Azioni di contatto tra acciaio e muratura 

Spunti per la modellazione

Prendendo spunto dalla corrispondenza di strutturisti.it, si riportano alcune considerazioni sugli stati tensionali e deformativi indotti da una piastra su una muratura.

a) Osservazione dei fenomeni fisici ed interpretazione analitica

Il fenomeno delle tensioni indotte da una piastra sulla muratura ha molti aspetti comportamentali in comune con la prova di carico assiale su un provino in materiale lapideo.

La piastra con cui si esegue la prova, che si può considerare infinitamente rigida, è dotata di attrito all'interfaccia con il provino. Per tale ragione le fessure che si formano sul provino non sono verticali (lesioni da stato tensionale monoassiale), ma presentano un andamento caratteristico "a clessidra".

E' sufficiente interporre un materiale che riduce l'attrito all'interfaccia tra il provino e la piastra per ottenere isostatiche di compressione rettilinee e parallele all'azione di schiacciamento.

Se x è la direzione lungo cui  agisce il carico nelle direzioni y e z si avrà una deformazione di espandimento, secondo il modulo di Poisson.

b) Definizione di un volume significativo

Occorre individuare la porzione di muratura sotto della piastra,  all'interno della quale si ha un'apprezzabile variazione dello stato tensionale (deformativo).

Ci si potrebbe riferire, ad esempio, alla trattazione di Bousinesque sul semispazio elastico.

Noto il volume significativo si conoscono anche le dimensioni della muratura da modellare.

c) Omogeneizzazione della muratura

A questo punto è opportuno individuare dei modelli per la omogeneizzazione della muratura. Il materiale in questione è disomogeneo, anisotropo e discontinuo, per tale ragione bisogna ricorrere a modelli, che la bibliografia propone numerosi, che ci consentano di passare a un materiale omogeneo "equivalente" di più immediata implementazione nell'elaboratore.

d) Stima della rigidezza della piastra

Conviene studiare le azioni trasferite dalla piastra alla muratura separatamente prendendo dapprima in considerazione le tensioni normali.

La tensione trasferita alla piastra sulla muratura non sarà uguale in ogni punto della superficie di contatto.

Le deformazioni trasversali si ottengono mediante il coefficiente di Poisson ricavato da numerosi dati sperimentali.

e) attrito acciaio-muratura: effetto di confinamento

L'attrito tra l'acciaio e la muratura, causa dell'inclinazione delle isostatiche di compressione, come visto al punto a, innesca delle azioni di confinamento che devono essere stimate, in qualche modo, per poterle inserire nel modello di calcolo.

Uno schema rudimentale, ma didatticamente valido è il seguente:

in cui la forza di trazione dei pendolini inclinati è proporzionale alla forza di attrito tra acciaio e muratura.

Il diagrammi 1 e 2, tracciati in via qualitativa, si riferiscono alle tensioni che si innescano a causa dell'espandimento impedito all'interfaccia piastra-muratura (1: materiali ideali - 2: materiali reali).

Quanto su indicato sono degli spunti di riflessione. Chiunque desideri intervenire nel dibattito scriva alla casella

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