Quanta armatura serve a una soletta o a un muro: barre, sovrapposizioni, copriferro

Il passo è tutta la quantità

Dimezza il passo e raddoppi l'acciaio, con buona approssimazione. Sulla soletta di 8 × 6 m, Ø 12 a 300 mm danno 47 barre e 281,7 kg; a 200 mm, 70 barre e 419,9 kg; a 150 mm, 93 barre e 558,2 kg. Il rapporto di armatura segue esattamente: 0,498 %, 0,743 %, 0,988 %. Nient'altro muove il tonnellaggio così in fretta — il diametro è una funzione a gradini grandi, e il copriferro non la sposta quasi.

La formula del conteggio merita di essere saputa a memoria, perché spiega lo scarto di un'unità su cui tutti discutono in cantiere. Barre = parte intera di (luce − 2 × copriferro) / passo, più una. Il «più una» è l'ultima barra; la parte intera è ciò che accade quando la luce non torna esatta e l'ultimo intervallo risulta minore del passo nominale. Una larghezza di 6 m a 200 mm con 50 mm di copriferro dà parte intera di 5 900 / 200, più una, cioè 30 barre — e non 31.

Un limite strutturale del calcolatore che cambia la risposta di un fattore due: conta UNA sola maglia. Non c'è un campo per armatura superiore e inferiore. Un solaio, una platea, un muro armato su entrambe le facce ne portano due, e il modo onesto di usare lo strumento è lanciarlo una volta e raddoppiare tutto, oppure lanciarlo due volte se i passi differiscono. Il rapporto dello 0,743 % dato per la soletta di 8 × 6 m è a una maglia; a due maglie sarebbe 1,486 %.

Sovrapposizioni: una giunzione è un dettaglio strutturale, non un arrotondamento

Quando due barre devono trasmettere la stessa forza nella stessa sezione, il carico passa dall'una all'altra attraverso il calcestruzzo che le circonda. Le barre si sovrappongono per una lunghezza sufficiente a sviluppare quella forza, e tale lunghezza si esprime in multipli del diametro perché è da questo che dipende la meccanica. Troppo corta, la giunzione non sviluppa la barra; il modo di rottura è una perdita di aderenza, ed è improvvisa. Sbagliare una sovrapposizione non è uno sforamento di budget, è un difetto strutturale che il getto rende permanente.

Il calcolatore chiede la sovrapposizione in diametri e propone 40 come predefinito. A 40 Ø fa 320 mm per un Ø 8, 400 mm per un Ø 10, 480 mm per un Ø 12 e 800 mm per un Ø 20 — lo strumento si limita a moltiplicare. Porta il campo a 30 o 50 e l'acciaio totale si sposta solo dell'uno o due per cento su un'opera con poche giunzioni: la cifra è economica da sbagliare in termini di costo e carissima in ogni altro senso. Tratta 40 Ø come un segnaposto finché il disegno non dice altro: la lunghezza reale dipende dalla resistenza a compressione del calcestruzzo, dalla classe e dal diametro della barra, da quanto è fitto il passo, da un eventuale rivestimento epossidico e dal fatto che sia o meno una barra superiore.

Qui c'è un difetto di conteggio reale, e salta fuori appena una fila supera una barra commerciale. Lo strumento deduce il numero di sovrapposizioni dalla lunghezza PRIMA della giunzione: giunzioni = arrotondamento per eccesso di (lunghezza barra / lunghezza commerciale), meno uno. Poi somma le giunzioni e annuncia la fila allungata — ma non ricontrolla mai se quella fila allungata ci sta ancora in quel numero di barre. Su una soletta da 12,0 m con barre da 6 m, la barra misura 11,90 m, lo strumento conta una giunzione e annuncia una fila da 12,38 m; ma 12,38 m richiedono tre pezzi da 6 m, cioè due giunzioni. Su una soletta da 18,0 m conta due giunzioni e annuncia 18,86 m, che richiedono quattro pezzi e tre giunzioni. L'errore va sempre nello stesso verso: acciaio in meno.

Il copriferro è il motivo per cui la soletta dura cinquant'anni

L'acciaio nel calcestruzzo non arrugginisce, e il motivo è chimico più che fisico. Il calcestruzzo fresco è fortemente alcalino, e quel pH elevato fa crescere sulla barra una pellicola passiva di ossido che ferma la reazione di corrosione. Due cose la distruggono: la carbonatazione, in cui l'anidride carbonica dell'aria reagisce lentamente con il calcestruzzo abbassandone il pH dalla superficie verso l'interno, e i cloruri, dal sale antighiaccio o dall'aria marina, che rompono la pellicola anche a pH alto. Il copriferro è lo spessore di calcestruzzo che l'aggressore deve attraversare prima. È un cronometro, e ogni millimetro che gli togli lo fa correre più in fretta.

Nel calcolatore il copriferro fa due cose insieme, e conviene capirlo prima di fidarsi del conteggio. Accorcia ogni barra — lunghezza barra = luce meno due volte il copriferro — e posiziona anche la prima e l'ultima barra, a un copriferro dal bordo. Un solo valore serve a entrambe le cose, e serve nelle due direzioni e sui quattro bordi. I disegni reali non funzionano così: il copriferro inferiore contro il terreno è di solito maggiore di quello laterale, quello superiore è diverso ancora, e una classe di esposizione può riguardare una sola faccia. L'effetto sul tonnellaggio è piccolo, ed è per questo che nessuno se ne accorge: sulla soletta di 8 × 6 m, passare da 25 a 75 mm di copriferro porta l'acciaio da 423,0 kg a 416,8 kg. L'effetto sulla durabilità non è affatto piccolo.

Che cosa ordinare, e perché è più di quanto dice lo strumento

Il numero di barre commerciali è la lunghezza totale divisa per la lunghezza di una barra, arrotondata per eccesso. È aritmeticamente vero e praticamente ottimista, perché presuppone che ogni ritaglio trovi posto. Prendi la soletta di 8 × 6 m con barre da 6 m: lo strumento annuncia 487,4 m di acciaio e 82 barre. Fisicamente, le 40 barre del lato corto escono ciascuna da una barra da 6 m, e ciascuna delle 30 file del lato lungo richiede una barra intera più una coda da 2,38 m; due code stanno in una barra, quindi 15 barre in più. Fa 85 barre con un taglio accurato, e 100 se il ferraiolo taglia ogni fila da barra nuova senza recuperare niente.

Altre due voci che il calcolatore fornisce e che quasi tutte le stime dimenticano. Il numero di incroci da legare: 30 × 40 = 1 200 su quella soletta, convertiti in filo di ferro a circa una libbra ogni 150 incroci, cioè 3,63 kg. E il volume di calcestruzzo, che calcola dallo spessore e stampa accanto a un rapporto di armatura — quel rapporto è la migliore verifica disponibile. Una soletta di fondazione residenziale si colloca fra lo 0,5 e l'1 per cento in volume con una sola maglia. Il tre per cento significa che hai digitato qualcosa male.

Una cosa che il calcolatore fa bene e che sfugge facilmente: la percentuale di sfrido scala la lunghezza, il peso e il numero di barre commerciali, ma NON tocca il rapporto di armatura, calcolato sulla lunghezza prima dello sfrido. È corretto. Il rapporto è una proprietà del dimensionamento; lo sfrido è una proprietà dell'ordine, e mescolarli renderebbe il rapporto inutile come verifica.

Domande frequenti

Questo calcolatore mi dimensiona l'armatura?

No, e nemmeno ci prova. Non ha campi per la resistenza del calcestruzzo, il sovraccarico, la portanza del terreno, la classe di esposizione o la categoria sismica, quindi non può decidere né un diametro né un passo. Conta le barre implicate da numeri che porti da altrove, e quell'altrove è un elaborato strutturale firmato. Dove quel disegno esiste, comanda lui e il calcolatore è uno strumento di computo; dove non esiste, la risposta è farlo redigere.

Perché la sovrapposizione è data in diametri e non in millimetri?

Perché la forza che una barra può portare è proporzionale alla sua sezione, mentre la superficie di aderenza disponibile per trasmetterla è proporzionale al perimetro per la lunghezza. Entrambe sono fissate dal diametro: la lunghezza necessaria risulta proporzionale al diametro e un solo multiplo copre tutti i calibri. Per questo lo strumento chiede un moltiplicatore e poi annuncia 480 mm per un Ø 12 e 800 mm per un Ø 20 con la stessa impostazione. Il moltiplicatore, però, non è universale: si muove con la resistenza del calcestruzzo, la classe dell'acciaio, il passo, il rivestimento e la posizione della barra, ed è proprio per questo che la norma impone all'ingegnere di scriverlo sul disegno.

Il calcolatore dice 40 barre. Ne ordino 40?

Ordinane di più. La cifra è la lunghezza totale divisa per la lunghezza commerciale, il che è esatto solo se ogni ritaglio viene riutilizzato. Quando ogni barra esce da una sola senza avanzi, come nella soletta di 8 × 6 m con barre da 12 m, il numero è esatto. Appena le file richiedono giunzioni, resta corto: la stessa soletta tagliata da barre da 6 m annuncia 82 dove un taglio accurato ne richiede 85. Aggiungi il margine che aggiungeresti ovunque altro su un'opera in calcestruzzo — il cinque per cento — e confronta la distinta delle sagomature con il disegno prima della consegna.

Come tratto una soletta con maglia superiore e inferiore?

Lancia lo strumento due volte. Non c'è un campo per gli strati: un'esecuzione dà una maglia, e una sola. Se le due maglie hanno lo stesso diametro e lo stesso passo, lancialo una volta e raddoppia numero di barre, lunghezza, massa, barre commerciali, legature e rapporto di armatura — ma non il volume di calcestruzzo, che è già quello dell'intera soletta. Se le maglie differiscono, calcola ciascuna e somma. Lo stesso vale per un muro armato su entrambe le facce. È il modo più facile di ordinare metà dell'acciaio necessario, e il rapporto è la spia: una maglia allo 0,5 per cento è normale, e se il disegno chiede due maglie devi vederne il doppio.

Posso sostituire le barre sciolte con rete elettrosaldata?

Solo se il disegno lo consente, e mai a occhio. La rete si specifica con una designazione di pannello che fissa il diametro del filo e il passo nelle due direzioni, e ha regole di sovrapposizione proprie — di solito espresse in maglie intere anziché in diametri, perché i fili trasversali assicurano parte dell'ancoraggio. Il calcolatore non modella la rete: conta barre sciolte su un reticolo. Se il tuo disegno chiede la rete, computala a pannelli sulla superficie della soletta più le sovrapposizioni, e riserva questo strumento alle barre sciolte di bordo e attorno alle aperture, che la rete non copre mai.