Lunghezza di ancoraggio e sovrapposizioni delle barre

Lunghezza di ancoraggio e lunghezza di sovrapposizione delle barre d’armatura per sezioni in cemento armato – secondo le NTC2018.

Definizioni

Lunghezza di ancoraggio: tratto terminale di una barra tesa, misurato oltre la sezione nella quale la barra viene ritenuta efficace nella valutazione della resistenza della sezione stessa.

La lunghezza di ancoraggio deve essere tale da consentire, per aderenza, il trasferimento al calcestruzzo della forza resistente F (presente nella barra) in corrisondenza della tensione f_yd.

Calcolo

Note

1 \ \frac{N}{mm^2} \ \equiv \ 1 \ MPa

Le armature longitudinali (sia superiori che inferiori) di regola dovrebbero essere continue nei nodi senza ancorarsi o giuntarsi per sovrapposizione in essi.

La parte dell’armatura longitudinale che si ancora oltre il nodo non può terminare all’interno di una zona critica, ma deve ancorarsi oltre di essa.

Se ciò non è possibile, sono da rispettare le prescrizioni:

1. Le barre vanno ancorate oltre la faccia opposta a quella di intersezione con il nodo, oppure rivoltate verticalmente in corrispondenza di tale faccia, a contenimento del nodo;
2. La lunghezza di ancoraggio delle armature tese va calcolata in modo da sviluppare una tensione nelle barre pari a 1.25*f_yk (incremento del 25% la lunghezza di aderenza, es. 1.25*450 = 562.5 mm), e misurata a partire da una distanza pari a 6 diametri dalla faccia del pilastro dove arriva l’armatura.
3. La parte dell’armatura longitudinale che si ancora nel nodo, deve essere collocata all’interno delle staffe del pilastro e, per prevenire lo sfilamento di queste armature, il diametro delle barre non inclinate deve essere <= alfa_bL volte l’altezza della sezione del pilastro (formulazione di Tassios, di natura sperimentale). Semplificando: se ancoro dentro al nodo deve essere una barra piccola.

Le armature longitudinali devono essere interrotte (ovvero sovrapposte) preferibilmente nelle zone compresse o di minore sollecitazione.

Formule utilizzate

Per classi ≤ C50/60:

f_{ctm}=0.3 \ f_{ck}^{2/3}

Per classi > C50/60:

f_{ctm}=2.12 \ ln \bigg(1+\frac{f_{cm}}{10} \bigg)

Per l’acciaio

f_{yd}=\frac{f_{yk}}{\gamma_s}

Normativa

Come indicato nalle NTC 2018 al Capitolo 4 – Costruzioni civili e industriali, sezione Costruzioni di calcestruzzo e qui riportato.

4.1.2.1.1.4 Tensione tangenziale di aderenza acciaio-calcestruzzo

La resistenza tangenziale di aderenza di progetto f_bd vale:

f_{bd}=\frac{f_{bk}}{\gamma_c}

dove:

• γ_c=1.5 è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al calcestruzzo;
• f_bk è la resistenza tangenziale caratteristica di aderenza data da:

f_{bk}=2.25 \ \eta_1 \ \eta_2 \ f_{ctk}

in cui η₁:

• η₁ = 1,0 in condizioni di buona aderenza: zone di cls compresso – barre non addensate (a ≥ 2 φ e c ≥ φ);
• η₁ = 0,7 in condizioni di non buona aderenza, quali nei casi di armature molto addensate, ancoraggi in zona tesa, ancoraggi in zone superiori di getto, in elementi strutturali realizzati con casseforme scorrevoli, a meno che non si adottino idonei provvedimenti;

ed η₂:

• η₂ = 1,0 per barre di diametro φ ≤ 32 mm
• η₂ = (132 – φ)/100 per barre di diametro superiore

La lunghezza di ancoraggio di progetto e la lunghezza di sovrapposizione sono influenzate dalla forma delle barre, dal copriferro, dall’effetto di confinamento dell’armatura trasversale, dalla presenza di barre trasversali saldate, dalla pressione trasversale lungo la lunghezza di ancoraggio e dalla percentuale di armatura sovrapposta rispetto all’armatura totale. Per le regole di dettaglio da adottare si potrà fare utile riferimento alla sezione 8 di UNI EN 1992-1-1:2015.

4.1.2.3.10 Verifica dell’ancoraggio delle barre di acciaio con il calcestruzzo

L’ancoraggio delle barre, sia tese che compresse, deve essere oggetto di specifica verifica.

La verifica di ancoraggio deve tenere conto, qualora necessario, dell’effetto d’insieme delle barre e della presenza di eventuali armature trasversali.

L’ancoraggio delle barre può essere utilmente migliorato mediante uncini terminali. Se presenti, gli uncini dovranno avere raggio interno adeguato, tale da evitare danni all’armatura e, ai fini dell’aderenza, essi possono essere computati nella effettiva misura del loro sviluppo in asse alla barra. In assenza degli uncini la lunghezza di ancoraggio deve essere in ogni caso non minore di 20 diametri, con un minimo di 150 mm.

l_d^* \ge max ( 20 \ \phi \ ; \ 150 \ mm)

4.1.6.1.4 Ancoraggio delle barre e loro giunzione

Le armature longitudinali devono essere interrotte oppure sovrapposte preferibilmente nelle zone compresse o di minore sollecitazione.

La continuità fra le barre può effettuarsi mediante:

• sovrapposizione, calcolata in modo da assicurare l’ancoraggio di ciascuna barra. In ogni caso la lunghezza di sovrapposizione nel tratto rettilineo deve essere non minore di quanto prescritto al § 4.1.2.3.10. La distanza mutua (interferro) nella sovrapposizione non deve superare 4 volte il diametro;
• saldatura, eseguita in conformità alla norma UNI EN ISO 17660-1:2007. Devono essere accertate la saldabilità degli acciai che vengono impiegati, nonché la compatibilità fra metallo e metallo di apporto nelle posizioni o condizioni operative previste nel progetto esecutivo;
• giunzioni meccaniche per barre di armatura. Tali giunzioni sono qualificate secondo quanto indicato al § 11.3.2.9.

l_s= 1.5 \ l_d

Per barre di diametro φ >32 mm occorrerà adottare particolari cautele negli ancoraggi e nelle sovrapposizioni.

Nell’assemblaggio o unione di due barre o elementi di armatura di acciaio per calcestruzzo armato possono essere usate giunzioni meccaniche mediante manicotti che garantiscano la continuità. Le giunzioni meccaniche possono essere progettate con riferimento a normative o documenti di comprovata validità.