Classificazione del carico dei ponti
La maggior parte delle innovazioni uniche è stata introdotta dal fatto che l'uomo è pigro e vuole rendere la propria vita più semplice di prima. Indubbiamente la classificazione del carico dei ponti è un processo manuale iterativo laborioso, specialmente nel caso di ponti in calcestruzzo armato e/o precompresso. L'ingegnere può trascorrere giorni e settimane in tentativi ed errori nella stima della capacità portante del ponte. Il problema risiede nella determinazione della capacità portante della sezione trasversale soggetta alla combinazione di forze normali e di taglio, momenti flettenti e torcenti. A causa del diverso effetto dei carichi permanenti e variabili e del comportamento non lineare del calcestruzzo, il problema diventa non lineare e la sua soluzione richiede l'uso di un adeguato metodo iterativo.
È probabilmente per questo che il mio amico, eccellente ingegnere di ponti e utente di IDEA StatiCa, si è rivolto a me con la richiesta di aiutare lui e i suoi colleghi in questo tedioso compito…
Una soluzione iterativa ottimizzata è stata implementata nel software IDEA StatiCa e ha dato origine a un nuovo modulo disponibile nella versione 7.
La classificazione del carico dei ponti è il calcolo per determinare la capacità portante sicura del carico variabile del ponte. Poiché gli schemi di carico di solito differiscono dai carichi di traffico definiti nelle norme di progettazione e i materiali possono subire deterioramento, vengono utilizzati diversi coefficienti parziali di sicurezza per i materiali e i carichi e diversi coefficienti di combinazione.
Esempio di riferimento
Un esempio di riferimento per la classificazione del carico è stato eseguito su un ponte a travi scatolari affiancate in calcestruzzo precompresso KA61 semplicemente appoggiato, con una luce pari a 12 m e con la sezione trasversale mostrata sopra.
L'analisi dei carichi mobili sulle travi del ponte è stata eseguita nel software SCIA Engineer. Sulla base di questa analisi, è stato identificato l'effetto critico dei carichi mobili sulla singola trave del ponte e le forze interne nei casi di carico mobile critici sono state esportate in IDEA StatiCa. Il modello strutturale della trave del ponte è stato creato nell'applicazione IDEA Beam, inclusa la progettazione del tendine e dell'armatura.
Le combinazioni per l'analisi di classificazione del carico del ponte vengono generate automaticamente in base ai gruppi di carico del ponte. Il programma esegue un calcolo iterativo automatico rispettando le impostazioni dell'analisi. I risultati dell'analisi vengono visualizzati automaticamente al termine del calcolo. I risultati dell'analisi sono presentati come riepilogo per le verifiche e le sezioni critiche, e anche per il particolare tipo di capacità portante dell'analisi di classificazione del carico del ponte - Vn – normale, Vr – riservata, Ve – eccezionale.
Vincolo nel piano della flessione fuori piano
L'opzione può essere attivata/disattivata in Fasi costruttive – impostazioni.
Risultati dell'analisi strutturale (TDA)
Deformazione della trave dovuta al peso proprio nella fase Deposito (Appoggi alle estremità)
uy – massimo 0.424mm
uz – massimo -0.605mm
Deformazione nella fase Appoggi finali dovuta al carico uniforme -10kN/m
Solo deformazione uz
Deformazione uy e rotazione jx è fissa
uy = 0
uz – massimo -1.124mm
Risultati in RCS – verifica delle sezioni
Le impostazioni nelle Fasi costruttive in RCS rispecchiano le impostazioni nel modulo Beam.
Gli effetti delle forze interne estreme calcolate nella fase Deposito:
- Flessione 3D
- rotazione rx e jz non sono zero
Gli effetti delle forze interne estreme calcolate per la fase Appoggio finale:
La flessione fuori piano è impedita a partire da questa fase costruttiva. Pertanto le verifiche della sezione trasversale non tengono conto degli incrementi del momento Mz che si manifestano a partire da quella fase costruttiva. Naturalmente gli effetti totali possono dar luogo a flessione fuori piano, che si è verificata negli incrementi precedenti all'applicazione del vincolo nel piano.
- Flessione 3D
- Incremento di jz è zero
Gli effetti delle forze interne estreme calcolate per la fase Fine della vita utile di progetto:
- Flessione 3D
- Incremento di jz è zero
Tabelle di rilassamento
Il rilassamento totale dell'acciaio da precompressione a tempo infinito e lo sviluppo della perdita per rilassamento nel tempo sono stati spesso forniti dal produttore dell'armatura da precompressione sotto forma di quelle che vengono chiamate tabelle di rilassamento. E avevamo sempre lavorato con le tabelle di rilassamento nella nostra vita professionale prima che l'Eurocodice introducesse una formula al loro posto. Sembrava un grande progresso – programmazione semplice, lavoro semplice. Il problema è che la formula non si adatta al comportamento reale dell'armatura da precompressione prodotta da diversi produttori. È anche per questo che l'uso di quella semplice formula non è consentito in Germania. Ed è per questo che abbiamo introdotto le tabelle di rilassamento definite dall'utente in IDEA StatiCa versione 7.
Generatore di combinazioni per ponti in BIM
Gli utenti di IDEA StatiCa hanno apprezzato il generatore di combinazioni per ponti, implementato in IDEA StatiCa Beam nella versione 6. Hanno ripetutamente affermato che è migliore rispetto ai programmi dei nostri concorrenti. Per questo hanno chiesto l'implementazione del generatore nel modulo BIM, in modo da poterlo utilizzare dopo aver importato i risultati dei casi di carico da programmi 3D collegati.
Per questo motivo, la possibilità di definire gruppi di carico per ponti e di generare combinazioni di carico è stata implementata nel software IDEA StatiCa nella versione 7. Inoltre, le combinazioni possono essere esportate in Midas Civil tramite file mct.
Strutture per il contenimento di liquidi – miglioramenti
La verifica delle fessure secondo EN 1992-3 è migliorata in modo che il programma determini automaticamente se le profondità della zona compressa in calcestruzzo dai lati opposti si sovrappongono o meno. Ciò avviene nel caso in cui la sezione trasversale sia caricata da entrambi i lati (alternativamente per diverse combinazioni).
Sezione trasversale sollecitata unilateralmente
Sezione trasversale sollecitata su entrambi i lati, le profondità della zona compressa in calcestruzzo si sovrappongono
Sezione trasversale sollecitata su entrambi i lati, le profondità della zona compressa in calcestruzzo non si sovrappongono
RCS - possibilità di verificare un solo estremo della sezione
Rigidezza - miglioramenti
Nella versione 7 sono state introdotte nuove possibilità per calcolare la rigidezza e le curvature delle sezioni trasversali precompresse – è possibile calcolare sia la rigidezza a breve termine che quella a lungo termine. Possono essere calcolate anche le curvature causate dal ritiro.
Collegamento a SAP2000
Interfaccia utente semplificata di RCS
La nuova interfaccia utente è ottimizzata per essere più intuitiva e semplice. La barra di navigazione è stata ridotta per fornire le funzioni di base del programma e le verifiche sono accessibili tramite il comando Risultati.
