Progetto di ponti in duttilità

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Sollecitazioni di calcolo

Alla luce di quanto sopra esposto, si riportano nel seguito gli aspetti salienti per la determinazione delle calcolo delle sollecitazioni per i vari elementi della struttura utili per le verifiche strutturali.

Pile

– Momenti flettenti

Nelle sezioni in cui è prevista la formazione di cerniere plastiche, generalmente costituite dalla sola sezione alla base della pila, il momento di calcolo è quello proveniente direttamente dall’analisi, una volta fissato il fattore di struttura q. Dopo aver progettato le sezioni critiche (ad es. la sezione di base e la sezione di sommità) il diagramma dei momenti di calcolo per le altre sezioni si ottiene ponendo nelle sezioni critiche
i valori:

– Sforzi di taglio

Gli sforzi di taglio di calcolo si ottengono con il criterio della GR.

Per una pila incernierata in sommità il criterio conduce al valore dello sforzo di taglio di calcolo:

nella quale VE,i è il valore dello sforzo di taglio ottenuto dall’analisi, MEd,i il corrispondente momento flettente alla base della pila, ed MRd,i l’effettivo momento resistente alla base della pila.

L’espressione precedente si estende direttamente al caso della pila doppiamente incastrata alle estremità.

Per quanto riguarda i dettagli costruttivi, si rimanda alla Normativa per il dimensionamento delle armature specifiche atte a conferire duttilità.

Impalcato

In genere, la principale verifica di resistenza da effettuare è quella in direzione trasversale. Le azioni di calcolo si ottengono con il criterio della gerarchia delle resistenze.

In particolare, in sommità della generica pila i si avrà uno sforzo di taglio dato da:

nella quale VE,i è il valore dello sforzo di taglio ottenuto dall’analisi, MEd,i il corrispondente momento flettente alla base della pila, ed MRd,i l’effettivo momento resistente alla base della pila. Ciò sostanzialmente corrisponde a dimensionare l’impalcato come se alla base della pila agisse un momento pari al frattile superiore del momento resistente.

Se la pila trasmette anche momenti all’impalcato, i valori da assumere per la verifica di quest’ultimo sono dati dai valori dei momenti resistenti delle membrature che li trasmettono, moltiplicati per il fattore di sovra resistenza γ0.

In conseguenza di questi criteri di progetti non sono necessari dettagli volti a conferire duttilità.

Appoggi

Gli appoggi fissi devono essere dimensionati con il criterio della gerarchia delle resistenze. Essi devono quindi essere in grado di trasmettere, mantenendo la piena funzionalità, forze orizzontali tali da produrre, nella o nelle sezioni critiche alla base della pila, un momento flettente pari a γ0MRd, dove MRd è il momento resistente della o delle sezioni critiche. Questa verifica può essere eseguita in modo indipendente per le due direzioni dell’azione sismica. Le forze determinate come sopra possono risultare superiori a quelle che si ottengono dall’analisi ponendo q=1; in tal caso è consentito adottare queste ultime per il progetto degli apparecchi. Per ulteriori prescrizioni si rimanda alla Normativa.

Fondazioni

Il criterio di progetto delle fondazioni è che esse si mantengano in fase sostanzialmente elastica, ove possibile, e comunque con deformazioni residue trascurabili, sotto l’azione sismica di progetto per lo SLU.

A tale scopo, le sollecitazioni da considerare devono essere determinate con il criterio della gerarchia delle resistenze, ossia utilizzando i momenti resistenti alle basi delle pile o delle spalle, moltiplicati per il fattore di sovra resistenza γ0, quali sollecitazioni agenti sulle strutture e sul terreno di fondazione. Non si richiede tuttavia che le sollecitazioni da utilizzare siano maggiori di quelle fornite dall’analisi eseguita con un fattore q=1. Per ulteriori prescrizioni si rimanda alla Normativa.

Spalle

Le spalle dei ponti devono essere progettate in modo che tutte le parti componenti non subiscano danni che ne compromettano la completa funzionalità sotto l’azione sismica relativa allo SLU. La verifica sismica delle spalle può venire eseguita, a titolo di accettabile semplificazione, separatamente per la direzione trasversale e per quella longitudinale.

Il modello da adottare per l’analisi delle spalle dipende dal grado di accoppiamento con l’impalcato che esse sostengono. Si rimanda alla Normativa per i casi di collegamento al ponte mediante appoggi scorrevoli.

Il collegamento mediante appoggi fissi viene adottato in maniera generalizzata per la direzione trasversale, ed in genere ad una delle due spalle per la direzione longitudinale. In entrambi i casi, le spalle ed il ponte formano un sistema accoppiato, ed è quindi necessario utilizzare un modello strutturale che consenta di analizzare gli effetti di interazione tra il terreno, la spalla e la parte di ponte accoppiata. L’interazione terreno-spalla può in molti casi essere trascurata (a favore di stabilità) quando l’azione sismica agisce in direzione trasversale al ponte, ossia nel piano della spalla. In questi casi l’azione sismica può essere assunta pari all’accelerazione di progetto ag.

Nel senso longitudinale il modello dovrà comprendere, in generale, la deformabilità del terreno retrostante e quella del terreno di fondazione. L’analisi dovrà essere eseguita adottando un coefficiente di struttura q=1.

Bibliografia

“Linee guida per la progettazione ed esecuzione di ponti in zona sismica”

Autori: Prof. C. Modena, Ing. P. Franchetti, Ing. M. Grendene

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