Analisi al SAP

ANALISI AGLI ELEMENTI FINITI MEDIANTE SAP

Il ponte studiato è stato fin qui trattato mediante metodi di calcolo approssimati.

Risulta quindi utile impostare un’ulteriore analisi agli elementi finiti. Il programma di

calcolo utilizzato è il SAP (Structural Analysis Program) che consente di modellare

strutture agli elementi finiti.

Lo scopo di questa modellazione consiste nel verificare l’analisi statica delle

sollecitazioni. 2

Descrizione del modello

La costruzione del modello in Sap è stata eseguita seguenti i passi:

- definizione della geometria dell’impalcato in autocad;

- definizione dei materiali e della geometria in Sap;

- elaborazione dei dati.

1) Definizione della geometria dell’impalcato in autocad

Per prima cosa è stata definita la geometria in autocad, come mostrato in figura:

Dati Geometrici Longitudinali

Luce

Campata sinistra 29050 mm

Campata centrale 41500 mm

Campata destra 29050 mm 3

Dati Geometrici della sezione Trasversale

Larghezza

Sezione trasversale 14300 mm

Marciapiede sx 1650 mm

Corsia 1 3000 mm

Corsia 2 3000 mm

Corsia 3 3000 mm

Corsia rimanente 2100 mm

Marciapiede dx 2050 mm

Nel rispetto della geometria dell’impalcato si è cercato di costruire maglie quanto più

quadrate possibile, in modo da garantire successivamente una buona mesh della

soletta.

2) Definizione dei materiali e della geometria in Sap

Il SAP consente di definire diversi materiali oltre ad avere di default sia le

caratteristiche dell’acciaio che del calcestruzzo. Queste sono state però modificate per

adeguarsi ai tipi di materiali utilizzati (calcestruzzo C 32/40 e acciaio S355). Occorre far

notare che tutti questi materiali hanno medesimo comportamento a trazione e a

compressione: per questo motivo il calcestruzzo, che nella realtà ha una resistenza a

trazione molto bassa, nel modello risulta invece resistente in eguale misura a trazione e

a compressione. Questa approssimazione è però aggirata trascurando il contributo

delle armature e ottenendo così un comportamento molto vicino a quello reale. I dati

utilizzati sono riassunti nella seguenti tabelle: 4

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Per quando riguarda gli elementi bidimensionali, il SAP consente di definire elementi

shell, che garantiscono di approssimare bene il comportamento flessionale di una

piastra garantendo la congruenza ai nodi. Tutti gli elementi dell’impalcato (soletta, svasi,

e le varie componenti del cassone) sono schematizzati con elementi shell, cui è

attribuito l’opportuno spessore e l’opportuno materiale. Si è fatta attenzione a che ogni

shell fosse collegata a quelle adiacenti facendo coincidere i nodi corrispondenti, questo

perché altrimenti non sarebbe garantita la congruenza. 6

7

In maniera analoga è stato fatto per tutti gli altri elementi dell’impalcato quali:

Ala superiore Cassone

- Anima cassone

- Corsia 1

- Corsia 2

- Corsia 3

- Corsia rimanente

- Marciapiede destro

- Marciapiede sinistro

- Sezione di carico Q1

- Sezione di carico Q2

- I traversi sono schematizzati con elementi monodimensionali di tipo frame. Sono

elementi in acciaio con una sezione corrispondente a quella scelta in fase di progetto.

Una volta definiti i materiali e gli elementi che defiscono l’impalcato, esso è stato

importanto da autocad assegnando agli elementi le sezioni appena definite, il risultato è

quello mostrato: 8

Il passo successivo è la definizione dei carichi. La combinazione statica scelta è quella

che massimizza il momento positivo della trave; come illustrato nella relazione la

combinazione di carico a cui facciamo riferimentoè la seguente:

Vista trasversale

Vista longitudinale 9

Il SAP ricava da sé i carichi permanenti degli elementi introdotti nel modello e li ingloba

in un Load case che è indicato con la voce “DEAD”. Pertanto restano da aggiungere i

carichi della pavimentazione e del marciapiede, schematizzati come uniformemente

distribuiti sugli elementi pertinenti e i carichi dovuti a ringhiere, cordoli e guard-rail che

sono stati inseriti mediante carichi nodali calcolando opportunamente le corrispondenti

forze equivalenti ( in questo caso sono stati trascurati). Carico 2

Pavimentazione 2,97 kN/m 2

q 12,15 kN/m

1d 2

q 3,375 kN/m

2d 10