Calibrazione del modello strutturale del ponte di Buonconvento sulla base di una caratterizzazione dinamica e delle Indagini Sperimentali svolte in situ

In figura: ponte di Buonconvento (SI) e relativo modello fem.

Autore: Vito Macaluso

Relatore: Pietro Giuseppe Crespi, Tommaso Bianchi

INTERSHIP: 4 EMME Service Spa

MASTER: Progettazione sismica delle strutture per costruzioni sostenibili a.a. 2017-2018

La caratterizzazione dinamica di edifici ed opere infrastrutturali consente di analizzare più approfonditamente la risposta sismica della struttura grazie alla determinazione dei modi di vibrare (deformate e masse coinvolte).

Inoltre, tale caratterizzazione consente di perfezionare il modello ad elementi finiti (fem) che viene implementato – necessariamente –  per le analisi strutturali di tali opere, come nel caso delle analisi sismiche del ponte di Buonconvento, situato in provincia di Siena.

Al fine di studiare la risposta sismica della struttura è stato implementato un modello fem con elementi beam e plate rappresentanti la geometria dell’opera. In questa fase è stato di grande aiuto il rilievo geometrico (preventivamente) eseguito con laser scanner. Tale rilievo ha confermato, comunque, quanto indicato nella documentazione storica di progetto disponibile. Le caratteristiche dei materiali sono state inserite nel fem tenendo conto dei risultati delle prove distruttive e non distruttive eseguite in situ. Anche in questo caso, i risultati delle prove hanno confermato le caratteristiche meccaniche di progetto indicate nella documentazione storica.

Convertiti in massa i carichi applicati agli elementi del fem rappresentanti l’impalcato è stata eseguita un’analisi agli autovalori, individuando le deformate modali e le percentuali di massa ad essi associate. Tali modi sono stati comparati con quelli sperimentali, ottenuti attraverso la prova di caratterizzazione dinamica per la quale sono stati utilizzate forzanti ambientali.

Nel caso in oggetto il fem è stato tarato sulla base della caratterizzazione dinamica anche se i modi di vibrare inizialmente ottenuti nell’analisi agli autovalori differivano di poco da quelli sperimentali. Quindi calibrato il fem, sono state eseguite analisi sismiche con spettro di risposta, individuando le azioni sollecitanti e le eventuali carenze strutturali.

Attraverso la caratterizzazione dinamica è stato quindi possibile acquisire un grado di conoscenza elevato della struttura e, anche grazie al rilievo con laser scanner ed alle prove sui materiali, si ritiene che le analisi sismiche eseguite abbiano raggiunto un elevato livello di affidabilità. La procedura sopra descritta, applicata in questo caso al ponte di Buonconvento, rappresenta una valido modo di operare nell’ambito dello studio della risposta sismica di un opera  esistente.

blog 2 29.05.2018

In figura: ponte di Buonconvento (SI) e relativo modello fem.

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