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Metro di Copenhagen: la stazione Nørrebros Runddel

Applicazione del concetto di robustezza al progetto strutturale

I puntoni metallici temporanei

I puntoni sono stati progettati come elementi chiave, adottando un coefficiente di sicurezza sui materiali maggiorato γM,rob = 1,2.

Il progetto è stato eseguito in combinazione di stato limite ultimo (ULS) considerando quindi i fattori di Normativa sulle azioni e sui materiali ulteriormente amplificati per 1,2, calcolando le azioni senza la rimozione di nessun elemento strutturale.

Procedendo in questo modo, cioè tenendo conto della condizione ALS attraverso un’analisi ULS, i requisiti dell’annesso danese, descritti in precedenza, sono nominalmente soddisfatti e la robustezza risultante del sistema di puntoni può essere valutata per mezzo di considerazioni legate ai margini di sicurezza del sistema stesso: infatti i puntoni vengono così dimensionati con extra margini di sicurezza.

Considerando, inoltre, che essi sono costantemente monitorati, non ci sono ragioni di cedimento di un puntone, in condizioni di normale utilizzo: si può tuttavia supporre che ciò possa essere causato da ragioni accidentali e quindi non previste, ricadenti nel caso dell’ALS. In aggiunta a quanto detto, è stato verificato mediante calcoli bidimensionali come le assunzioni fatte siano conservative (assenza di effetti tridimensionali): nello specifico, si è proceduto alla rimozione di un intero ordine di puntoni dal modello (condizione ALS), in modo da valutare l’incremento di carico nei rimanenti e controllarne la stabilità.

Un approccio alternativo, che non è comunque stato seguito nel progetto dei puntoni della stazione Nørrebros Runddel, consiste nel progettare direttamente le strutture per le azioni ottenute nel caso di perdita di un elemento: considerando, cioè, tutte le possibili configurazioni che prevedono la perdita di un elemento, ridistribuendo le azioni sugli elementi rimanenti ed eseguendo le verifiche per il caso peggiore.

Questa procedura di verifica dovrebbe essere applicata in condizioni ALS, con opportuni coefficienti sulle azioni e sulle resistenze unitari.

Le paratie

Dato che risulta essenziale evitare un collasso progressivo della struttura, le paratie sono state verificate nel caso di perdita di un elemento, cioè di un ordine di contrasti: in questo modo, anche nel caso in cui si verifichi un tale evento, si evita un collasso sproporzionato, assicurando la robustezza dell’intero sistema.

La procedura adottata per questa verifica prevede che, una volta individuata la condizione peggiore in termini di azione assiale nei puntoni, il corrispondente ordine sia completamente rimosso dal modello 2D, eseguendo le necessarie verifiche in condizioni ALS con parametri caratteristici del terreno e fattori parziali unitari.

Le travi metalliche di ripartizione

Nel caso di perdita di un puntone metallico, l’elemento strutturale che ne risente maggiormente è la trave di ripartizione: in questo caso, infatti, la sua luce può raddoppiare e quindi il momento flettente, a meno di effetti 3D di redistribuzione nella struttura, quadruplicare.

Questa possibilità è solo teorica, in quanto la perdita di un elemento influenzerebbe la rigidezza relativa tra la paratia e la trave e si verificherebbe un parziale trasferimento di carico dalla trave alla paratia, con un effetto mitigativo delle conseguenze di un tale evento.

Inoltre, se si considera quanto descritto per le verifiche strutturali di robustezza dei puntoni metallici e delle paratie, si osserva che la rimozione di un intero ordine di contrasti rende implicitamente irrilevante la resistenza della corrispondente trave di ripartizione.

Sulla base di queste considerazioni, per le travi di ripartizione non si sono previste verifiche aggiuntive nel caso di perdita di un elemento.