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Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici

Il modulo di CYPECAD Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici è stato sviluppato con la finalità di realizzare il dimensionamento delle armature passive di solai precompressi a cavi post-tesi dopo aver eseguito il calcolo delle azioni interne dei cavi da precompressione (aderenti o non aderenti), di cui l’utente definisce le caratteristiche.

La tecnologia della precompressione a cavi post-tesi presenta differenti gradi di accettazione in molti paesi e, dal momento che è oggetto di crescenti richieste da parte degli utenti CYPE, è stata implementata in CYPECAD allo scopo di poter disporre di un’utility che consenta di poter affrontare il calcolo dei solai precompressi a cavi post-tesi.

L’utente inserisce il tracciato dei cavi, ne specifica le proprietà, i carichi di tesatura e la percentuale di perdite. Il programma genera automaticamente un’ipotesi relativa alla precompressione a cavi post-tesi, in cui sono contemplate le forze di deviazione prodotte dal tracciato dei cavi. Nel caso in cui i cavi siano stati definiti come aderenti, durante la fase di armatura dei solai si tiene conto del contributo offerto dalla capacità rimanente o in eccesso dell’armatura attiva, sottraendola allo scopo di determinare l’armatura passiva.


CYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici

Inserimento di dati. Menu Solai precompressi (a cavi post-tesi)

Nei paragrafi seguenti si specificano le opzioni a disposizione dell’utente per la definizione dei cavi da precompressione, ubicate nel menu Solai precompressi (a cavi post-tesi) (linguetta Inserimento di travi > Solai precompressi (a cavi post-tesi).

Opzioni

CYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici

Nel riquadro di dialogo Opzioni (linguetta Inserimento di travi > menu Solai precompressi (a cavi post-tesi) > Opzioni) si configurano le opzioni relative al tracciato dei cavi (lunghezza rettilinea iniziale, distanza dai punti di inflessione del tracciato, lunghezza rettilinea della campata centrale, copri ferri superiore e inferiore che il tracciato dei cavi deve rispettare). Alla voce Carichi di tesatura bisogna indicare la percentuale del carico di tesatura in funzione sia della tensione di snervamento che della resistenza caratteristica e la percentuale di perdite.

Viste

CYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici

Nel riquadro di dialogo Viste (linguetta Inserimento di travi > menu Solai precompressi (a cavi post-tesi) > Viste) è possibile selezionare il tipo di tracciato che si desidera visualizzare (longitudinale, trasversale o entrambi).

Inserire linee di flessione di cavi

Le linee di flessione dei cavi sono definite da parte dell’utente. Nella vista in pianta, le intersezioni delle linee di flessione con i tracciati dei cavi rappresentano i punti in cui il cavo si incurva per raggiungere la sua quota massima (si possono definire come telai virtuali sui quali si appoggiano i cavi).

Un ulteriore significato che si potrebbe attribuire alle linee di flessione è la definizione di zone a tracciato rettilineo dei cavi, come possono essere i cavi prossimi a pilastri-parete. In questo caso si dispongono linee di flessione perpendicolari alla nervatura separate tra di loro a una distanza minore o uguale al valore indicato alla voce “Lunghezza minima per generare un tratto curvo” (definito nel riquadro di dialogo delle opzioni relative a solai precompressi a cavi post-tesi – linguetta Inserimento di travi > menu Solai precompressi a cavi post-tesi) > Opzioni), la cui estensione possa coprire la lunghezza della sezione trasversale del pilastro-parete. In tal modo il tracciato del cavo non si incurverà al di sopra della parete.

Cancellare linee di flessione di cavi

Tale opzione si utilizza per cancellare linee di flessione. Una volta attivata, bisogna selezionare mediante il tasto sinistro del mouse le linee di flessione che si desiderano eliminare e, successivamente, cliccare il tasto destro del mouse per convalidare la loro cancellazione.

Inserimento di cavi

Nel riquadro di dialogo che compare quando si seleziona l’opzione Solai precompressi (a cavi post-tesi) (linguetta Inserimento di travi > Solai precompressi (a cavi post-tesi)) sono presenti due opzioni tramite cui è possibile inserire il tracciato dei cavi: Inserire cavi concentrati e Inserire cavi distribuiti. La differenza tra di esse consiste nella modalità di definizione del numero di cavi da disporre; entrambe permettono di definire:

CYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici

Inserire cavi concentrati

CYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici

Nel riquadro di dialogo Inserire cavi concentrati (linguetta Inserimento di travi > Solai precompressi (a cavi post-tesi) > Inserire cavi concentrati), bisogna indicare, oltre a tutti i parametri illustrati nel paragrafo Inserimento di cavi, la distanza tra i cavi ed anche:

Una volta accettato il suddetto riquadro di dialogo, l’utente può disegnare il tracciato dei cavi definiti.

L’utilizzo di questa opzione comporta l’inclusione delle linee di flessione nella direzione dei cavi che si stanno introducendo. A tale scopo, nel riquadro di dialogo Inserimento di cavi concentrati è ubicata l’opzione Generare linee di flessione di cavi (contrariamente al riquadro di dialogo Inserimento di cavi distribuiti che non dispone della suddetta opzione). Nel caso in cui siano state definite in precedenza le linee di flessione di cavi (ad esempio tramite l’opzione Inserire linee di flessione di cavi), è necessario disattivare l’opzione “Generare linee di flessione di cavi” al fine di non raddoppiare il numero di linee di flessione introdotte.

Inserire cavi distribuiti

CYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici

Nella finestra di dialogo Inserire cavi distribuiti (linguetta Inserimento di travi > Solai precompressi (a cavi post-tesi) > Inserire cavi distribuiti) l’utente deve indicare, oltre a tutti parametri definiti al paragrafo Inserimento di cavi, la distanza tra i cavi.

Modificare un cavo

CYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici

Mediante l’opzione Modificare un cavo (linguetta Inserimento di travi > Solai precompressi (a cavi post-tesi) > Modificare un cavo) è possibile selezionare un cavo tra quelli introdotti al fine di modificare il tracciato o il tipo di cavo.

Assegnare cavi

Tramite l’opzione Assegnare cavi (linguetta Inserimento di travi > Solai precompressi (a cavi post-tesi) > Assegnare cavi) è possibile copiare le caratteristiche di un cavo in un altro. Una volta selezionata, è possibile selezionare un cavo (cavo di base) mediante il tasto sinistro del mouse; a questo punto, compare il riquadro di dialogo relativo alla modifica del cavo (dove è possibile modificare le caratteristiche del cavo selezionato) e, dopo aver cliccato su “Accettare”, il programma chiede i dati da copiare (Tipo di cavo, Tracciato e Ordine di tesatura) in un altro o in altri cavi che si selezionano successivamente (tramite una finestra di cattura o uno a uno). Dopo avere eseguito la selezione, è necessario cliccare il tasto sinistro del mouse per convalidare l’assegnazione delle caratteristiche del cavo di base.

Assegnare l’ordine di tesatura

CYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici

L’opzione Ordine di tesatura consente di indicare sia su schermo che nei disegni esecutivi l’ordine da seguire nel processo di tesatura dei cavi.

A tale scopo, si deve selezionare un cavo, attribuendogli un riferimento e una descrizione, che indica l’ordine in cui bisogna realizzare il processo di tesatura. Successivamente, è necessario selezionare (individualmente o tramite una finestra di cattura) tutti i cavi che si sottopongono contemporaneamente al processo di tesatura e, infine, cliccare il tasto destro del mouse al fine di convalidare la selezione.

Modificare un ancoraggio

CYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici

L’opzione Modificare un ancoraggio (linguetta Inserimento di travi > Solai precompressi (a cavi post-tesi) > Modificare un ancoraggio) permette di modificare il tipo di ancoraggio, l’angolo o la profondità dal paramento superiore.

 

Assegnare ancoraggi ai cavi

L’opzione Assegnare ancoraggi ai cavi (linguetta Inserimento di travi > Solai precompressi (a cavi post-tesi) > Assegnare ancoraggi ai cavi) consente di copiare le caratteristiche di un ancoraggio su altre di altri ancoraggi. Una volta selezionata, mediante il tasto sinistro del mouse è possibile selezionare un ancoraggio (ancoraggio di base). A questo punto, si apre il riquadro di dialogo relativo alla modifica dell’ancoraggio (dove è possibile modificare le caratteristiche dell’ancoraggio selezionato); dopo aver cliccato su “Accettare”, il programma chiede i dati da copiare (Tipo di ancoraggio, Angolo con il paramento superiore e Distanza dal paramento superiore) in un altro o in altri ancoraggi che si selezionano successivamente (tramite una finestra di cattura o uno a uno). Infine, è necessario cliccare il tasto sinistro del mouse per convalidare l’assegnazione delle caratteristiche dell’ancoraggio di base.

CYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici

Vista 3D

L’opzione Vista 3D (linguetta Inserimento di travi > Solai precompressi (a cavi post-tesi) > Vista 3D) consente di visualizzare una vista 3D del piano in cui si sta lavorando, compreso il tracciato dei cavi.

 

Rappresentazione in pianta dei carichi di deviazione dei cavi da precompressione

CYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici

A causa del tracciato parabolico del cavo si producono spinte verso l’interno della sua curvatura. Il programma genera automaticamente tali spinte in tutti i cavi il cui tracciato non presenta errori (i cavi in cui si rilevano errori si contrassegnano mediante un cerchio rosso).

Per visualizzare su schermo i carichi di deviazione dei cavi, è stata implementata l’opzione “Visualizzare carichi dei cavi post-tesi” nel riquadro di dialogo in cui si configura la visibilità dei carichi del progetto (menu Carichi > Viste). Essa non è attivata di default, dato che il numero elevato di carichi che si potrebbero rappresentare in un solai precompresso a cavi post-tesi renderebbe difficile l’identificazione di altri elementi e, inoltre, rallenterebbe la rappresentazione grafica del piano.

Relazioni di solai precompressi a cavi post-tesi

Il programma fornisce in output relazioni contenenti le caratteristiche del solaio precompresso inserito dall’utente e i dati calcolati per ciascun gruppo di piani in cui sono stati inseriti cavi da precompressione (menu File > Stampare > Elenchi del progetto):

CYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edificiCYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edificiCYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edificiCYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edificiCYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici

Disegni esecutivi di solai precompressi a cavi post-tesi

Nel programma è stato implementato il tipo di disegni esecutivi Solai precompressi (a cavi post-tesi) (menu File > Stampare > Disegni esecutivi del progetto), che consente di ottenere due disegni esecutivi di ciascun gruppo di piani con cavi post-tesi, uno per i cavi longitudinali e l’altro per i cavi trasversali. In essi si rappresenta in pianta il tracciato dei cavi e si indica, ad ogni metro, la distanza del cavo dalla base del solaio in quel punto.

CYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edificiCYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici

Esportazione in formato IFC dei cavi di solai precompressi

È possibile esportare da CYPECAD in formato IFC (Industry Foundation Classes) i cavi dei solai precompressi (menu File > Esportare > IFC).

CYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edificiCYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edificiCYPECAD. Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici

Caratteristica del calcolo di solai precompressi a cavi post-tesi realizzato in CYPECAD

Mediante tale modulo, relativo ai solai precompressi a cavi post-tesi per edifici, si affronta sia il tema della tecnologia a cavi aderenti che quella a cavi non aderenti, nel rispetto delle specifiche comuni utilizzate nella progettazione di edifici. Per quanto concerne luci e carichi per destinazioni d’uso normali quali abitazioni, uffici e locali commerciali, la tecnica della precompressione rappresenta il campo naturale di applicazione del modulo in questione.

Nel caso di cavi non aderenti, l’azione della precompressione a cavi post-tesi si tiene in considerazione direttamente attraverso le azioni agli estremi del cavo e le forze di deviazione; per tale motivo il programma la considera direttamente nel dimensionamento dell’armatura passiva. Per cavi aderenti, inoltre, si tiene conto del contributo offerto dalla capacità rimanente o di quella in eccesso dell’armatura attiva, sottraendola al fine di determinare l’armatura passiva.

In un primo momento, si è soliti rimanere a favore di sicurezza trascurando le compressioni, dato che il loro effetto, normalmente, è favorevole. In genere, non si considera nemmeno l’effetto degli accorciamenti del solaio nel suo piano a causa dei carichi apportati dai cavi, la cui influenza è ridotta e può addirittura risultare favorevole per il dimensionamento dei pilastri, sempre quando la loro rigidezza e distribuzione agevolino tale effetto.

È a discrezione dell’utente il considerare o meno, in aggiunta, gli effetti esercitati dalle compressioni sul dimensionamento, dagli accorciamenti e dalle azioni interne indotte nel resto degli elementi strutturali, non considerati in CYPECAD a causa delle luci, dei carichi, della distribuzione di pilastri, delle loro rigidezze e delle peculiarità del progetto.

I dati generali richiesti consentono di affrontare in modo generico le tecnologie presenti sul mercato, dato che l’utente deve fornire i dati relativi al limite di rottura e alla tensione di snervamento dell’acciaio attivo e le sue perdite al fine di stimare il carico applicato ai cavi, oltre a dover proporre il tracciato in prospetto degli stessi al fine di poter determinare le forze di deviazione applicate sul solaio nell’ipotesi di precompressione a cavi post-tesi.

I solai precompressi a cavi post-tesi apportano vantaggi quali la riduzione della fessurazione, l’aumento della resistenza a flessione, a taglio e a punzonamento, la riduzione di altezze e frecce e, pertanto, di emissioni di CO2. Come inconvenienti, bisogna considerare il necessario controllo dei copri ferri e di possibili intersezioni non previste, le deformazioni differite, gli accorciamenti nel loro piano e il ritiro provocato dai pilastri, che dipende dalla loro rigidezza e distribuzione e dall’ordine del processo costruttivo.

Abitualmente, è conveniente che le compressioni medie in solai precompressi a cavi post-tesi siano comprese in un range di valori che si estende da 0,8 MPa a 3,5 MPa, al fine di controllare la fessurazione e di limitare gli accorciamenti.

Il codice ACI stabilisce compressioni medie minime in solai precompressi a cavi post-tesi pari a 0,9 MPa e una spaziatura massima dei cavi pari a un metro e mezzo o otto volte lo spessore del solaio, in almeno una direzione. Ciò, oltre a controllare la fessurazione, previene rotture per punzonamento.

Si consiglia di seguire le raccomandazioni di progetto fornite da ciascuna norma e di tenere in considerazione le limitazioni relative alla compressione e alla trazione delle fibre estreme delle sezioni da esse stabilite, dato che, conformemente a quanto indicato in precedenza, il presente modulo non esegue tale verifica.

Licenze necessarie

Affinché CYPECAD possa eseguire i calcoli relativi a solai precompressi a cavi post-tesi descritti in questa pagina, è necessario che la licenza d’uso in possesso dell’utente disponga del modulo Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici.

Altri moduli di CYPECAD

Moduli di CYPECAD:

Moduli comuni a CYPE 3D e CYPECAD:

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