Considerando per una trave un concio dz la distorsione uniforme, a seconda del segno, produce nelle fibre del concio dilatazione o contrazione, mentre quella variabile lungo l’altezza induce sia una curvatura e sia uno stato tensionale, che a seconda dell’andamento assunto può essere nullo o non lineare. Considerando una trave vincolata isostaticamente e soggetta a una distorsione variabile si hanno due casi ben distinti:

• Distorsione variabile linearmente nella sezione; nelle sezioni della trave si producono spostame- nti e rotazioni rigide; non si producono né reazioni e né tensioni;
  
  
• Distorsione variabile con legge non lineare nella sezione; vale quanto già detto in precedenza, ma con la differenza che si producono nella sezione tensioni auto-equilibrate dette anche residue.

Premesso ciò è frequente nell’attività di progettazione/verifica utilizzare un gradiente di temperatura con variazione lineare nella sezione così come le normative nel passato consentivano di fare. Oggi invece, allo stato delle conoscenze scientifiche note le norme consentono di utilizzare in luogo della variazione lineare, una variazione non lineare che rappresenta in modo più preciso la variazione reale di temperatura che si stabilisce nelle sezioni dell’impalcato.

Tale variazione è rappresentata da una funzione che varia lungo l’altezza della sezione con legge di quinto grado. Essa è influenzata da una serie di fattori quali: esposizione climatica, vento, altezza dell’impalcato e spessore della pavimentazione. La funzione che rappresenta detto andamento risulta avere la seguente espressione analitica:

Ty=T(y/1200)⁵           (y in mm)

T=32-0,2×h (h=100 mm spessore pavimentazione) La figura 1 (Gilbert & Ranzi, 2011) evidenzia l’an- damento di questa funzione nelle parti di impalcato travi/nervature e soletta.

FIGURA 1: Funzione temperature nella trave e nella soletta.

La figura 2 (Ghali, Favre & Elbadry, 2012) mostra per diversi tipi di sezioni di impalcato gli andamenti della temperatura ricavate da registrazioni su ponti strumentati.

FIGURA 2: Profilo di temperature registrati per diversi tipi di impalcato.

Premesso ciò, nell’articolo si considererà per un ponte post teso con sezione interamente reagente e per diverse condizioni di schema statico, le differenze che si ottengono in termine di tensioni per effetto di una variazione di temperatura di tipo non- lineare e di tipo lineare. 

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La presente memoria è tratta da Italian Concrete Days - Aprile 2021

organizzati da aicap e CTE

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