Coefficiente di omogeneizzazione

Per coefficiente di omogeneizzazione s'intende il valore numerico che contraddistingue il rapporto tra moduli elastici dei materiali che compongono il calcestruzzo armato: conglomerato cementizio ed acciaio.

In presenza di sforzi assiali e/o flessionali si fanno le seguenti ipotesi:

• conservazione piana della sezione trasversale dell'elemento strutturale;
• perfetta aderenza tra conglomerato e acciaio;
• contrazione uniforme delle fibre di conglomerato e barre d'acciaio;
• comportamento elastico lineare dei materiali (Legge di Hooke).

Quindi si avrà la condizione di congruenza $\varepsilon _{c}=\varepsilon _{s}$, da cui si ottiene che:

${\frac {\sigma _{c}}{E_{c}}}={\frac {\sigma _{s}}{E_{s}}}\Rightarrow \sigma _{s}={\frac {E_{s}}{E_{c}}}\sigma _{c}=n\sigma _{c}$

da cui deriva che $n={\frac {E_{s}}{E_{c}}}$ detto appunto coefficiente di omogeneizzazione.

Il valore di n è valutabile come segue: ${\begin{matrix}E_{s}=210.000{\frac {N}{mm^{2}}}\\E_{c}=5.700{\sqrt {R_{ck}}}{\frac {N}{mm^{2}}}\end{matrix}}\Rightarrow 5\leq n={\frac {E_{s}}{E_{c}}}\leq 10$.

Questo sarebbe il valore da adottare nell'ipotesi di calcestruzzo armato a comportamento perfettamente elastico lineare.

In realtà il calcestruzzo non ha un comportamento elastico lineare (non linearità meccanica del calcestruzzo) ed è soggetto a fenomeni viscosi (fluage e ritiro).
Al fine di poter studiare il calcestruzzo armato come un materiale perfetto le norme tecniche per le costruzioni, per il metodo alle tensioni ammissibili, tengono conto dell'effetto concomitante di fluage e di ritiro nel modulo n fissandolo pari a 15.
Tale valore, come è stato evidenziato da numerose analisi tecnico - sperimentali, risulta il più adeguato ad esprimere il reale comportamento delle sezioni in cemento armato.

Voci correlate

• Cemento armato
• Calcolo strutturale