Piastre sottili prefabbricate realizzate in calcestruzzo autocompattante fibrorinforzato

Da sempre l’industria della prefabbricazione mira a sviluppare elementi in calcestruzzo cercando di minimizzare il più possibile i quantitativi d’armatura tradizionale con l’obiettivo di limitare sia i costi che i tempi di produzione. La riduzione dell’armatura tradizionale è di fondamentale importanza soprattutto qualora gli elementi prefabbricati siano caratterizzati da spessori tanto limitati da rendere difficile il rispetto delle prescrizioni progettuali minime, previste dalle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC), relative alle dimensioni del copriferro.

Numerose ricerche sperimentali, svolte a livello nazionale ed internazionale, hanno messo in evidenza come l’aggiunta di fibre alla matrice di calcestruzzo possa consentire di sostituire parzialmente o totalmente l’armatura tradizionale, garantendo alla struttura un buon comportamento sia in condizioni ultime (SLU) che in condizioni d’esercizio (SLE). Esempi applicativi sono ampiamente documentati in letteratura con riferimento ai rivestimenti per gallerie in conci prefabbricati, agli elementi prefabbricati quali travi, pannelli, elementi di copertura e piastre in calcestruzzo.

Queste ultime in particolare sono state oggetto di diversi studi che hanno evidenziato come l’elevata iperstaticità interna della struttura, unita alle elevate prestazioni meccaniche a trazione dei calcestruzzi fibrorinforzati, possa consentire la completa eliminazione dell’armatura tradizionale.

Il Dipartimento di Ingegneria Civile dell’Università di Brescia si occupa da anni dello studio sperimentale e numerico di elementi strutturali realizzati in calcestruzzo fibrorinforzato. A tal proposito, una delle ricerche riguarda lo studio di piastre sottili rettangolari (dim. 4,2·2.5·0,08 m3) in calcestruzzo autocompattante, impiegate come pavimentazione nelle cabine prefabbricate (vedi Figura 1). Nonostante il carico di esercizio generalmente considerato sia di modesta entità (45 kN = peso del trasformatore elettrico), questi elementi strutturali risultano essere assai critici in quanto presentano uno spessore molto contenuto (80 mm) ed un’elevata snellezza (rapporto luce/spessore=30) dovuta alla distanza fra i punti d’appoggio che, come si evince dalla Figura 1b, è di poco inferiore alla larghezza della piastra stessa (2,4 m).

L’obiettivo della ricerca è quello di ottimizzare l’armatura tradizionalmente impiegata dal prefabbricatore, attraverso l’utilizzo di un’armatura “ibrida”, ottenuta dalla combinazione di fibre d’acciaio, disperse nella matrice di calcestruzzo, e armature tradizionali collocate nelle zone della struttura maggiormente sollecitate.

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