Valutazione dela capacita' resistente residua di ponti in c.a./c.a.p.
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IABMAS Italia, 14-15 ottobre 2013
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Valutazione dela capacita' resistente residua di ponti in c.a./c.a.p.
- 1. VALUTAZIONE DELLA CAPACITA’ RESISTENTE RESIDUA DI PONTI IN C.A./C.A.P. Franco Bontempi Professore Ordinario di Tecnica delle Costruzioni Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale Università degli Studi di Roma La Sapienza www.francobontempi.org
- 3. www.francobontempi.org Structural System Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 3
- 5. www.francobontempi.org Life Cycle View Str o N GER RESILIENCE 5
- 6. www.francobontempi.org Life Steps Str o N GER CONSTRUCTIONS RESILIENCE NEW “As Designed” “As Built” EXISTING “As Actual” COLLAPSED “As Failed” 6
- 7. Activities “As Designed” “As Built” EXISTING “As Actual” COLLAPSED Codes & Standards Information Retrivial Data Mining Risk Analysis Performance Based Design Dependability “As Failed” Conceptual Design Innovatice Concepts Structural Oprimization Advanced Materials Special Devices Structural Control Energy Harvesting DESIGN ENVIRONMENT / BOUNDARY CONDITIONS GEOLOGICAL ASPECTS EARTHQUAKES NATURAL Structural Identification Structural Health Monitoring Damage Assessment Remaining Capacity Structural Refurbishment Structural Augmentation Codes Compliance Historical and Monumental Costructions ANTROPIC Fire WIND - STRUCTURE ACCIDENTAL EXCEPTIONAL FSI Explosions HPLC LPHC Black Swan Str o N GER Back Analysis Forensic Engineering Legal Issues SOIL - STRUCTURE ACTIONS www.francobontempi.org CONSTRUCTIONS NEW WAVE - STRUCTURE INTERACTIONS Components and Structures Testing Experimental Design 7 Rapid Prototyping
- 8. www.francobontempi.org 2 CASO IN ESAME October 2013 www.francobontempi.org 8
- 22. www.francobontempi.org 1 La soluzione strutturale presenta un arco a tre cerniere, risultato di due semi-archi temporaneamente incastrati agli estremi durante la costruzione in avanzamento mediante conci a sbalzo e funzionanti come mensole fino alla solidarizzazione in chiave. In funzione del rapporto (freccia / luce) pari a circa 1/10, l’arco può essere classificato come ribassato. Str o N GER
- 23. www.francobontempi.org 1 La soluzione strutturale presenta un arco a tre cerniere, risultato di due semi-archi temporaneamente incastrati agli estremi durante la costruzione in avanzamento mediante conci a sbalzo e funzionanti come mensole fino alla solidarizzazione in chiave. In funzione del rapporto (freccia / luce) pari a circa 1/10, l’arco può essere classificato come ribassato. Str o N GER
- 24. www.francobontempi.org 1 La soluzione strutturale presenta un arco a tre cerniere, risultato di due semi-archi temporaneamente incastrati agli estremi durante la costruzione in avanzamento mediante conci a sbalzo e funzionanti come mensole fino alla solidarizzazione in chiave. In funzione del rapporto (freccia / luce) pari a circa 1/10, l’arco può essere classificato come ribassato. Str o N GER
- 25. 2 L’utilizzo di calcestruzzo allegerito comporta: a) relativamente al comportamento in esercizio (Stati Limite di Esercizio – S.L.E.): - modulo di elasticità inferiore al conglomerato normale, denotando quindi minore rigidezza ovvero maggiore deformabilità a parità di classe di resistenza di appartenenza; va sottolineato che questa maggiore deformabilità ha riflessi anche sui possibili fenomeni di instabilita’, e quindi sulle condizioni ultime; - maggiore deformazione differita nel tempo, ovvero viscosità; nel caso, come quello in esame, in cui siano previste armature pre-sollecitate, si devono scontare perdite differite delle stesse di entità maggiore rispetto al caso di conglomerato normale; b) relativamente al comportamento ultimo (Stati Limite Ultimi – S.L.U.): - coefficiente relativo alle azioni di lunga durata pari a 0.80, invece del valore 0.85 usualmente adottato per il conglomerato normale; - una minore duttilità intrinseca, tradotta in una deformazione ultima del conglomerato da assumersi pari al 0.25%, al posto dell’usuale 0.35%. www.francobontempi.org La soluzione strutturale presenta un arco a tre cerniere, risultato di due semi-archi temporaneamente incastrati agli estremi durante la costruzione in avanzamento mediante conci a sbalzo e funzionanti come mensole fino alla solidarizzazione in chiave. In funzione del rapporto (freccia / luce) pari a circa 1/10, l’arco può essere classificato come ribassato. Str o N GER
- 26. L’utilizzo di calcestruzzo allegerito comporta: a) relativamente al comportamento in esercizio (Stati Limite di Esercizio – S.L.E.): - modulo di elasticità inferiore al conglomerato normale, denotando quindi minore rigidezza ovvero maggiore deformabilità a parità di classe di resistenza di appartenenza; va sottolineato che questa maggiore deformabilità ha riflessi anche sui possibili fenomeni di instabilita’, e quindi sulle condizioni ultime; - maggiore deformazione differita nel tempo, ovvero viscosità; nel caso, come quello in esame, in cui siano previste armature pre-sollecitate, si devono scontare perdite differite delle stesse di entità maggiore rispetto al caso di conglomerato normale; b) relativamente al comportamento ultimo (Stati Limite Ultimi – S.L.U.): - coefficiente relativo alle azioni di lunga durata pari a 0.80, invece del valore 0.85 usualmente adottato per il conglomerato normale; - una minore duttilità intrinseca, tradotta in una deformazione ultima del conglomerato da assumersi pari al 0.25%, al posto dell’usuale 0.35%. 3 L’accorciamento per viscosità dell’impalcato, non compensato con adeguata monta in fase costruttiva, procurò conseguentemente un abbassamento imprevisto in chiave, con andamento asintotico nel tempo con tendenza ad esaurirsi ad un valore maggiore di 50 cm del valore previsto. www.francobontempi.org La soluzione strutturale presenta un arco a tre cerniere, risultato di due semi-archi temporaneamente incastrati agli estremi durante la costruzione in avanzamento mediante conci a sbalzo e funzionanti come mensole fino alla solidarizzazione in chiave. In funzione del rapporto (freccia / luce) pari a circa 1/10, l’arco può essere classificato come ribassato. Str o N GER
- 27. L’utilizzo di calcestruzzo allegerito comporta: a) relativamente al comportamento in esercizio (Stati Limite di Esercizio – S.L.E.): - modulo di elasticità inferiore al conglomerato normale, denotando quindi minore rigidezza ovvero maggiore deformabilità a parità di classe di resistenza di appartenenza; va sottolineato che questa maggiore deformabilità ha riflessi anche sui possibili fenomeni di instabilita’, e quindi sulle condizioni ultime; - maggiore deformazione differita nel tempo, ovvero viscosità; nel caso, come quello in esame, in cui siano previste armature pre-sollecitate, si devono scontare perdite differite delle stesse di entità maggiore rispetto al caso di conglomerato normale; b) relativamente al comportamento ultimo (Stati Limite Ultimi – S.L.U.): - coefficiente relativo alle azioni di lunga durata pari a 0.80, invece del valore 0.85 usualmente adottato per il conglomerato normale; - una minore duttilità intrinseca, tradotta in una deformazione ultima del conglomerato da assumersi pari al 0.25%, al posto dell’usuale 0.35%. L’accorciamento per viscosità dell’impalcato, non compensato con adeguata monta in fase costruttiva, procurò conseguentemente un abbassamento imprevisto in chiave, con andamento asintotico nel tempo con tendenza ad esaurirsi ad un valore maggiore di 50 cm del valore previsto. 4 Il valore medio di resistenza cubica del calcestruzzo dei getti fu di 374 kg/cmq, inferiore al valore di progetto pari a 422 kg/cmq. www.francobontempi.org La soluzione strutturale presenta un arco a tre cerniere, risultato di due semi-archi temporaneamente incastrati agli estremi durante la costruzione in avanzamento mediante conci a sbalzo e funzionanti come mensole fino alla solidarizzazione in chiave. In funzione del rapporto (freccia / luce) pari a circa 1/10, l’arco può essere classificato come ribassato. Str o N GER
- 28. L’utilizzo di calcestruzzo allegerito comporta: a) relativamente al comportamento in esercizio (Stati Limite di Esercizio – S.L.E.): - modulo di elasticità inferiore al conglomerato normale, denotando quindi minore rigidezza ovvero maggiore deformabilità a parità di classe di resistenza di appartenenza; va sottolineato che questa maggiore deformabilità ha riflessi anche sui possibili fenomeni di instabilita’, e quindi sulle condizioni ultime; - maggiore deformazione differita nel tempo, ovvero viscosità; nel caso, come quello in esame, in cui siano previste armature pre-sollecitate, si devono scontare perdite differite delle stesse di entità maggiore rispetto al caso di conglomerato normale; b) relativamente al comportamento ultimo (Stati Limite Ultimi – S.L.U.): - coefficiente relativo alle azioni di lunga durata pari a 0.80, invece del valore 0.85 usualmente adottato per il conglomerato normale; - una minore duttilità intrinseca, tradotta in una deformazione ultima del conglomerato da assumersi pari al 0.25%, al posto dell’usuale 0.35%. L’accorciamento per viscosità dell’impalcato, non compensato con adeguata monta in fase costruttiva, procurò conseguentemente un abbassamento imprevisto in chiave, con andamento asintotico nel tempo con tendenza ad esaurirsi ad un valore maggiore di 50 cm del valore previsto. Il valore medio di resistenza cubica del calcestruzzo dei getti fu di 374 kg/cmq, inferiore al valore di progetto pari a 422 kg/cmq. 5 E’ stata rilevata una difformità fra la freccia assunta nel modello di calcolo del progetto originale (valore pari a 11.21 m) ed il valore reale della freccia (valore pari a 10.21 m): questa differenza di 1 m, causata dall’introduzione del raccordo verticale di raggio di 2000 m nella livelletta, e’ significativa nella risposta strutturale di un arco ribassato, a causa delle possibili non linearità geometriche. www.francobontempi.org La soluzione strutturale presenta un arco a tre cerniere, risultato di due semi-archi temporaneamente incastrati agli estremi durante la costruzione in avanzamento mediante conci a sbalzo e funzionanti come mensole fino alla solidarizzazione in chiave. In funzione del rapporto (freccia / luce) pari a circa 1/10, l’arco può essere classificato come ribassato. Str o N GER
- 29. L’utilizzo di calcestruzzo allegerito comporta: a) relativamente al comportamento in esercizio (Stati Limite di Esercizio – S.L.E.): - modulo di elasticità inferiore al conglomerato normale, denotando quindi minore rigidezza ovvero maggiore deformabilità a parità di classe di resistenza di appartenenza; va sottolineato che questa maggiore deformabilità ha riflessi anche sui possibili fenomeni di instabilita’, e quindi sulle condizioni ultime; - maggiore deformazione differita nel tempo, ovvero viscosità; nel caso, come quello in esame, in cui siano previste armature pre-sollecitate, si devono scontare perdite differite delle stesse di entità maggiore rispetto al caso di conglomerato normale; b) relativamente al comportamento ultimo (Stati Limite Ultimi – S.L.U.): - coefficiente relativo alle azioni di lunga durata pari a 0.80, invece del valore 0.85 usualmente adottato per il conglomerato normale; - una minore duttilità intrinseca, tradotta in una deformazione ultima del conglomerato da assumersi pari al 0.25%, al posto dell’usuale 0.35%. L’accorciamento per viscosità dell’impalcato, non compensato con adeguata monta in fase costruttiva, procurò conseguentemente un abbassamento imprevisto in chiave, con andamento asintotico nel tempo con tendenza ad esaurirsi ad un valore maggiore di 50 cm del valore previsto. Il valore medio di resistenza cubica del calcestruzzo dei getti fu di 374 kg/cmq, inferiore al valore di progetto pari a 422 kg/cmq. E’ stata rilevata una difformità fra la freccia assunta nel modello di calcolo del progetto originale (valore pari a 11.21 m) ed il valore reale della freccia (valore pari a 10.21 m): questa differenza di 1 m, causata dall’introduzione del raccordo verticale di raggio di 2000 m nella livelletta, e’ significativa nella risposta strutturale di un arco ribassato, a causa delle possibili non linearità geometriche. 6 Sottostima dei sovraccarichi permanenti, ovvero del peso della pavimentazione, e “effetto ponding” artificiale. www.francobontempi.org La soluzione strutturale presenta un arco a tre cerniere, risultato di due semi-archi temporaneamente incastrati agli estremi durante la costruzione in avanzamento mediante conci a sbalzo e funzionanti come mensole fino alla solidarizzazione in chiave. In funzione del rapporto (freccia / luce) pari a circa 1/10, l’arco può essere classificato come ribassato. Str o N GER
- 32. www.francobontempi.org QUESTIONS Str o N GER 1. Possono passare liberamente mezzi d’opera? – Liberamente? – Uno per corsia? – Deve essere interrotto il traffico normale? 2. A quale velocita’ devono passare? – Limiti di velocita’? October 2013 www.francobontempi.org 32
- 44. www.francobontempi.org Uncertainty (Stochastic) October 2013 www.francobontempi.org Str o N GER 44
- 45. www.francobontempi.org Uncertainty (Epistemic) October 2013 www.francobontempi.org Str o N GER 45
- 47. www.francobontempi.org October 2013 3) transito di un solo mezzo pesante, oltre a traffico nominale; 1) transito libero di mezzi pesanti oltre a traffico medio su entrambe le corsie; Str o N GER www.francobontempi.org 47
- 48. www.francobontempi.org β - index October 2013 www.francobontempi.org Str o N GER 48
- 49. www.francobontempi.org Str o N GER 1) transito libero di mezzi pesanti oltre a traffico medio su entrambe le corsie; 2) transito di un solo mezzo pesante per ciascuna corsia, oltre a traffico nominale; October 2013 www.francobontempi.org 49
- 50. www.francobontempi.org 3) transito di un solo mezzo pesante, oltre a traffico nominale; Str o N GER 4) transito di un solo mezzo pesante isolato. October 2013 www.francobontempi.org 50
- 51. Tipo C Tipo D Classe 1 1.0 1.5 2.0 2.5 Classe 2 1.5 2.0 2.5 3.0 Classe 3 2.0 2.5 3.5 4.0 Classe 4 2.5 3.0 4.5 5.0 Classe 5 October 2013 Tipo B 3.0 4.0 5.0 6.0 www.francobontempi.org www.francobontempi.org Tipo A Tipo A Non rispetto dello stato limite di servizio, struttura sempre in campo elastico. Tipo B Rottura duttile di un sistema iperstatico Tipo C Rottura duttile, ma quasi senza riserva di resistenza Tipo D Rottura fragile in un sistema iperstatico Classe 1 Quasi nessuna conseguenza, stato limite di esercizio condizionato per brevi periodi Classe 2 Conseguenze minori, nessun pericolo per la vita. Piccole conseguenze economiche in caso di rovina ( strutture agricole, serre etcc). Classe 3 Conseguenze moderate, basso pericolo per la vita. Considerevoli conseguenze economiche in caso di rovina( edifici civili, etc.) Classe 4 Grandi conseguenze, medio pericolo per la vita. Alte conseguenze economiche in caso di rovina. ( ponti, teatri, alti edifici) Classe 5 Estreme conseguenze, alto pericolo per la vita. Altissime conseguenze economiche in caso di rovina. ( impianti enegrtici, dighe) Str 51 o N GER
- 52. www.francobontempi.org QUESTIONS 1. Possono passare liberamente mezzi d’opera? – Liberamente? – Uno per corsia? – Deve essere interrotto il traffico normale? 2. A quale velocita’ devono passare? – Limiti di velocita’? October 2012 2013 www.francobontempi.org 52
- 53. www.francobontempi.org Str o N GER Sintesi dei risultati (1) 1) transito libero di mezzi pesanti oltre a traffico medio su entrambe le corsie; 2) transito di un solo mezzo pesante per ciascuna corsia, oltre a traffico nominale; 3) transito di un solo mezzo pesante, oltre a traffico nominale; October 2013 www.francobontempi.org 4) transito di un solo mezzo pesante isolato. 53
- 54. www.francobontempi.org QUESTIONS Str o N GER 1. Possono passare liberamente mezzi d’opera? – Liberamente? NO – Uno per corsia? NO – Deve essere interrotto il traffico normale? SI’ 2. A quale velocita’ devono passare? – Limiti di velocita’? October 2012 2013 www.francobontempi.org 54
- 55. www.francobontempi.org Str o N GER Sintesi dei risultati (2) 1) transito libero di mezzi pesanti oltre a traffico medio su entrambe le corsie; 2) transito di un solo mezzo pesante per ciascuna corsia, oltre a traffico nominale; 3) transito di un solo mezzo pesante, oltre a traffico nominale; October 2013 www.francobontempi.org 4) transito di un solo mezzo pesante isolato. 55
- 56. www.francobontempi.org Str o N GER QUESTIONS 1. Possono passare liberamente mezzi d’opera? – Liberamente? NO – Uno per corsia? NO – Deve essere interrotto il traffico normale? SI’ 2. A quale velocita’ devono passare? – Limiti di velocita’? October 2012 2013 www.francobontempi.org SI’ 56