Quali modelli di capacità adoperare per la valutazione della resistenza a taglio di pile da ponte a sezione cava esistenti?
Il lavoro oggetto di questa Technical News è stato presentato dall’autore in occasione della prima edizione del “Symposium on Concrete and Concrete Structures“, organizzato dal fib Italy YMG assieme alle associazioni CTE, aicap e fib, che si è tenuto il 15 Ottobre 2019 a Parma.
Durante il Symposium, questo lavoro è stato uno dei tre premiati con il riconoscimento “fib Italy YMG Award for best research advances in concrete and concrete structures”.
La pubblicazione originale è inclusa negli Atti del “1st fib Italy YMG Symposium on Concrete and Concrete Structures, Parma (2019)“, disponibili sul sito della fib International.
Sommario
La valutazione delle prestazioni sismiche dei ponti esistenti è oggi un aspetto di cruciale importanza per ambire ad ottenere comunità resilienti, in special modo in paesi, quali l’Italia, caratterizzati da notevole sismicità. La maggior parte dei viadotti italiani è stata realizzata mediante la tecnologia del cemento armato (c.a.) a cavallo tra gli anni ’50 e ’70 del secolo scorso ed è pertanto generalmente caratterizzata da carenze strutturali che ne determinano un’elevata vulnerabilità. La capacità sismica di tali opere è fortemente correlata alle performance delle pile da ponte, le quali sono spesso caratterizzate da percentuali di armatura trasversale insufficienti e, quando soggette a terremoti di elevata intensità, possono pertanto essere interessate da rottura a taglio. Una delle soluzioni più adoperate per le pile da ponte è rappresentata dalla sezione trasversale cava (hollow) a forma rettangolare o circolare. Per questa tipologia di elementi, che presenta una serie di peculiarità della risposta meccanica, le principali normative tecniche e linee guida nazionali o internazionali, nonché la letteratura scientifica, non forniscono formulazioni specifiche validate su una sufficientemente ampia base di dati. Pertanto, attualmente, un professionista chiamato a determinare la valutazione della resistenza a taglio di pile da ponte a sezione cava applica formulazioni non calibrate e validate per tali elementi. In tale contesto, il lavoro scientifico presentato durante la prima edizione del fib Italia YMG Symposium, prova ad offrire una risposta alla domanda: “quali modelli di capacità adoperare per determinare la capacità a taglio di pile da ponte a sezione cava?”. A tal fine, innanzitutto viene presentata una revisione dello stato dell’arte in merito ai principali modelli di capacità presenti in letteratura e normative tecniche. Quindi, con riferimento ai dati sperimentali relativi a prove condotte su elementi a sezione cava rettangolare e circolare, opportunamente collezionati per essere rappresentativi di pile di ponti esistenti, viene valutata la capacità di previsione di diversi modelli analitici. Infine, vengono proposte due formulazioni semplificate e calibrate sui dati sperimentali raccolti, che possono essere semplicemente implementate dai professionisti ai fini di assessment o nuova progettazione.
Biografia dell’autore
Paolino Cassese è assegnista di ricerca presso l’Istituto per le Tecnologie della Costruzione (ITC) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR). Diplomato al liceo scientifico di Nola (NA), si iscrive alla facoltà di Ingegneria Civile dell’Università Federico II del capoluogo campano nel 2006, dove consegue la laurea in Ingegneria Strutturale e Geotecnica con il massimo dei voti nel 2013. Dopo la laurea, prosegue il suo percorso di specializzazione nella stessa università con il Dottorato in Ingegneria Strutturale, Geotecnica e Sismica (29° ciclo). Ottiene il titolo di PhD nel 2017 discutendo la tesi dal titolo “Seismic performance of existing hollow reinforced concrete bridge piers”. Dal 2017, prosegue la sua attività di ricerca dapprima presso il Dipartimento di Strutture per l’Ingegneria e l’Architettura di Napoli, e poi, dal 2018, presso la sede napoletana di ITC-CNR.
Impegnato, sin dal dottorato, principalmente nella valutazione della risposta di strutture in cemento armato, esistenti e di nuova progettazione, mediante attività sperimentali e numeriche sviluppate nell’ambito di numerosi progetti di ricerca, recentemente, si occupa anche dello studio del comportamento meccanico di elementi strutturali in materiale cementizio realizzati mediante stampa 3D e di sub-assemblaggi di muratura adobe, della digitalizzazione delle prestazioni di prodotti da costruzione, dello sviluppo di sensori smart per il monitoraggio strutturale.
Bibliografia principale
Cassese P., Fenu L., Asprone D., Occhiuzzi A., Parisi F., Experimental study on the in-plane response of adobe masonry wallets strengthened with textile reinforced matrix systems, 8th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering. Streamed from Athens, Greece, 28-30 June 2021.
Cassese P., Fenu L., Asprone D., Occhiuzzi A., Parisi F., Experimental in-plane lateral response of a full-scale adobe masonry wall with opening, 8th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering. Streamed from Athens, Greece, 28-30 June 2021.
Cassese P., Bilotta A., Bonati A., Occhiuzzi A., Cosenza E. Seismic Performances of Reinforced Concrete Sandwich Walls. Italian Concrete Days 2020, Naples, Italy – April 14th to 17th 2021.
Cassese P., Bilotta A., Bonati A., Occhiuzzi A., Cosenza E. Study on the shear capacity of cast-in-situ reinforced concrete sandwich walls. 17th World Conference on Earthquake Engineering, 17WCEE, Sendai, Japan – September 27th to October 2th 2021.
Cassese, P., De Risi, M. T., Verderame, G. M. (2020) Seismic Assessment of Existing Hollow Circular Reinforced Concrete Bridge Piers. Journal of Earthquake Engineering, 24(10), 1566-1601. (DOI: 10.1080/13632469.2018.1471430)
Cassese, P., Bonati, A., De Risi, M. T., Verderame, G. M., & Cosenza, E. Which capacity models for shear-critical reinforced concrete hollow piers? Proceedings of the 1° fib Italy YMG Symposium on Concrete and Concrete Structures, Oct 15, 2019, Università di Parma, Parma, Italy. (Vincitore del riconoscimento internazionale “fib Italy YMG Award for Best Research Advances in Concrete and Concrete Structures”)
Cassese P., Bonati A., De Risi M.T., Verderame G.M., Cosenza E., On the assessment of the shear strength of existing hollow circular reinforced concrete members, Proceedings of the 7th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering. Crete, Greece, 24-26 June 2019.
Cassese P., De Risi M.T., Verderame G.M. (2019) A modelling approach for existing shear-critical RC bridge piers with hollow rectangular cross section under lateral loads, Bulletin of Earthquake Engineering, 17(1): 237-270, https://doi.org/10.1007/s10518-018-0429-2
Cassese P., De Risi M.T., Verderame G.M. (2018) A degrading shear strength model for R. C. columns with hollow circular cross-section, International Journal of Civil Engineering, 1-19, (DOI: 10.1007/s40999-018-0381-1)
Cassese P. , Ricci P., Verderame G.M. (2017) Experimental study on the seismic performance of existing reinforced concrete bridge piers with hollow rectangular section. Engineering Structures, 144: 88-106(DOI:10.1016/j.engstruct.2017.04.047)
Cassese P., De Risi M.T., Verderame G.M., Capacity models for shear-critical RC bridge piers with hollow cross-section, Proceedings of the 6th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering, Rhodes Island, Greece, 15–17 June 2017.
Cassese P., De Risi M.T., Verderame G.M., Seismic behaviour of poorly detailed R.C. bridge piers with hollow cross-section, COMPDYN 2017 (paper ID 18615), Proceedings of the 6th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering, Rhodes Island, Greece, 15–17 June 2017.
