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BONTEMPI_IABMAS-ITALY BONTEMPI_IABMAS-ITALY Presentation Transcript

  • 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
  • www.francobontempi.org 1 FEW CONCEPTS October 2013 www.francobontempi.org 2
  • www.francobontempi.org Structural System Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 3
  • www.francobontempi.org Performance Layout OBJECT SLS USE ULS Structural System ILS SAFETY NET Infrastructural System INTEGRITY Str o N GER D Mean Frequent Maximum Rare Accidental Exceptional Black Swan f(D) 4
  • www.francobontempi.org Life Cycle View Str o N GER RESILIENCE 5
  • www.francobontempi.org Life Steps Str o N GER CONSTRUCTIONS RESILIENCE NEW “As Designed” “As Built” EXISTING “As Actual” COLLAPSED “As Failed” 6
  • 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
  • www.francobontempi.org 2 CASO IN ESAME October 2013 www.francobontempi.org 8
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 9
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 10
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 11
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 12
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 13
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 14
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 15
  • www.francobontempi.org October 2013 Str o N GER www.francobontempi.org 16
  • October 2013 www.francobontempi.org Str o N GER www.francobontempi.org 17
  • October 2013 www.francobontempi.org Str o N GER 18 www.francobontempi.org
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 19
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 20
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 21
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • Str o N GER www.francobontempi.org
  • www.francobontempi.org 3 ASSESSMENT October 2013 www.francobontempi.org 31
  • 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
  • www.francobontempi.org Material Laws October 2013 www.francobontempi.org Str o N GER 33
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 34
  • www.francobontempi.org S.L.E. October 2013 www.francobontempi.org Str o N GER 35
  • www.francobontempi.org S.L.U. October 2013 www.francobontempi.org Str o N GER 36
  • October 2013 www.francobontempi.org 37 www.francobontempi.org
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 38
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 39
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 40
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 41
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 42
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 43
  • www.francobontempi.org Uncertainty (Stochastic) October 2013 www.francobontempi.org Str o N GER 44
  • www.francobontempi.org Uncertainty (Epistemic) October 2013 www.francobontempi.org Str o N GER 45
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 46
  • 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
  • www.francobontempi.org β - index October 2013 www.francobontempi.org Str o N GER 48
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • www.francobontempi.org 4 REFURBISHMENT October 2013 www.francobontempi.org 57
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 58
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 59
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 60
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 61
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 62
  • www.francobontempi.org October 2013 www.francobontempi.org 63
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 64
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 65
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 66
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 67
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 68
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 69
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 70
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 71
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 72
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 73
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 74
  • www.francobontempi.org Str o N GER October 2013 www.francobontempi.org 75
  • Str o N GER www.stronger2012.com October 2013 www.francobontempi.org 78