Stabilita' di archi e volte in muratura: spinte, ponti, sisma verticale

16 feb 2021


SAV | Notizia

(16.02.2021) Aedes è lieta di annunciare il rilascio della nuova versione di SAV, il software per la Stabilità di Archi e volte in muratura. Nelle pagine dedicate ai contenuti del software SAV sono illustrate alcuni dei principali sviluppi: PONTI ESISTENTI IN MURATURA, COMPONENTE SISMICA VERTICALE. Tutti i dettagli relativi alle novità sono contenuti nel nuovo manuale di aggiornamento.
Qui presentiamo in sintesi le principali nuove funzionalità.

Nuove modalità per la definizione di carichi direttamente applicati sui conci, gestiti attraverso la finestra di inserimento dei carichi concentrati relativi alla condizione di carico elementare (CCE) corrente.
Oltre ai carichi verticali direttamente agenti sui conci, che possono corrispondere ad esempio a masse appese alla struttura voltata, i carichi orizzontali concentrati consentono la modellazione di varie situazioni fisiche, fra le quali:
a) casi di archi spingenti impostati sopra all'arco o volta principale: l'arco superiormente impostato determina una sollecitazione sia verticale che orizzontale sulla volta sottostante;
b) azioni da spinta passiva dovuta al riempimento sopra la volta: queste forze contrastano la formazione dei  meccanismi di collasso e assumono particolare interesse nell'analisi dei ponti in muratura;
c) azioni distribuite di frenamento o avviamento dovute a carichi stradali o ferroviari.

② Gestione delle azioni dovuti alle spinte passive: ciò consente un'analisi più appropriata nei casi in cui il meccanismo di collasso sia contrastato dalla reazione del riempimento nei confronti dello spostamento cinematico.
Un apposito comando della finestra dei Carichi Concentrati della CCE corrente calcola ed applica automaticamente le azioni orizzontali da spinta passiva sui conci, distinguendo la metà a monte (a sinistra dell'asse verticale dell'arco) da quella a valle (a destra dell'asse verticale) e rendendo inoltre possibile la selezione dell'azione passiva solo su un gruppo di determinati conci.

③ Per la verifica di ponti ad arco in muratura, SAV 2020 consente la definizione automatica dei carichi stradali e ferroviari secondo il D.M. 17.1.2018, attraverso appositi comandi che generano i corrispondenti carichi distribuiti e concentrati. SAV consente anche la modellazione delle azioni di frenamento e di avviamento dei carichi stradali e ferroviari. Nel documento di aggiornamento vengono proposti approfondimenti riguardanti le categorie EQU e STR dello stato limite ultimo per la verifica di sicurezza del ponte stradale esistente in muratura, secondo le indicazioni del documento CNR-DT 213/2015: "Istruzioni per la Valutazione della Sicurezza Strutturale di Ponti Stradali in Muratura".
Per i ponti esistenti in muratura l'interazione con le spinte passive dal riempimento assume importanza notevole: a questo argomento sono dedicati approfondimenti nel documento di aggiornamento.

④ E' ora possibile eseguire l'analisi dell'arco considerando anche la componente sismica verticale.
Le forze corrispondenti possono riferirsi al 100% oppure al 30% degli effetti, con forze disposte verso l'altro, verso il basso oppure dipendenti dal cinematismo. Le diverse ipotesi corrispondono a possibili combinazioni di contemporaneità fisica fra azioni orizzontali e verticali. La metodologia di calcolo considera che nel calcolo della capacità viene inserita, attraverso le forze verticali, la domanda e quindi un opportuno procedimento iterativo determina un risultato coerente relativamente al moltiplicatore sismico di collasso.
Nei casi applicativi si osserva che inserendo la componente sismica verticale l'indicatore di rischio sismico ζE si riduce per una percentuale simile alla riduzione del moltiplicatore di collasso, una riduzione che può essere significativa in dipendenza dal tipo di volta, dai carichi e dalla zona di ubicazione della costruzione.
Nel campo del consolidamento strutturale si rende quindi opportuna l'inclusione della componente sismica verticale per valutare le implicazioni sui coefficienti di sicurezza e conseguentemente sulla definizione degli interventi di rinforzo.

⑤ E' disponibile la definizione di gruppi di conci esclusi dalle verifiche di sicurezza. La tecnica di esclusione di alcuni conci dalle verifiche di sicurezza può essere applicata in varie situazioni, tuttavia la sua utilità si manifesta prevalentemente nelle imposte vincolate da altre strutture: ad esempio, ad un'imposta si può tollerare la fuoriuscita della curva delle pressioni grazie al contributo di strutture locali esterne stabilizzanti (è questo il caso di ponti multicampata dove le strutture alle imposte di due archi portanti consecutivi sono solidarizzate tra loro da blocchi in muratura regolare avente funzione strutturale paragonabile a quella dei conci dell'arco).
La funzionalità di esclusione di conci dalle verifiche può trovare applicazione anche negli archi estratti da volte complesse, ad esempio per i casi delle volte a vela, dove si ha una diversa profondità dei conci lungo lo sviluppo dell'arco. Può accadere che nelle zone di imposta i conci presentino profondità molto ridotta, il che può implicare alcune valutazioni locali non realistiche, come picchi tensionali troppo elevati in realtà attenuati attraverso il comportamento tridimensionale della struttura voltata.

Nel nuovo manuale di aggiornamento di SAV 2020 l'illustrazione dettagliata delle nuove funzionalità fornisce una guida operativa completa sia per quanto riguarda i presupposti teorici, sia per i comandi d'uso e gli aspetti applicativi.