martedì 28 gennaio 2020

Tema: Cosa c'è dietro al design di un Archistar...

... ovvero: quanto ti complico la vita agli ingegneri strutturisti e a tutta la 'filiera', materiali chiamati a lavorare sotto carico compresi...

Lineare, pulito e bello a vedersi, certo design...
Ma, dal design al fare... c'è di mezzo... un mare di difficoltà e complicazioni...
E già, perché un involucro, per bello che sia, va riempito con qualcosa di funzionale... Qualcosa che possa davvero reggere i carichi...
Ma coniugare estetica e funzionalità non è cosa facile, specie sulle lunghe camp... distanze...
Un tema da sviluppare...















Aggiornamento del 13 marzo 2020
Sulle prestazioni del solettone in calcestruzzo armato di copertura da gettare in opera:
> dovrebbe collaborare con la struttura portante trasversale (con la quale diventa un tutt’uno a gettata ultimata e consolidata) nel sopportare i successivi carichi statici come il manto stradale in conglomerato bituminoso e i carichi dei veicoli in transito (piuttosto che il peso proprio gravante sulla sottostante struttura);
> non pare possa contribuire in modo e misura apprezzabili (rappresentando un carico statico uniformemente distribuito) nei confronti della struttura portante longitudinale: un 'peso morto' tanto più importante quanto più sono estese le campate, in grado di attivarsi parzialmente solo sotto i carichi statici successivamente applicati e carichi mobili in transito, rispetto alla struttura principale sottoposta a costante sollecitazione a causa di tutti i carichi statici permanenti)...
Se il proposito fosse quello di far lavorare il solettone armato a trazione in corrispondenza degli appoggi sui piloni e a compressione in mezzeria delle campate anche a fronte del peso proprio dell'intera struttura (e non solo dei successivi carichi statici e dei carichi mobili in transito), occorrerebbero delle opere provvisionali a supporto delle campate, del tipo 'rompitratta', da mettere in opera prima della gettata... http://www.treccani.it/enciclopedia/rompitratta/
E certe strutture metalliche provvisionali 'a portale', montate per la demolizione di certe parti del vecchio ponte, potrebbero assolvere in modo ottimale alla funzione di rompitratta...
Ma può essere che la struttura portante longitudinale sia stata dimensionata robusta a tal punto da non necessitare di un tale apporto (quindi rigida al punto da non ammettere nemmeno un'efficace azione di supporti rompitratta provvisori)...
E' pur vero che potrebbe quantomeno lavorare a trazione la parte di solettone armato a cavallo dei piloni (quale reazione anche al peso proprio del solettone in mezzeria) a condizione che si parta con la gettata del calcestruzzo dalla sommità dei piloni stessi, procedendo verso la mezzeria della campata, con l'accorgimento di dare al cls sui piloni il giusto tempo di maturazione.... Con presumibile ripresa del getto in corrispondenza della sezione ove, dal calcolo, risulterebbe azzerarsi lo sforzo di trazione...

Aggiornamento del 02 aprile 2020
Un dettaglio, forse non proprio trascurabile: un solettone in calcestruzzo alleggerito [ipotesi ottimistica 1280 (daN/mc) di peso specifico], di sezione trasversale 26 (m) x 0,30 (m) di spessore, origina un peso pari a circa 10 tonnellate a metro lineare di campata. Il che vuole dire 900 (t) per una campata di 90 mt, pari a circa la metà del peso proprio della sottostante struttura portante in acciaio, quindi dello stesso ordine di grandezza (una proporzione che non cambia variando la lunghezza della campata)
Se, poi, il peso specifico del calcestruzzo alleggerito fosse realisticamente prossimo ai 2000 (daN/mc) (anziché gli ottimistici 1280), le 10 tonnellate a metro lineare di campata diventerebbero 15,6  e le 900 (t) di cui sopra diventerebbero circa 1400 t, quindi di poco inferiori al peso proprio della sottostante struttura portante in acciaio (campata da 90 mt).
Un gravame notevole, tanto più importante e deleterio, fors'anche inammissibile, quanto più estesa è la campata, qualora il solettone non contribuisca con un appropriato apporto strutturale integrato.
[In un calcolo di 2^ approssimazione andrebbe considerata la presenza dei ferri di armatura nel solettone, di peso specifico ben maggiore del calcestruzzo...]
Numeri dei quali occorre avere conferma, quelli sopra ipotizzati.
Un dato che parrebbe certo sono il totale di ottomila metri cubi di calcestruzzo da gettare in opera sull'intera lunghezza del nuovo viadotto...
Nuovo ponte a Genova, si preparano 8mila metri cubi di calcestruzzo per la soletta del viadotto
Il relativo peso totale è presto calcolato: 8000 (mc) x 2000 (daN/mc) = 16.000.000 (daN)  16.000 tonnellate [nell'ipotesi dei 2000 (daN/mc), da verificare]. Considerata la lunghezza totale del viadotto, indicata in 1067 (m), ne conseguirebbe un peso del solettone a metro lineare di viadotto pari a 16.000 (t) : 1067 (m) 15 (t/m), un valore che conferisce attendibilità alle iniziali valutazioni di questo aggiornamento (a ragion veduta ottimistiche nella prima parte).
Notare come le 16.000 (t) di peso totale del solettone in calcestruzzo finiscano per gravare in via permanente sulla sottostante struttura portante in acciaio del peso totale (si legge) di 18.000 (t), due pesi pressappoco eguali...
Un pò come bardare un mulo con un basto dello stesso peso del mulo, direbbe un nostalgico dei tempi che furono... E, sopra il basto, il carico da trasportare!
Ma ci pensate, per analogia, all'assurdo di una trave d'acciaio IPE o HE, sottoposta a sollecitazione di flessione, monca (o in qualche modo carente dell'apporto) di una delle due ali, più precisamente dell'ala superiore? E gli strutturisti, preparati quanto basta, sanno benissimo che sono principalmente le due ali a reagire alla flessione in quanto più distanti dall'asse neutro (con riferimento alla sezione trasversale della trave)...

Aggiornamento del 20 aprile 2020
Una ulteriore considerazione non meno importante...
Qualunque carico statico 'morto' (ossia non attivo, non collaborante) di entità non trascurabile, uniformemente distribuito o concentrato, che graverà sulla struttura portante fuori dalla verticale dei piloni, influirà sui modi propri di vibrare dell'intero manufatto sotto i carichi dinamici dei mezzi in transito, riducendo le prime frequenze proprie di risonanza (quelle più basse ossia di più lungo periodo, che sono le più nocive in quanto comportano ampiezze di oscillazione maggiori, quindi maggiori sollecitazioni a carico della struttura stessa).
Questo vale quanto più sono estese le campate, analogamente all'incidenza dei carichi statici di cui al precedente aggiornamento (beninteso nell'ipotesi che le campate abbiano la stessa struttura metallica portante in termini di resistenza meccanica).
Un effetto certo è la riduzione del numero di cicli di fatica ammissibili nel tempo, quando non in presenza di peggiori effetti nell'immediato...
E' pur vero che il solettone in calcestruzzo armato non è propriamente assimilabile ad un peso morto distribuito poiché si attiva e reagisce all'aumentare delle ampiezze di oscillazione contrastandole e smorzandone l'entità. Ad essere precisi, non si tratta di effetto smorzante perché la risposta del solettone in sé, sempreché supportata dalla sottostante struttura, si configura di tipo elastico...   
In ultimo, vale anche la pena considerare la presenza di sezioni trasversali interamente saldate sulla struttura metallica portante, con ciò che comporta una saldatura sul materiale base dei due giunti... 

Aggiornamento del 6 maggio 2020
Quanto (e sollecitato da quali carichi) lavorerà (reagendo attivamente) questo reticolo di ferro d'armatura del solettone?

Una cosa è certa: sarà un solettone in calcestruzzo fortemente armato!
"Com'è giusto che sia", più d'uno, giustamente, dirà...

Aggiornamento del 18 maggio 2020
Se i ragionamenti sopra riportati hanno un senso e un fondamento logico (ed è possibile, fors'anche molto probabile, che lo abbiano), urge, come si suol dire in circostanze del genere, 'correre ai ripari'. E farlo a gettata fatta sarebbe troppo tardi...


Aggiornamento del 05 giugno 2020
Un bell'esempio di 'trave continua' ad appoggi multipli, il nuovo ponte visto da lontano... Roba da Manuale del Colombo (laddove si disserta anche sulle dilatazioni termiche, sulle sollecitazioni che generano nei materiali quando sono impedite in tutto o in parte, sui giunti di dilatazione, ecc.)...
Longilineo, snello, il nuovo ponte... Grandi luci... Forse un pò troppo?
Specie se deve sobbarcarsi il peso del solettone in primis, quello del manto stradale e degli altri carichi statici aggiuntivi e, infine, i carichi mobili rappresentati dal traffico, in particolare quello pesante...
Sarebbe interessante conoscerne la deformata, sotto l'azione dei carichi statici in primo luogo, ivi comprese le frecce massime in mezzeria delle campate, in particolare di quelle a maggior luce...

N.B.: Gettato il calcestruzzo del solettone in ~10 gg a partire dall'11 giugno 2020

Aggiornamento del 22 giugno 2020
"Abbiamo urgenza di sapere a chi dobbiamo consegnare il ponte e chi si dovrà occupare del collaudo finale. È un passaggio obbligato per aprire il ponte, mentre il collaudo statico e tutti gli altri collaudi li faremo noi...", dichiara il Commissario Straordinario alla ricostruzione nonché Sindaco di Genova, Marco Bucci.
Non si comprende bene come e perché voglia ripartire la competenza del collaudo (che dovrebbe essere unico ed omni-comprensivo): collaudo statico e 'tutti gli altri collaudi'(?) di concerto/in contraddittorio tra committente e costruttore (si presume intenda). Per il 'collaudo finale'(?) tira in ballo il concessionario? Che vuol dire? E che senso ha?
Vero è che 'il Collaudo' necessita della figura professionale del 'Collaudatore' che ne sottoscriva gli atti (assumendosene la responsabilità). Ma dove lo va cercando? Lo vuole individuare nell'ambito di Autostrade per l'Italia?

Aggiornamento del 28 luglio 2020
Problematico aspettarsi da prove finali di collaudo, per quanto rigorose (per consistenza & carichi applicati, non certo per l’aspetto scenografico tecnicamente irrilevante), che possano evidenziare se le tensioni sono uniformemente e coerentemente distribuite sui diversi componenti strutturali (nella composita ‘architettura’ di elementi agenti in parallelo/serie) o se vi siano piuttosto componenti sovra-sollecitati ed altri sollecitati marginalmente ovvero in sub-ordine rispetto ai primi…
I ragionamenti precedenti, a ragion veduta, si confermano fondati.

Aggiornamento del 2 agosto 2020
Anomalie a livello progettuale ed esecutivo che avrebbero dovuto essere riscontrate, ahinoi in extremis, nelle verifiche tecniche di collaudo in senso lato (documentali incluse).
Tuttavia, anche le prove tecniche di carico finali, statiche e dinamiche, se correttamente eseguite (nel pieno rispetto della normativa), con le opportune e mirate analisi dei segnali rilevati dai sensori di misura delle varie grandezze critiche (spostamenti & deformazioni, frecce, accelerazioni, ecc.), qualche 'avviso' di allerta lo avrebbero dovuto dare...
Torna ora alla mente l''infelice battuta del presidente della Regione Liguria Toti di qualche giorno fa: "Il nuovo ponte non crollerà mai!". Nessuno lo ha allertato a proposito del "Mai dire mai!"...
Una battuta che, detta dal personaggio, non suona di buon auspicio...

Aggiornamento... tardivo (inserito il 2 giugno 2021)...
Foto ricordo (7 settembre 2018)








Aggiornamento del 24 agosto 2023
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