L'INGEGNERIA DEI PONTI DELLA mca

 

Nel campo dei ponti la mca s.r.l., può essere riconosciuta come leader in Italia e fra le prime società di ingegneria specializzata nella progettazione dei ponti in Europa, fondando questa sua posizione sulla vasta esperienza e sui sofisticati sistemi di analisi strutturale appositamente realizzati e impiegati internamente.

L’ESPERIENZA

Nella mca s.r.l. opera un gruppo di ingegneri coinvolti da più di 30 anni nello sviluppo e controllo dei progetti di ponti, in stretto e continuo contatto con diversi istituti di ricerca sia italiani che europei, come l’Università degli Studi di Roma “La Sapienza”, CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche), Comitati governativi italiani per le norme sulle costruzioni metalliche, ECCS (European Committee for Constructional Steelworks) e CEN (Comitato Europeo di Normazione).

 LA PROGETTAZIONE E I CONTROLLI STRUTTURALI

La posizione d’avanguardia della Mca s.r.l. nella progettazione dei ponti è anche dovuta al sistema di analisi strutturale interno basato su know-how specifico combinato con alcuni tra i più importanti software di calcolo, con applicazioni sviluppate internamente per risolvere una serie di problemi sia relativi alla fase di progettazione che di costruzione dei ponti.

Tutto ciò consente in particolare di fornire contributi specifici quando strutture e fasi costruttive particolarmente complesse con tempi di costruzione molto ristretti richiedano soluzioni complesse in tempi rapidi.

La mca s.r.l. offre tutto ciò di cui la progettazione di ponti può necessitare come

  • Analisi sia di tipo statico che dinamico,
  • Analisi per non linearità materiale e/o geometrica,
  • Indicazione sulla geometria di montaggio tenendo conto delle problematiche di ogni singola fase costruttiva,
  • Gestione delle possibili varianti nelle diverse fasi costruttive,
  • Individuazione dei problemi strutturali durante il montaggio, già nella fase di progettazione.

Inoltre, alcune speciali caratteristiche sono molto utili e interessanti per un’accurata analisi di ponti di grande luce, come ad esempio,

  • L’impiego dello stesso modello sia per l’analisi globale che dei singoli componenti;
  • L’ottimizzazione dei parametri di progetto,
  • La dinamica del vento per strutture sospese;
  • Il controllo del montaggio.

un modello per ogni tipo di analisi

L'analisi è effettuata con un modello ibrido strutturale che appare come modello monodimensionale (modello a “beam”), ma che in effetti nasconde una maglia di elementi finiti che sarà utilizzata per focalizzare l’analisi su qualsiasi dettaglio che debba essere analizzato più a fondo, e quindi riducendo i risultati in termini di sollecitazioni su elementi monodimensionali per permettere le verifiche con qualsiasi normativa.

L’approccio alla progettazione integrata combina la semplicità di un’analisi globale, i cui risultati permettono di utilizzare la formulazione semplificata dei codici (momento resistente, taglio resistente) per gli effetti globali, con la precisione di calcolo FEM per gli effetti locali. Questa unica possibilità di integrare l’analisi globale e locale in un unico sistema deriva dall'introduzione di speciali elementi di transizione che permettono di accoppiare elementi “beam” con sottomodelli FEM, per cui ogni componente può essere definito come costituito da elementi monodimensionali o, in alternativa, da elementi finiti bi o tridimensionali.

L'analisi trasversale è molto importante in questo contesto e l'approccio ibrido descritto permette di combinare i risultati dell’analisi trasversale locale con quelli dell’analisi globale.

Il vantaggio di questo metodo di analisi è la facilità e la velocità con cui si passa dall’analisi della struttura a quella di dettaglio, con grande risparmi di tempi.

ottimizzazione dei parametri di progetto

Il metodo usa un processo iterativo che consiste nel fattorizzare opportunamente alcune condizioni di carico unitarie definite dall’utente sicché in combinazione con una condizione di carico fissata possono essere soddisfatti un insieme di criteri di progetto o di vincoli imposti.

L’obiettivo della ottimizzazione è appunto quello di trovare quale parametro del sistema debba essere modificato per soddisfare i vincoli imposti.

Nel caso particolare dei ponti sospesi, è possibile ad esempio minimizzare il numero delle sequenze di ritesatura dei cavi.

analisi dinamiche

Un algoritmo generale di time-history permette un’efficace soluzione di molti problemi pratici, inclusi eventi sismici, risposta dinamica di ponti pedonali, analisi di parti in moto, interazione binario struttura dei ponti percorsi da treni ad alta velocità, rottura improvvisa di cavi, anche impiegando metodi di analisi non-lineare includendo smorzamento e problemi di contatto.

Per quanto riguarda gli effetti dinamici del vento:

  • l’analisi del “buffeting” , compresi gli effetti di smorzamento aerodinamico e di rigidezza dovuti a movimenti strutturali causati dal flusso del vento, è basata sui parametri aero-elastici della sezione trasversale determinati con prove in galleria del vento, la cui dipendenza dalla direzione del vento è automaticamente tenuta in conto durante l’analisi statica dell’azione media del vento e l'analisi di “buffeting”;
  • il profilo del vento è caratterizzato dalla velocità media del vento e dalla turbolenza;
  • la natura stocastica del vento è presa adeguatamente in considerazione adottando spettri di potenza nel dominio delle frequenze, con possibilità di analisi nella stretta e larga banda di frequenze;
  • la distribuzione spaziale del vento è determinata da una funzione di decadimento e dalla geometria strutturale;
  • valori di picco sono calcolati combinando opportunamente i risultati dell’azione media del vento con quelli del “buffeting”, utilizzando i relativi valori di picco;
  • un metodo nuovo e originale per prevedere i valori di forze/momenti consente di effettuare direttamente le verifiche di normativa.

Il metodo permette anche la valutazione analitica dei parametri aero-elastici della sezione trasversale, in modo da ridurre il numero di prove in galleria del vento e consentire di modificare velocemente la sezione in fase di progettazione senza ulteriori ricorsi a prove sperimentali.

controllo della costruzione

Un particolare algoritmo, operando sulle controfrecce, dà la possibilità di determinare gli effetti, sia in termini di deformazioni che di forze, conseguenti ad una predefinita geometria della struttura imposta in qualsiasi fase costruttiva.

In tal modo la geometria in fase di montaggio e i suoi effetti possono essere attentamente controllati; gli effetti di eventuali errori possono essere rapidamente valutati e, per le seguenti fasi di montaggio, possono essere individuate le modifiche da apportare in modo da ridurre al minimo gli effetti statici e geometrici finali sulla struttura. A tal fine, la struttura deformata è usata come partenza per il calcolo, tenendo conto della posizione di ogni elemento nello spazio quando sia necessaria la valutazione di effetti di secondo ordine.

Eventuali scostamenti tra lo stato teorico di progetto e quello reale in fase di montaggio possono essere facilmente introdotti nel modello numerico, dando come risultato le azioni correttive in termini di "forze/deformazioni" da introdurre per raggiungere la corretta geometria finale di progetto.

La possibilità di simulare le fasi costruttive nella fase di progettazione permette di individuare quanto necessario curare nella fase costruttiva, verificando la compatibilità del progetto col sistema e le sue fasi costruttive sin dall’inizio della fase di progettazione.

L’ATTIVITÀ NELLA REDAZIONE DELLE NORME

Il Prof. Mele è stato per anni molto attivo nei Comitati ECCS per le strutture a pareti sottili e formate a freddo, collaborando fra gli altri con i proff. Massonnet, Dowling, Harding, Baehre.

Per quanto attiene alla attività nell’ambito delle Norme è stato tra l’altro

  • Presidente del Comitato per la normativa italiana per le strutture metalliche a parete sottile (CNR 10011) e per le strutture miste acciaio-calcestruzzo (CNR 10016);
  • Membro del Comitato CEN per l’Eurocodice 3 – Parte 2 (ponti in acciaio), del Comitato CEN per l’Eurocodice 4 – Parte 2 (ponti a struttura mista acciaio-cls) e per le Appendici dedicate a stralli e tiranti;
  • Membro del Comitato ANAS per le linee guida sulla durabilità dei ponti;
  • Membro del Comitato governativo italiano che ha recentemente scritto le nuove norme tecniche sulle costruzioni (Settembre 2005).
mca s.r.l. - Viale Giuseppe Mazzini 4 Roma (RM) - P.IVA 10495251000 - Privacy - Note legali