Analisi sismica non lineare di un ponte a travate con soletta continua
Ultima modifica: 2011-07-08
Sommario
Lo scopo di questo lavoro è di analizzare il comportamento sismico di un ponte a travata in c.a.p. con soletta continua realizzato sul territorio nazionale. In particolare lo studio riguarda da un lato l'analisi del ponte esistente, grazie alla conoscenza dei dettagli dagli elaborati originali di progetto. Per confronto viene poi sviluppato, sulla base della stessa geometria, un nuovo progetto in accordo con l'attuale normativa sismica. Criterio base della normativa sostanzialmente è quello della limitazione del danneggiamento per terremoti con periodo di ritorno analogo alla vita utile della struttura, e del non collasso per terremoti violenti, con maggior periodo di ritorno. Per tali terremoti la resistenza al sisma può essere affidata alla duttilità ed alla capacità di dissipazione di energia di alcune parti della struttura per le quali è ammesso il superamento del limite elastico. Nell'ambito dei ponti in genere si assume che le fondazioni, le spalle e l'impalcato rimangano comunque in campo elastico. La dissipazione di energia, escludendo l'impiego di specifici dispositivi antisismici, non può che essere basata sul superamento della soglia elastica nelle pile.
Inizialmente si confronta il ponte esistente con quello progettato secondo l'attuale normativa in termini di quantità di armature longitudinali e trasversali. Una prima fase di studio del comportamento riguarda le pile ed è basata su valutazioni di duttilità a livello di sezione e di struttura eseguite secondo le istruzioni riportate nell'Eurocodice 8. A tal fine si adotta una discretizzazione della sezione in fibre e si considerano diversi tipi di legami costitutivi dei materiali, comprendendo per il calcestruzzo l'effetto del confinamento operato dalle staffe.
Successivamente si eseguono analisi dinamiche in campo non lineare, adottando per le pile una discretizzazione in conci. Le analisi vengono eseguite con riferimento sia ad un modello complessivo dell'intero ponte, comprendente l'impalcato e tutte le pile, sia ad un modello semplificato in cui si trascura il collegamento tra le pile. Come input sismico si considerano diverse registrazioni accelerometriche compatibili con lo spettro di progetto e frequentemente richiamate in letteratura. Le analisi vengono effettuate scalando tutti gli accelerogrammi allo stesso valore dell'accelerazione di picco, pari a quello di progetto. In tali analisi si rilevano diversi parametri, tra cui curvature e spostamenti massimi, ed estensione delle zone plasticizzate. Si valuta quindi il danneggiamento subito sulla base di confronti tra la duttilità richiesta e quella disponibile. Inoltre, allo scopo di valutare il grado di sicurezza sismica di ciascuna progettazione, vengono eseguite ulteriori analisi dinamiche incrementando l'intensità del sisma fino al raggiungimento del collasso. In questo modo si possono calcolare le accelerazioni di picco associate al verificarsi del collasso. Date le caratteristiche geometriche delle pile si considera non solo la possibilità del verificarsi di un collasso di tipo flessionale, ma anche di un collasso per raggiungimento della resistenza a taglio. Queste analisi consentono di valutare e confrontare le prestazioni del ponte esistente con quelle del ponte dimensionato in accordo alla vigente normativa antisismica. Infine si esamina il comportamento sismico del ponte considerando accelerogrammi con componente sia orizzontale che verticale e si effettua un confronto con il caso in cui si trascura la componente verticale.
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