Comportamento a taglio del singolo getto

Jul 24, 2023

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 13308 (2022) Citare questo articolo

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Un'ancora portante del ponte trasmette vari carichi di una sovrastruttura a una sottostruttura. La maggior parte degli ancoraggi sono generalmente progettati senza considerare caratteristiche come il piedistallo in cemento, il letto di malta e l'incavo dell'ancora. Questo studio ha studiato il comportamento a taglio degli ancoraggi in base alla distanza dal bordo, alla profondità di ancoraggio, alla resistenza alla compressione del calcestruzzo e all'altezza del piedistallo in calcestruzzo al fine di simulare le caratteristiche pratiche degli ancoraggi portanti del ponte. L'effettiva capacità di taglio dell'ancorante differisce dalle resistenze a taglio calcolate dalla norma ACI 318 e EN 1992-4; in particolare, in questi codici l'importanza della profondità di ancoraggio è sottovalutata. Un aumento dell'altezza del piedistallo di cemento ha un effetto negativo sulla capacità di taglio a causa della concentrazione delle sollecitazioni. La malta si frattura prima che si verifichino danni locali nel calcestruzzo, determinando un momento secondario. Di conseguenza, si osserva l'effetto del braccio di livello. Analizzando lo spostamento della malta e del calcestruzzo, viene proposta un'equazione in grado di prevedere il grado di fessurazione relativo del calcestruzzo. Nelle staffe vicine all'ancoraggio si verifica una deformazione elevata e il comportamento della deformazione è più influenzato dalla profondità di ancoraggio che dalla distanza dal bordo. Il confronto dei carichi di rottura ottenuti e valutati analiticamente mediante calcoli secondo EN 1992-4, modello Schmid e modello Sharma è stato condotto per considerare l'effetto dell'armatura supplementare. Infine, l'equazione di progetto della resistenza alla rottura del calcestruzzo viene modificata per prevedere la resistenza a taglio più precisa di un ancoraggio portante del ponte.

Gli ancoraggi generali sottoposti a carichi di trazione e taglio, che si riflettono eventualmente nella normativa di progettazione, sono stati ampiamente studiati1,2,3. Sulla base dei database sviluppati da studi precedenti, gli ancoraggi sono stati introdotti nell'ACI 349 (Appendice B)4. Tuttavia, l'ACI 349 presenta un'equazione che correla direttamente il comportamento a rottura di un sistema di ancoraggio con il suo comportamento elastico e plastico. Ciò si traduce in una sovrastima del comportamento a frattura del sistema di ancoraggio piuttosto che del comportamento reale. Fuchs et al. ha proposto un metodo di progettazione della capacità del calcestruzzo (CCD) considerando le proprietà di frattura del calcestruzzo5. La formula teorica dipendente dalla meccanica della frattura elastica lineare è stata riportata sulla base dei risultati sperimentali. Il metodo CCD fornisce un background teorico per le attuali norme ACI 318 e EN 1992-4, che contengono standard di progettazione relativi agli ancoraggi concreti.

Il comportamento degli ancoraggi ad alta resistenza con grandi diametri è stato ampiamente studiato per garantire ulteriormente la stabilità per la loro applicazione principalmente in centrali nucleari6,7. Inoltre sono stati condotti vari studi sugli ancoraggi post-installati utilizzati per la ricostruzione e il ripristino, nonché sugli ancoraggi gettati in opera installati prima dell'indurimento del calcestruzzo8,9. Anche il comportamento a taglio di gruppi di ancoraggio aventi diverse configurazioni è stato studiato approfonditamente considerando vari studi sperimentali10,11,12,13,14. Recentemente, sono stati condotti molti studi sugli ancoraggi utilizzando barre di rinforzo in polimeri fibrorinforzati (FRP) con lo sviluppo della tecnologia FRP15. Inoltre, sono in corso anche vari studi, ad esempio sul comportamento dei sistemi di ancoraggio in calcestruzzo fibrorinforzato con acciaio (SFRC) per migliorare la resistenza alla trazione del calcestruzzo e prevedere la resistenza degli ancoraggi attraverso il funzionamento della macchina16,17,18. Il comportamento a taglio e trazione di gruppi singoli e di ancoraggio in SFRC viene valutato fornendo adeguate raccomandazioni di progettazione19.

Un'ancora portante per ponte è un sistema importante per trasferire vari carichi, come i carichi dei veicoli e del vento, da una sovrastruttura a una sottostruttura. L'appoggio deve essere completamente collegato in modo che la sollecitazione di trazione, di taglio e di flessione possa essere trasferita al calcestruzzo della sottostruttura attraverso il sistema di ancoraggio dell'appoggio del ponte20. L'ancoraggio del supporto del ponte presenta caratteristiche quali un piedistallo di cemento installato sulla sottostruttura, un letto di malta sul piedistallo di cemento e una sede di ancoraggio incorporata nel calcestruzzo, come mostrato nella Fig. 121. Il letto di malta livella qualsiasi pendenza della superficie della spalla. Protegge inoltre la sezione dei bulloni di fissaggio tra il calcestruzzo e la parte inferiore della piastra di base22. Il piedistallo in cemento è una piccola parte rispetto alla spalla; tuttavia, svolge un ruolo importante come elemento strutturale, che trasmette in modo sicuro i carichi attraverso la capacità portante del calcestruzzo. Sebbene siano stati condotti molti studi sul piedistallo in cemento, i cedimenti localizzati nel piedistallo del ponte devono ancora essere chiaramente affrontati23. Negli ancoraggi portanti da ponte vengono utilizzate principalmente bussole tonde in acciaio fuso senza spirale. Una presa di ancoraggio ha le caratteristiche di un componente facile da sostituire dopo che i bulloni di ancoraggio sono stati danneggiati. La maggior parte degli studi precedenti si sono concentrati sugli ancoraggi, che sono direttamente annegati nel calcestruzzo senza prese di ancoraggio; tuttavia, il comportamento a taglio degli ancoraggi che utilizzano capicorda non è stato ancora valutato.