Risoluzione di un complesso ancoraggio di barriera antirumore autostradale in Ungheria
Per superare queste limitazioni, l'ingegnere strutturale Tamás Hornyák di Unique-Plan Kft., in collaborazione con lo specialista di ancoraggi Hilti Gábor Hanzel, ha sviluppato un flusso di lavoro convalidato che combina gli strumenti di progettazione degli ancoraggi convenzionali con l'analisi non lineare del calcestruzzo per fornire soluzioni costruibili e conformi alle norme in condizioni di carico estreme.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{sezione verticale del parapetto del ponte}}}\]
Informazioni sul progetto
Nell'ambito di un'importante opera di ammodernamento dell'autostrada, è stato necessario installare delle barriere antirumore in cima ai parapetti dei ponti per ridurre l'inquinamento acustico dovuto al traffico. Le barriere, alte e fortemente sollecitate dal vento, sono state posizionate su strutture in calcestruzzo con dimensioni e armature limitate. L'ufficio di progettazione principale del progetto, CÉH+, ha fornito il layout principale, comprese le altezze delle barriere, la distanza tra le colonne (ogni 2 metri) e le relative combinazioni di carico.
Sfide ingegneristiche
La difficoltà principale è stata la verifica degli ancoraggi post-installati, posizionati vicino al bordo del calcestruzzo esistente, in presenza di elevate forze laterali. Sebbene i parapetti contenessero un'armatura, l'Eurocodice limita il modo in cui l'armatura può essere considerata in questi progetti. Di conseguenza, Hilti Profis Engineering ha spesso restituito fallimenti, anche quando gli ingegneri ritenevano che la struttura reale avrebbe funzionato adeguatamente.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Accorpamenti vicino al bordo calcolati in Hilti Profis}}}\]
I tentativi di sovradimensionare la progettazione aumentando le dimensioni delle piastre o la quantità di ancoraggi sono risultati eccessivi e insoddisfacenti. Le alternative di getto erano più calcolabili, ma difficili da implementare in loco. L'esigenza era chiara: un metodo affidabile per includere l'armatura esistente nella verifica, senza violare il codice o compromettere la realizzabilità.
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\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Modello in IDEA StatiCa Connection}}}\]
Soluzioni e risultati
Riconoscendo che la progettazione eccessiva o l'aumento delle dimensioni non era una soluzione sostenibile, Tamás Hornyák ha ideato un nuovo flusso di lavoro che colmava il divario tra le capacità del software e la realtà ingegneristica. Il processo è iniziato con la progettazione preliminare degli ancoraggi in Hilti Profis Engineering, che segnalava le condizioni critiche in prossimità dei bordi del calcestruzzo. Da lì, il progetto è stato esportato in IDEA StatiCa Connection, dove sono state eseguite le verifiche strutturali complete, compresa l'analisi della rigididezza delle colonne e delle piastre di base in acciaio.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Risultati dell'analisi in IDEA StatiCa Connection}}}\]
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Quando l'ancoraggio è fallito in questa configurazione, Tamás ha spostato il progetto in IDEA StatiCa Detail, consentendo la modellazione non lineare agli elementi finiti dell'intera regione di ancoraggio. Qui, l'armatura esistente in calcestruzzo dei parapetti del ponte è stata modellata in dettaglio, facendo corrispondere la disposizione delle armature reali ai disegni forniti. Questo ha permesso di catturare sia la rottura per trazione del calcestruzzo che il comportamento di ancoraggio dell'armatura.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Soluzione di ancoraggio modellato e armato in IDEA StatiCa Detail}}}\]
Conclusione
L'analisi 3D non lineare, che incorpora un comportamento realistico dei materiali, l'assenza di resistenza a trazione nel calcestruzzo e l'attrito interno nullo, ha permesso al sistema di ancoraggio di superare tutte le verifiche previste dal codice. La soluzione ha soddisfatto anche i requisiti del codice relativi ai carichi del vento. Il risultato è stato un progetto di ancoraggio robusto, sicuro e realistico, convalidato anche dall'ufficio di progettazione principale, CÉH+, che ha poi adottato e sostenuto l'approccio.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Risultati della deformazione in IDEA StatiCa Detail}}}\]
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Questo flusso di lavoro pratico e rigoroso è stato successivamente dimostrato da Gábor Hanzel ad altri ingegneri che hanno affrontato sfide simili con gli ancoraggi post-installati, soprattutto nei progetti infrastrutturali dell'Europa orientale. Il suo successo evidenzia la potenza degli strumenti di analisi non lineare quando i metodi convenzionali non riescono a riflettere le condizioni reali.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Flusso di tensioni nel calcestruzzo in IDEA StatiCa Detail}}}\]
Informazioni su Unique-Plan Kft.
Unique-Plan Kft. è stata fondata nel 2015 a Budapest, mentre alcuni membri dell'azienda lavorano insieme dal 1993. L'ambito di attività principale dell'azienda è stato: progettazione di strutture di ponti, edifici industriali e residenziali, calcoli statici e dinamici avanzati (terremoti, dinamica dei pedoni e del vento, analisi delle vibrazioni e della fatica).
Utilizzano un'ampia gamma di software per i calcoli (ANSYS Discovery, AxisVM, ConSteel, IDEA StatiCa, Mathcad, SOFiSTiK) e per la modellazione e i disegni (ALLPLAN, ANSYS SpaceClaim, AutoCAD, Tekla Structures). Con i loro ingegneri formati ed esperti, sono pronti a progettare strutture ingegneristiche in modo economico ed estetico. Il motto dell'azienda: dove i pensieri diventano progetti!
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