(22.02.2017) Sicurezza strutturale: analisi di ponte in muratura
L'articolo illustra l'applicazione del software Aedes.PCM all'analisi strutturale dei ponti in muratura, e costituisce lo sviluppo di un precedente articolo già pubblicato in queste News.
In particolare, data l’analogia con i ponti stradali, si è fatto riferimento alle indicazioni delle CNR-DT 213/2015: “Istruzioni per la valutazione della sicurezza strutturale di ponti stradali in muratura”.
La valutazione della sicurezza richiede la conoscenza approfondita dell’opera in termini di storia, geometria e caratteristiche del materiale. Nell'esempio proposto l'attenzione viene concentrata sull’analisi strutturale, globale e cinematica, operando alcune ipotesi semplificative su altri aspetti, riguardanti le condizioni al contorno, quali l'interazione con il terreno alle spalle, con il terreno di fondazione e con l’alveo.
Le istruzioni CNR-DT 213/2015 al paragrafo 8.3 pongono particolare attenzione sugli aspetti di modellazione. In questo capitolo delle istruzioni sono indicate le linee guida da seguire nella modellazione del ponte. Il modello che presentiamo è un ibrido tra la modellazione denominata al capitolo 8.3.2 “Modellazione piana del ponte” ed una modellazione tridimensionale.
Viene infatti utilizzata una modellazione denominata a blocchi e giunti, implementata in PCM, che consente di studiare un arco, o una serie di archi attraverso la schematizzazione con elementi monodimensionali. Se collegati in modo corretto, tali elementi consentono di rappresentare adeguatamente anche il comportamento trasversale della struttura.
Un approccio del genere è sicuramente di tipo semplificato, ma a vantaggio di sicurezza. Vengono trascurati il contributo resistente del riempimento, considerato solo un carico, e di altri elementi secondari, che potrebbero concorrere all’aumento di capacità della struttura, considerandoli tuttavia come pesi portati.
Con la metodologia proposta è possibile controllare in modo semplice ed efficace la posizione della curva delle pressioni in analisi statica e sismica, consentendo l’analisi di vulnerabilità dell’opera.
Nel caso in esame, è stata condotta una campagna d’indagine esaustiva, nei riguardi della storia, della tecnologia della struttura e delle caratteristiche meccaniche della stessa. In questo modo possiamo assumere un livello di conoscenza pari a 3 con fattore di confidenza FC=1, e conseguentemente la riduzione delle caratteristiche meccaniche sarà legata solo al fattore di difformità (gamma)c. Ipotizziamo che in questo caso vi sia un’assoluta conformità tra la struttura e la tecnologia costruttiva, la “regola dell’arte”. In questo modo otteniamo un pari a (gamma)c = 0.85; non essendo però permesso un aumento delle caratteristiche del materiale, il fattore di confidenza complessivo è comunque pari a 1.
In ogni caso, PCM consente analisi di stabilità che prescindono dalla resistenza: nello spirito della teoria di Heyman, la stabilità delle pile viene studiata attraverso la posizione delle curva delle pressioni. Se questa fuoriesce in una sezione della pila, viene inserita una sconnessione interna che determina una diminuzione del grado di iperstaticità del sistema. Durante un’analisi incrementale, quale la pushover, la progressiva diminuzione del grado di vincolamento interno conduce alla labilità generale, con conseguente arresto della curva di capacità.