Il tondino per cemento armato

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Il tondino per cemento armato è una barra in acciaio al carbonio utilizzata per il confezionamento dell'armatura.Rotoli di tondino per calcestruzzo
I tondini presentano una sezione circolare con una superficie esterna caratterizzata da particolari nervature dette "zigrinature”, la cui funzione migliora l'aderenza della barra stessa all'interno della struttura in calcestruzzo.

Le barre così realizzate vengono dette ad aderenza migliorata o nervate e sono comunemente conosciute con il nome di tondino zigrinato.
Ogni ferriera adotta un disegno distintivo proprietario nella zigrinatura.
Fino a qualche decennio fa la normativa prevedeva l'utilizzo anche di barre lisce e lo scorrimento interno al calcestruzzo era scongiurato con la realizzazione, alle estremità delle barre stesse, di piegature ad uncino che costituivano veri e propri ancoraggi interni.

L'armatura tipica di un elemento strutturale (come travi e pilastri) è caratterizzata da due serie di barre d'armatura:

  • barre longitudinali (dette correnti): disposte parallelamente all'asse dell'elemento, sia in zona tesa che in quella compressa con il compito principale di collaborare con il calcestruzzo nell'assorbire sforzi di flessione o pressoflessione.
    In zona tesa, vista la scarsa resistenza a trazione del calcestruzzo il ferro ha il compito di assorbire integralmente lo sforzo di trazione, mentre i ferri compressi hanno il compito principale di conferire maggiore duttilità alla membratura. Nella travi i ferri in zona compressa vengono utilizzati anche come reggi staffe.
  • barre trasversali (dette staffe): di diametro inferiore rispetto alle correnti, disposte trasversalmente rispetto all'asse della membratura, assumono una triplice funzione: consentono il mantenimento in posizione delle barre longitudinali prima e durante il getto del calcestruzzo, si fanno carico degli sforzi di taglio ai quali l'elemento è soggetto e riducono la lunghezza di libera inflessione delle barre longitudinali compresse, evitando la loro instabilità per carichi di punta.

Il decreto ministeriale 9 gennaio 1996 prevedeva i seguenti tipi di acciaio, classificati in base al processo di produzione.

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Acciai in barre tonde lisce - acciai trafilati a freddo

Fasci di tondino da Dragonetti

  • Fe B 22 k (acciaio dolce): caratterizzato da una tensione di rottura non inferiore a 335 N/mm2; da una tensione di snervamento non inferiore a 215 N/mm2 e da un allungamento di rottura (A5) non inferiore al 24%;
  • Fe B 32 k (acciaio dolce): caratterizzato da una tensione di rottura non inferiore a 490 N/mm2; da una tensione di snervamento non inferiore a 315 N/mm2 e da un allungamento di rottura (A5) non inferiore al 23%;
  • acciai in barre ad aderenza migliorata (acciaio nervato) - acciai laminati a caldo
    Fe B 38 k (acciaio duro): caratterizzato da una tensione di rottura non inferiore a 450 N/mm2; da una tensione di snervamento non inferiore a 375 N/mm2 e da un allungamento di rottura (A5) non inferiore al 14%;
  • Fe B 44 k (acciaio duro): caratterizzato da una tensione di rottura non inferiore a 540 N/mm2; da una tensione di snervamento non inferiore a 430 N/mm2 e da un allungamento di rottura (A5) non inferiore al 12%;

Con l'entrata in vigore del decreto ministeriale 14 settembre 2005, la normativa ha introdotto l'utilizzo delle sole seguenti tipologie di acciaio nervato classificato in base alla loro resistenza e alla loro duttilità:

  • B 450 C (acciaio laminato a caldo): caratterizzato da una tensione di rottura non inferiore a 540 N/mm2; da una tensione di snervamento non inferiore a 450 N/mm2 e da un allungamento totale a carico massimo (Agt) non inferiore al 7%;
  • B 450 A (acciaio trafilato a freddo): caratterizzato da una tensione di rottura non inferiore a 540 N/mm2; da una tensione di snervamento non inferiore a 450 N/mm2 e da un allungamento totale a carico massimo (Agt) non inferiore al 3% (minore duttilità rispetto al precedente).


Al fine di garantire un comportamento duttile delle strutture in calcestruzzo armato durante gli eventi sismici, il decreto ministeriale introduce dei limiti a 2 parametri che misura della duttilità dell'acciaio:
il rapporto di incrudimento, ottenuto da rapporto tra la tensione massima e quella di snervamento dell'acciaio, deve risultare ( ft/fy )medio = 1,13.

Il rapporto di incrudimento è uno dei parametri fondamentali per definire la duttilità. Il valore di 1,13 è conseguente ad un insieme di prove sperimentali effettuate su manufatti in c.a. che hanno permesso di determinare una soglia limite, per cui solo al disopra di quel valore si hanno strutture in cemento armato duttili.

Il rapporto tra il valore effettivo di snervamento e quello teorico (fy/fynom )= 1,3 .
È noto che negli acciai tanto più lo snervamento è basso, tanto più la duttilità è elevata. Pertanto tale verifica consente di controllare che l'acciaio effettivamente utilizzato in cantiere non presenti una tensione di snervamento molto superiore da quella di progetto; utilizzando armature aventi caratteristiche rispondenti a quelle progettate, si garantisce infatti che il collasso della struttura avvenga nelle sezioni ipotizzate.

Il decreto ministeriale 14 settembre 2005 prevedeva inoltre i seguenti prodotti siderurgici da cemento armato ordinario (tondini in acciaio non legato, zincato e inox):

  • barre;
  • rotoli;
  • reti e tralicci elettrosaldati.

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Differenza tra l'allungamento A5 e Allungamento Agt

Fasci di tondini da Dragonetti

Fino al DM del 9 gennaio 1996 la normativa valutava l'allungamento dell'acciaio con riferimento allungamento percentuale specifico a rottura A5.
Tale valore rappresenta l'allungamento permanente residuo dopo la rottura del provino di acciaio.
Fino al raggiungimento del carico massimo (ft) la deformazione è provino è uniforme lungo tutto il provino.
Raggiunto il carico massimo la deformazione aumenta notevolmente in una zona limitata dando luogo ad un restringimento della sezione evidente anche a occhio nudo, detta zona di strizione.
L'allungamento A5 pertanto tiene conto della strizione che avviene dopo il carico massimo ed è riferito ad una lunghezza convenzionale di riferimento L0, che per i provini di sezione circolare, di diametro d, è pari a 5d.
Sul provino, prima della prova di trazione vengono segnate 2 tacche a distanza 5d; successivamente si porta a rottura il tondino di ferro, si riaccostando i lembi della provetta e si misura la nuova lunghezza Lu tra le tacche riferimento: A5 =100*(Lu -L0)/L0

con il DM 14 settembre 2005, in sostituzione di A5, viene introdotto l'allungamento percentuale totale a carico massimo definito Agt.
Tale valore rappresentala massima deformazione del provino prima che si manifestino i fenomeni di strizione e di rottura dell'acciaio.
Sul provino vengono segnate due tacche a distanza LO = 100 mm.
Durante la prova di trazione, raggiunto il carico massimo (ft) si determina la nuova distanza Lu tra le tacche dopo lo scarico del provino:
Agt = 100*(Lu-LO)/LO +ft/E
dove:

  • (Lu-LO)/LO =Ag rappresenta l'allungamento permanete residuo del provino a carico massimo
  • ft/E è invece l'allungamento elastico

Pertanto A5 > Agt

La normativa del 2005 definisce tre classi di acciaio, tipo A (normale duttilità), tipo B (alta duttilità) ed il tipo C (più alta duttilità).
Le NTC 2008 prevedono inoltre i seguenti prodotti siderurgici da cemento armato ordinario che devono rispettare le caratteristiche dimensionali: di seguito riportate:

  • barre: in acciaio tipo B 450 C (6 mm = Ø = 40 mm) se prodotte e fornite come tali;
    in acciaio tipo B 450 A (5 mm = Ø = 10 mm) e tipo B 450 C (6 mm = Ø = 16 mm) se ottenute dal raddrizzamento di filo prodotto in rotolo;
  • rotoli: in acciaio tipo B 450 C (6 mm = Ø = 16 mm) e tipo B 450 A (5 mm = Ø = 10 mm);
    reti e tralicci elettrosaldati: in acciaio tipo B 450 C (6 mm = Ø = 16 mm) e tipo B 450 A (5 mm = Ø = 10 mm). Per le reti il lato della maglia deve essere = 330 mm. Per i tralicci i ferri indicati sono da utilizzare come barre longitudinali mentre per le staffe deve essere Ø = 5 mm in acciaio tipo B 450 A o C. Tali prodotti vengono fornite in pacchi.
    L'acciaio B450C è più duttile del B450A e presenta un allungamento a rottura maggiore.