Acciaio

L’acciaio (lega composta principalmente da ferro e carbonio) utilizzato nelle costruzioni è definito dolce, per via una bassa percentuale di carbonio che consente grandi deformazioni prima di arrivare a rottura (duttilità): in genere è impiegato l’acciaio B 450 C (laminato a caldo), le cui elevate caratteristiche di duttilità, soddisfano ampiamente i requisiti di antisismicità, apportando elevati valori di sicurezza alla costruzione.

Questo è costituito principalmente da barre tonde (detti tondini), della lunghezza standard di 12 m, denominati comunemente tondini, il cui diametro può variare dai 6 ai 16 mm.

Il tondino, le cui nervature trasversali disposte uniformemente lungo l’intera barra garantiscono una migliore aderenza al conglomerato cementizio, costituisce l’anima delle strutture in calcestruzzo armato e come tale deve possedere le seguenti proprietà meccaniche:

  • tensione caratteristica di rottura:

                                                               ftk 540 N/mm2;                             

  • tensione caratteristica di snervamento:

fyk ≥ 450 N/mm2;

  • allungamento totale a carico massimo:

≥ 7-8 % ;

Nel caso dell’acciaio il modulo elastico è in funzione della resistenza a trazione,  seguirà, come la maggior parte dei materiali metallici, la legge di elasticità di Hooke.

  • modulo elastico (Young):

Es  = σs/εs  = 210000 N /mm2 = 210 kN/mm2           

(σ = F/A , forza su superficie;  ε = l/L , variazione di lunghezza su lunghezza iniziale)

Il diagramma di calcolo tensione(σ) – deformazione(ε) dell’acciaio duttile, ottenuto da prove di trazione su spezzoni di barre, è caratterizzato da un primo tratto rettilineo in cui l’andamento del materiale è elastico lineare, rispettando la  legge di Hooke:

σ = Eε.

Questo comportamento vale fino al raggiungimento della tensione di snervamento fy, oltre il quale il provino denuncia uno stato di instabilità interna: si ha una fase plastica, caratterizzata da grandi deformazioni a tensioni costanti e diagramma orizzontale (arancione); la lunghezza di tale fase è funzione della duttilità dell’acciaio.

Alla fine della fase di snervamento, il provino si stabilizza e segue una nuova crescita delle tensioni fino a raggiungere, con notevole aumento dello stato di deformazione, la tensione massima (o di rottura) ft : in questa fase il materiale si incrudisce.

Quindi il provino ha una strizione con decremento della tensione fino alla rottura fisica del provino.

La resistenza di calcolo dell’acciaio fyd è riferita alla tensione di snervamento di progetto ed è, come per il FeB 44k, ottenibile dalla tensione caratteristica di snervamento fyk diviso un coefficiente parziale di sicurezza di sicurezza γS = 1,15 (s = steel, acciaio):

fyd   =   fyk / γS ;

L’acciaio per cemento armato è prodotto in stabilimento sotto forma di barre o rotoli, reti o tralicci, per utilizzo diretto o come elementi di base per successive trasformazioni.

I fasci di tondini “grezzi” , dopo aver accertato che la fornitura provenga da ferriere qualificate dal Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici,  saranno trasportati alla zona di lavorazione ferri per essere dimensionati e sagomati come da progetto, attraverso l’utilizzo di appositi macchinari, adatti a tagliare e piegare le barre.

Anche per la posa dell’armatura ci si è attenuti alle prescrizioni e contenute nella legge n. 1086/71 (sulla messa in opera del c.a.) nonché alle norme tecniche (N.T.C. 2018).

Sulle barre di acciaio B 450 C sono previste delle prove che possano attestarne l’effettiva qualità: per questo sono stati prelevati alcuni spezzoni di ogni diametro e facenti parte di ogni elemento strutturale dal sito di cantiere per sottoporli a riscaldamento a 100°C  e successivo raffreddamento, al piegamento a 90° ed al raddrizzamento per almeno 20°, oltre alla verifica di  eventuali cricche e la misura dell’allungamento a carico massimo sino alla strizione e quindi alla rottura.

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