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ORDINE DEGLI INGEGNERIDELLA PROVINCIA DI BERGAMO
Corso di aggiornamento professionale Dott. Ing. Giulio PandiniIX Corso
Universit degli Studi di Bergamo - Facolt di Ingegneria Dalmine21 novembre 2003
Progetto di Ponti
Prof. Paolo Emilio Pinto
Universit di Roma La Sapienza
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Progetto dei ponti
Obiettivi di sicurezza
Azione sismica
Criteri generali di progetto
Metodi di analisi
Verifiche impalcato, pile, spalle, appoggi
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Obiettivi di sicurezza PONTI
Al verificarsi dellazione sismica di progetto:Ed
- Danni che non compromettono la transitabilit e consentono una
capacit di traffico sufficiente per lemergenza
Al verificarsi dellazione sismicaEd/ 2.5
- Danni di entit trascurabile, tali da non richiedere riduzione di trafficon interventi urgenti di ripristino
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Azione sismica
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TB TC TDT
agS
2.5 agS
(2.5 agS) TC /T
(2.5 agS) TC TD /T2
Spettri
elastici
di Sito
CLASSE S TB TC TD
A 1.00 0.10 0.4 2.0B,C,E 1.25 0.15 0.5 2.0
D 1.35 0.20 0.8 2.0
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Azione sismica
TB TC TDT
DSe(T)
DSe(T) = Se(T) (T /2)2
PGD = 0.025 agS TC TD
TE TF
Spettri
elastici in
spostamento
CLASSE TE TF
A 4.5 10.0
B 5.0 10.0
C,D,E 6.0 10.0
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Variabilit spaziale del moto sismico
Cause fisiche:
- Natura propagatoria delle onde sismiche
- Riflessioni e rifrazioni differenziate dovute alla disomogeneit e/o
discontinuit del terreno in punti diversi
- Diversit del moto in superficie dovuta ad effetti di sito
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Variabilit spaziale del moto sismico
Considerazione obbligatoria quando il terreno di fondazione
delle pile appartiene a categorie di suolo diverse (fattore S)
Criterio di minimo:
- Uso di uno spettro di risposta unico, relativo alla categoria di suolo
che induce le sollecitazioni pi severe
- Sovrapposizioni degli effetti dinamici valutati con lo spettro di
risposta con gli effetti pseudo-statici dovuti dovuti ad un sistema di
spostamenti relativi impressi
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Azione Sismica di progetto
Spettri di Progettoper analisi lineari (statiche o dinamiche)
TB TC TDT
agS
2.5 agS
2.5 agS/q 0.2 agS
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Criteri di progettazione PONTI
Concezione della struttura e dimensionamento degli elementi tali da
assicurare una distribuzione uniforme della richiesta inelastica, di
tipo flessionale, limitata alla base delle pile
Elementi strutturali il cui comportamento deve rimanere elastico
(progetto secondo il criterio di gerarchia delle resistenze):
- Impalcato
- Apparecchi di appoggio
- Spalle
- Meccanismi resistenti a taglio
- Fondazioni
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Criteri di progettazione PONTI
Concezione della struttura corretta dal punto di vista cinematico, con
ridotti spostamenti relativi tra parti contigue
La valutazione degli spostamenti relativi caratterizzata da
intrinseca incertezza, ed il loro assorbimento con prevenzione di urti
e perdite di appoggio tecnicamente ed economicamente oneroso
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Metodi di analisi
Analisi statica lineare (+ spettro di risposta)
Consentita in direzione longitudinale per ponti a travata continua
Consentita in direzione trasversale per ponti simmetrici rispetto la mezzeria
longitudinale
Consentita per ponti a travi semplicemente appoggiate
Distribuzione delle forze in direzione trasversale: secondo la prima forma
modale, valutata in modo approssimato
N.B.: nei casi previsti, da aggiungere leffetto degli spostamenti
relativi tra le pile
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M di di li i
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Metodi di analisi
Analisi statica lineare
Forze equivalenti allazione sismica
( )TSMFd
= con Sistemi ad 1 gdl:
Sd(T) = ordinata dello spettro di progetto
( )ii
i
di dGg
TS
TF
= 2
24 Sistemi a molti gdl nella quale
Gi = peso relativo al gdl i
di = spostamento del gdl i della struttura soggetta ad
un sistema di forze statiche trasversali fi = Gi
= ii
ii
dGg
dG
T
2
2Valore approssimato del periodo:
11bis
M t di di li i
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Metodi di analisi
Analisi dinamica lineare (+ spettro di risposta)
Consentita in ogni caso, con riferimento ad un modello completo dellintera
struttura (2D o 3D)
Numero di modi da considerare: fino al 90% della massa totale
Combinazione delle risposte modali: regola del modulo, oppurecombinazione quadratica completa
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M t di di li i
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Metodi di analisi
Analisi statica non-lineare (push-over)
Ponti: consentita in ogni caso (deve essere
accompagnata da una analisi modale completa)
Passi del metodo
Determinazione del legame tra risultante delle forze applicate (distribuite
secondo forme prescritte) e spostamento di un nodo di riferimento (push-over)
Determinazione delle caratteristiche di un oscillatore anelastico equivalente
Determinazione dello spostamento massimo delloscillatore con impiego dellospettro di risposta elastico
Conversione dello spostamento delloscillatore in quello della struttura e
verifica delle deformazioni e delle resistenze degli elementi
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M t di di li i
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Metodi di analisi
Analisi dinamica non-lineare
Ponti: consentita in ogni caso (deve essere accompagnata da
una analisi modale completa)
Azione sismica: accelegrammi artificiali o naturali, coerenti con lo
spettro di risposta elastico nella fascia dei periodi
attorno al periodo fondamentale della struttura
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PONTI coefficiente di str tt ra
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PONTI: coefficiente di struttura
Massimo valore di q per ponti a travata e pile in c.a.
5.3=q
Riduzioni
- Per pile tozze
- Per il calcolo delle spalle
- Per pile fortemente compresse
- Per ponti a geometria non regolare
1=q
( ) )(113.0
)(CfA
Nqqq
=
=
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PONTI: gerarchie delle resistenze
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PONTI: gerarchie delle resistenze
Criterio: le sollecitazioni di progetto negli elementi che devono
mantenersi in regime lineare si ottengono assumendo che in
tutte le zone dove prevista la formazione di cerniere
plastiche i momenti resistenti assumano il valore (frattile
superiore):
RM0
12.07.00 += q = fattore di sovraresistenza
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PONTI: gerarchie delle resistenze
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PONTI: gerarchie delle resistenze
E
RE
MMVV = 0
( VE, ME = sforzo di taglio e momento flettente alla base della pila)
Verifica a taglioPile:
Apparecchi
dappoggio:
Resistenza elastica orizzontale in grado di produrre
alla base della pila un momento flettente pari a RM0
Fondazioni: Sollecitazioni sulle strutture e sul terreno
determinate sulla base dei momenti resistenti alla
base delle pile moltiplicabili per 0
Spalle: Analisi trasversale: azione sismica ag
Analisi longitudinale: modello ponte-spalle-terreno con q=1
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PONTI: spostamenti
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PONTI: spostamenti
Spostamento massimo orizzontale del terreno
gDCg aTTSd = 025.0
Spostamenti relativi tra due punti r ed i
a
g
ririC
Vxd =
a
g
ririC
Vxd2=
Vg= velocit massima del suolo
Ca= velocit di propagazione apparente delleonde
- trasversali
- longitudinali
Spostamenti della struttura (caso di analisi lineare)
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dEEdd =
CC
C
TTperT
Tq
TTperq
+
=
=
5.115.1
)1(
5.1
( dEdspostamento dovuto allazione sismica di progetto)