Conclusioni e possibili sviluppi
I modelli 2D con elementi tipo Beam che considerano la presenza dei giunti longitudinali, rispetto a modelli 2D continui, consentono un’ottimizzazione del dimensionamento dei rivestimenti in termini di resistenze (spessore/armature). Un limite di tali modelli è tuttavia quello di non considerare carichi non uniformemente distribuiti lungo lo sviluppo della galleria né tanto meno la presenza dei giunti trasversali o delle unioni longitudinali, che possono essere dimensionate solamente mediante schemi semplificati. I modelli 3D del singolo anello con elementi tipo Shell non forniscono di fatto informazioni aggiuntive rispetto ai modelli 2D con elementi di tipo Beam, che si presentano tuttavia molto più snelli e di facile impiego. Viceversa, i modelli 3D di anelli multipli con elementi tipo Shell, a differenza dei modelli 2D, consentono il dimensionamento degli elementi di connessione longitudinale tra gli anelli.
Da tutte le analisi condotte si evince come i modelli 2D sono in generale, nonostante la loro semplicità, in grado di cogliere con ottima approssimazione le sollecitazioni nei conci e sufficientemente attendibili per la normale prassi progettuale ma non possono fornire alcune informazioni necessarie nel momento in cui si vuole spingere la progettazione verso un’ottimizzazione delle resistenze e delle connessioni tra i conci. In particolare, per incrementare il carico di progetto del rivestimento è possibile agire:
- aumentando la resistenza dei conci, incrementando lo spessore o la classe di resistenza del cls;
- aumentando la resistenza dei giunti longitudinali, per esempio inserendo elementi resistenti a trazione;
- aumentando localmente le resistenze in gioco negli spigoli dei conci, per esempio mediante l’inserimento di una armatura integrativa.
Se gli effetti delle prime due soluzioni possono essere indagati mediante semplici modelli 2D che tengono opportunamente in considerazione la presenza dei giunti, è opportuno osservare che la terza soluzione chiama in gioco anche il contributo dei connettori longitudinali. Aumentare la resistenza degli spigoli significa infatti aumentare il range di progetto tra Prif1 (carico asimmetrico in corrispondenza del quale la schematizzazione dei giunti influenza i risultati) e Prif2 (carico asimmetrico in corrispondenza del quale lo spigolo del giunto longitudinale raggiunge la deformazione ultima del calcestruzzo), all’interno del quale, come mostrato in precedenza, la forza nei connettori longitudinali cresce proporzionalmente al carico. Nel proseguimento dello studio, è intenzione degli Autori approfondire i modelli qui descritti anche al fine di effettuare analisi di sensibilità sugli effetti indotti da:
- diverse tipologie di unioni;
- possibili errori di allineamento nella messa in opera dei conci/presenza di difetti negli elementi di connessione;
- non uniformità del carico Prif lungo l’asse della galleria.
Obiettivo di tali analisi è quello di indagare quali siano i fattori che più influenzano lo stato tensionale nel sistema anche nell’ottica di approfondire le cause che portano a problemi locali di fessurazione dei conci (sui bordi e sugli spigoli).