2015 corso dottorato OTTIMIZZAZIONE STRUTTURALE franco bontempi

1Ottimizzazione Strutturale

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1

Introduzione alla

OTTIMIZZAZIONE STRUTTURALE (parte A)

Franco Bontempi

Ordinario di Tecnica delle Costruzioni

Facolta di Ingegneria Civile e IndustrialeSapienza Universita di Roma


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2

2014


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7


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8

Object of the course

Introduction of basic and advanced ideas and aspects of structural design without to

much stress on the analytical apparatus

but with some insigth on the computational

techniques.


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9


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12

Objects (slang)

STRUCTURES

DESIGN

ANALYSIS

ENGINEERING

RESEARCH

13

0MAKING IT PERSONAL

Ottimizzazione Strutturale

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13


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14


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16


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18

General Scheduling (2014)

1st Day:

Basic definitions of structure, requirements,

values, optimization, ;

2nd Day:

Advanced specific case of structural optimization

(service / ultimate / extreme scenarios);

3rd Day:

Advanced concepts (structural systems,

advanced criteria, tools of design)


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19

WHO I AM


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20

Bio

Born 1 April 1963.

1982 -1988, Laurea (5-year degree, equivalent with MEng + MSc) Politecnico di Milano.

1989 -1993, PhD in Structural Engineering Politecnico di Milano

1992-1998, Assistant Professor of Structural Analysis and Design Ricercatore nelle discipline Scienza e Tecnica delle Costruzioni) Politecnico di Milano.

1998-2000, Associate Professor of Structural Analysis and Design (Professore Associato di Tecnica delle Costruzioni) University of

Rome La Sapienza, School of Engineering.

2000-today, Professor of Structural Analysis and Design (Professore Ordinario di Tecnica delle Costruzioni) University of

Rome La Sapienza, School of Civil and Industrial Engineering.


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21

1983

23

1993


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27

2003

28

2004

30

2015


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33

Stro N

GERwww.stronger2012.com


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36

Stro N

GERwww.stronger2012.com

37

20121992

42

1BASIC ASPECTS OF STRUCTURAL ENGINEERING


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42


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43

WHAT IS A STRUCTURE

Basic


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44


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47FB nov 05 47

ELEMENTI E COMPONENTI

STRUTTURALI

ORGANIZZAZIONE

Le relazioni stabili di funzione, funzionalit

e topologia che danno significato agli

elementi indipendentemente dalla loro specificit.

STRUTTURA

Elementi specifici che tramite le relazioni

strutturali formano una configurazione persistente nel

tempo

SISTEMA

Struttura durevole di elementi organizzati, che

viene osservata come unit che presenta

caratteristiche emergenti.


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48FB nov 05 48

ELEMENTI E COMPONENTI

STRUTTURALI

ORGANIZZAZIONE

Le relazioni stabili di funzione, funzionalit

e topologia che danno significato agli

elementi indipendentemente dalla loro specificit.

STRUTTURA

Elementi specifici che tramite le relazioni

strutturali formano una configurazione persistente nel

tempo

SISTEMA

Struttura durevole di elementi organizzati, che

viene osservata come unit che presenta

caratteristiche emergenti.


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49

MAIN CHARACTERISTICS

Micro-level:

local size of the sections, i.e. thickness, area, inertia, (Detailed Geometry)

Meso-level:

form of the structural element or structural part (substructure), i.e. main longitudinal axis, curvature, profile, (Global Geometry)

Macro-level:

connections of the different structural parts (Load Path)


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50

http://carat.st.bv.tum.de/caratuserswiki/index.php/Users:Structural_Optimization/General_Formulation

OPTIMIZATION LEVELS


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51

TRAVE DI DE SAINT VENANT

L

D

d

H x


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52

Esempi semplici di sezioni di trave

D

d

H

H

b

B

d

t


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53

Profili sottili


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5454

Allungamento geometrico

H

H

H

L = 10 H

L = 5 H

L = 3 H

H

B

B

B

regione

diffusiva

(a)

(b)

(c)


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55

A B

Principio di Saint Venant

I sistemi A e B di carichi applicati sul corpo sono staticamente equivalenti, ovvero hanno le stesse

risultanti globali


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56

Principio di Saint Venant:

trave a sezione compatta

A

B

C

b

F

F

C = F b

F

F

2 F

x

x

x


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5757

B-/D- Regions (1)

A

B

C

D E

F

G

H

1

2

3

4 5

6

7

8


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58

B-/D- Regions (2)

A

B

C

D E

F

G

H

FB Dalian, June 2008 60

deck arrangement


deck arrangement


highway girder section


railway girder section


transverse element section


NODAL REGIONS

DIFFUSIVE REGIONS


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7474

Perdita di forma


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7575

Perdita di forma


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7676


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7777

Perdita di forma (1)


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7878

Perdita di forma (2)


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7979

Diaframmi trasversali (1)


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8080

Diaframmi trasversali (2)


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81


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82

Ovalizzazione


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8383

Ovalizzazione: flangia


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8484


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8585

Effetti locali: ruolo delle costolature


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8686

Profili sottili e torsione


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8888

Shear - lag

91

LOAD PATH


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92

Load path

93

FORMA

94

VETTORE

95

FLESSIONE

96

SUPERFICIE

97

ALTI


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98

Integrazione / Specializzazione

101

monoscocca

102

monoscocca


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109L

h

b

Example


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110

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

33 34 35 36 37

41 42 43 44

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21 22 23 24 25

26 27 28 29

X

Z

L

h


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111

Gravity: displacements


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112

Gravity: moments


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113

Gravity: axial action


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114

Horizontal load: displacements


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115

Horizontal load: moments


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116

Horizontal load:axial action


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117

F

F

F

F/5 F/5 F/5 F/5 F/5

Reactions


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118

Load path


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119

Load path


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120


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121


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122

STRUCTURAL SYSTEM


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123

125

Struttura

Sottostruttura

Componenti

Elementi

126Franco Bontempi -

Corso DEI feb.06

126

129

Torre

Bacari

Latina

130130

131131

132132

133133

134134

135135

136136

137137

138138

139139

140140

142

Torre

Pontina

Latina

145145

146146

147147

Spostam. (cm) Increm. rispetto al nucleo

Setto laterale parallelo 3.20 + 16%

Setto laterale perpendicolare 3.10 + 12%

Setto del vano scala 2.77 + 0%

Setti del vano ascensori 2.77 - - -

148148

149149

150150

162

ACT Tower,

Hamamatsu,

JAPAN

SISTEMA

STRUTTURALE

PRINCIPALE

ZONE SPECIALI DI

IMPALCATO

SISTEMA DI

RITEGNO/SOSTEGNO

SISTEMA

STRUTTURALE

SECONDARIO

SISTEMA DI

SOSPENSIONE

IMPALCATO

CORRENTE

FONDAZIONI DELLE TORRI

ANCORAGGI

TORRI

SELLE

CAVI PRINCIPALI

PENDINI

CASSONI STRADALI

CASSONE FERROVIARIO

TRAVERSO

INTERNE

TERMINALI

SISTEMA STRUTTURALE

AUSILIARIO

STRADALE

FERROVIARIO

FUNZIONAMENTO

MANUTENZIONE

EMERGENZA

PONTE

MACROLIVELLO

MESOLIVELLO

166

Individuazione delle

VARIABILI di progetto

per ciascun elemento

Individuazione degli

ELEMENTI

per ciascun componente

Individuazione dei

COMPONENTI

di ciascuna sottostruttura

SOTTOSTRUTTURAZIONE

del sistema globale

per lo studio di dettaglio

delle singole prestazioni

SISTEMA DI

RITEGNO/SOSTEGNO

FONDAZIONI DELLE TORRI

ANCORAGGI

TORRI

ANTENNA LATO SICILIA

ANTENNA LATO CALABRIA

GAMBE ELEM. CORRENTI

CONCIO DI BASE

TRAVERSI

CONCIO DI SOMMIT

ELEMENTI SECONDARI

ACCESSI ED ARREDI

CARRIPONTE DI SERVIZIO

DISP. CONTR. VORTEX-SHEDDING

Trazione ferroviaria

Illuminazione stradale interna

Illuminazione stradale esterna

Smaltimento liquidi nocivi

Distrib. e alim. elettrica

LATO SICILIA

LATO CALABRIA

TRATTAMENTI TERRENI

GETTI IN C.A.

JET-GROUNDING

DIAFRAMMI

MOVIMENTI DI TERRA

ARMATURE

CARPENTERIE

CALCESTRUZZO

ZAVORRA

TRATTAMENTI TERRENI

GETTI IN C.A.

JET-GROUNDING

DIAFRAMMI

MOVIMENTI DI TERRA

ARMATURE

CARPENTERIE

CALCESTRUZZO

ZAVORRA

TESTATA DI ANCORAGGIO

PIASTRE DI ANCORAGGIO

BARRE PRECOMPRESSIONE

MANICOTTO DI RACCORDO





LATO SICILIA

LATO CALABRIA

TRATTAMENTI TERRENI

GETTI IN C.A.

JET-GROUNDING

ARMATURE

CARPENTERIE

DIAFRAMMI

GETTI IN C.A.

ARMATURE

CARPENTERIE

CALCESTRUZZO

Calcestruzzo

TRATTAMENTI TERRENI

JET-GROUNDING

DIAFRAMMI

LATO CALABRIA

LATO SICILIA

CAMPATA LATO CALABRIA

CAMPATA LATO SICILIA

FUNI

FILI

CAMPATA CENTRALE

FILO DAVVOLGIMENTO

Grigliati interni

Grigliati esterni

Sistemi di ritenuta

Barriere

Accessi

Drenaggi

Segnaletica stradale

Sovrastruttura stradale

Marciapiedi ferroviari

Armamento ferroviario Grigliati interni

Grigliati esterni

Barriere

Accessi

Sistemi di ritenuta

Drenaggi

Segnaletica ferroviaria

Rotaie

Blocchi di fissaggio

Piastra interna-esterna

Traversine

Telaio di linea

Sistemi meccanici

Sistemi elettrici

Deumidificazione

Impermeabilizzazione

Protezioni

meccaniche

Sistema di

monitoraggio

Equipaggiamenti

Carri-ponte di servizio

Ascensori-montacarichi

Traslatori sui cavi

Sistema di

monitoraggio

Sistemi meccanici

Sistemi elettrici

Equipaggiamenti Alimentazione idrica

Classe di calcestruzzo

Tecniche di intervento


Altezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio

Tecniche di costruzione

Copriferro

Lunghezza

Interferro

Passo

Classe di acciaio

Peso

Diametro

Cubatura

Classe

Granulometria degli aggregati




Altezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio


Copriferro

Lunghezza

Interferro

Passo

Classe di acciaio

Peso

Diametro

Cubatura

Classe





Altezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio


ANCORAGGI

ANCHORAGES

Cubature


Copriferro

Lunghezza

Interferro

Passo

Classe di acciaio

Peso

Diametro

Cubatura

Classe


Profondit

Peso

Cubatura

Classe di calcestruzzzo


Altezza

Lunghezza

Larghezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio

Diametro

Lunghezza

Numero

Classe di acciaio

Diametro

Classe di acciaio




Altezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio


Cubature


Copriferro

Lunghezza

Interferro

Passo

Diametro

Classe di acciaio

Peso

Classe

Cubatura


Profondit

Peso

Cubatura



Altezza

Lunghezza

Larghezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio

Diametro

Lunghezza

Numero

Classe di acciaio

Diametro

Classe di acciaio

Scala di accesso

Classe

Portata

Dimensioni

Massa

Smorzamento

Costante elastica


CONCIO DI BASE

TRAVERSI

CONCIO DI SOMMIT

ELEMENTI SECONDARI

Altezza

Lunghezza

Spessore

Profondit

Tipologia

Configurazione




Altezza

Lunghezza

Larghezza

Distanza dalla torre

Configurazione

Quota


Inclinazione sistemi ancoraggio


Altezza

Lunghezza

Larghezza


Configurazione

Quota




Altezza dei conci

Assemblaggio dei conci

Altezza sez. trasversale

Altezza teorica

Larghezza sez. trasversale

IRRIGIDIMENTI TRASVERSALI

IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

SISTEMI FRANGIVENTO

Spessore

Passo

Modalit di connessione

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Larghezza

Spessore


Lunghezza

Spessore


Rapporto vuoto/pieno

Curvatura

Modalit di assembl. dei conci

Larghezza

Altezza


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Altezza


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

TIRAFONDI

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Classe Acciaio

Diametro

Lunghezza

Altezza


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Altezza

Assemblaggio



Classe Acciaio

Classe Acciaio

Classe Acciaio

Classe Acciaio


Altezza teorica


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

SISTEMI FRANGIVENTO

Spessore

Passo


Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Larghezza

Spessore


Lunghezza

Spessore



Curvatura


Larghezza

Altezza

Classe Acciaio

Classe Acciaio

Classe Acciaio

Classe Acciaio

Altezza dei conci




IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Altezza


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

TIRAFONDI

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Classe Acciaio

Diametro

Lunghezza

Altezza

ACCESSI ED ARREDI



Scala di accesso

Classe

Portata

Dimensioni

Massa

Smorzamento

Costante elastica


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Altezza

Assemblaggio



SELLE

SADDLES

PIASTRE

IRRIGIDIMENTI

SALDATURE

CENTINA

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Curvatura

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Classe acciaio

Curvatura

Classe acciaio

Modalit realizzativa

Tipologia

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Curvatura

PIASTRE

IRRIGIDIMENTI

SALDATURE

CENTINA

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Curvatura

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Classe acciaio

Curvatura

Classe acciaio


Tipologia

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Curvatura

Interasse cavi

Interasse coppie di cavi

Numero funi per cavo

Area nominale cavo

Sistema di tessitura

Luce della campata

Diametro funi

Area nominale funi

Diametro fili

Numero fili per funi

Classe acciaio

Lunghezza fili

Diametro

Classe acciaio

Passo

Sistema di costipamento

FUNI

FILI

FILO DAVVOLGIMENTO


Area nominale cavo


Luce della campata

Diametro funi

Area nominale funi

Diametro fili


Classe acciaio

Lunghezza fili

Diametro

Classe acciaio

Passo


FUNI

FILI

FILO DAVVOLGIMENTO


Area nominale cavo


Luce della campata

Diametro funi

Area nominale funi

Diametro fili


Classe acciaio

Lunghezza fili

Diametro

Classe acciaio

Passo


FUNI

FILI

COLLARI

DISTANZIATORI MECCANICI

CAPICORDA E SNODI

SMORZATORI

Diametro fili


Classe acciaio

Lunghezza fili

Classe acciaio

Spessore

Diametro

Sistema di fissaggio

Passo

Spessore

Interasse funi

Classe acciaio


Diametro

Lunghezza

Classe acciaio

Tipologia snodo

Tipologia

Caratteristiche meccaniche

Materiale

Interasse

Caratteristiche viscose

Configurazione geometrica

Interasse pendini

Diametro funi

Area nominale funi

Numero di funi per pendino

Disposizione geometrica

PIASTRE LATERALI


RIBS

SALDATURE

Altezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Spessore

Classe acciaio

Interasse

Tipologia

Classe acciaio


Tipologia

Area resistente

Momenti dinerzia

PIASTRE LATERALI

IRRIGIDIMENTI

LONGITUDINALI

RIBS

SALDATURE

Spessore

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Classe acciaio

Interasse

Tipologia

Classe acciaio


Tipologia

Area resistente

Momenti dinerzia

Forma della sezione

Lunghezza del componente

Variazione delle componenti

Larghezza del cassone

Altezza del cassone

Forma della sezione


Luce campate laterali


Larghezza dellimpalcato

Connessione cassoni-traverso


Altezza del cassone

Forma della sezione



Larghezza del traverso

Altezza del traverso

PIASTRA SUPERIORE

PIASTRA INFERIORE

PIASTRE LATERALI


RIBS

SALDATURE

Larghezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Larghezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Classe acciaio

Interasse

Tipologia

Classe acciaio


Tipologia

Area resistente

Momenti dinerzia

PISTONI LONGITUDINALI

PISTONI TRASVERSALI

PIASTRA SUPERIORE

PIASTRA INFERIORE

PIASTRE LATERALI


RIBS

SALDATURE

Larghezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Larghezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Classe acciaio

Interasse

Tipologia

Classe acciaio


Tipologia

Tipologia


Materiale


Tipologia


Materiale


Area resistente

Momenti dinerzia

APPOGGI DI ESTREMIT

GIUNTI DILATAZIONE FERR.

GIUNTI DILATAZIONE STRAD.

Gradi di libert

Tipologia


Materiale

Scorrimento

Tolleranza

Tipologia


Materiale

Scorrimento

Gradi di libert

Tipologia strutturale

Rapporto freccia/luce

Franco per la navigazione marit.

Posizionamento e tracciato

Tipologia impalcato

Profilo longitudinale impalcato

FONDAZIONI

DELLE ANTENNE

FOUNDATIONS OF

PYLONS

ANTENNE

PYLONS

CAVI PRINCIPALI

MAIN CABLES

PENDINI

HANGERS

CASSONE

FERROVIARIO

RAILWAY BOX

TRAVERSO

CROSS GIRDER

TERMINALI

OUTER

INTERNE

INNER

ZONE SPECIALI DI

IMPALCATO

APPROACH SPAN

SISTEMA DI

SOSPENSIONE

SUSPENSION SYSTEM

SISTEMA

STRUTTURALE

PRINCIPALE

MAIN

STRUCTURAL

SYSTEM

IMPALCATO

CORRENTE

BRIDGE DECK

SISTEMA DI

SOSTEGNO/RITEGN

O

SUPPORTING

CONDITION

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

CASSONI

STRADALI

HIGHWAY BOXES

PONTE

Sistema strutturale

secondario

Secondary

structural system

Sistema strutturale

ausiliario

Auxiliary

structural system

Stradale

Highway system

Ferroviario

Railway system

Funzionamento

Operation

Manutenzione

Maintenance

Emergenza

Emergency




CONCIO DI BASE

TRAVERSI

CONCIO DI SOMMIT

ELEMENTI SECONDARI

ACCESSI ED ARREDI








LATO SICILIA

LATO CALABRIA

TRATTAMENTI TERRENI

GETTI IN C.A.

JET-GROUNDING

DIAFRAMMI

MOVIMENTI DI TERRA

ARMATURE

CARPENTERIE

CALCESTRUZZO

ZAVORRA

TRATTAMENTI TERRENI

GETTI IN C.A.

JET-GROUNDING

DIAFRAMMI

MOVIMENTI DI TERRA

ARMATURE

CARPENTERIE

CALCESTRUZZO

ZAVORRA









LATO SICILIA

LATO CALABRIA

TRATTAMENTI TERRENI

GETTI IN C.A.

JET-GROUNDING

ARMATURE

CARPENTERIE

DIAFRAMMI

GETTI IN C.A.

ARMATURE

CARPENTERIE

CALCESTRUZZO

Calcestruzzo

TRATTAMENTI TERRENI

JET-GROUNDING

DIAFRAMMI

LATO CALABRIA

LATO SICILIA



FUNI

FILI

CAMPATA CENTRALE

FILO DAVVOLGIMENTO

Grigliati interni

Grigliati esterni

Sistemi di ritenuta

Barriere

Accessi

Drenaggi





Grigliati esterni

Barriere

Accessi

Sistemi di ritenuta

Drenaggi


Rotaie



Traversine

Telaio di linea

Sistemi meccanici

Sistemi elettrici

Deumidificazione


Protezioni

meccaniche

Sistema di

monitoraggio

Equipaggiamenti



Traslatori sui cavi

Sistema di

monitoraggio

Sistemi meccanici

Sistemi elettrici





Altezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio


Copriferro

Lunghezza

Interferro

Passo

Classe di acciaio

Peso

Diametro

Cubatura

Classe





Altezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio


Copriferro

Lunghezza

Interferro

Passo

Classe di acciaio

Peso

Diametro

Cubatura

Classe





Altezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio


ANCORAGGI

ANCHORAGES

Cubature


Copriferro

Lunghezza

Interferro

Passo

Classe di acciaio

Peso

Diametro

Cubatura

Classe


Profondit

Peso

Cubatura



Altezza

Lunghezza

Larghezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio

Diametro

Lunghezza

Numero

Classe di acciaio

Diametro

Classe di acciaio




Altezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio


Cubature


Copriferro

Lunghezza

Interferro

Passo

Diametro

Classe di acciaio

Peso

Classe

Cubatura


Profondit

Peso

Cubatura



Altezza

Lunghezza

Larghezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio

Diametro

Lunghezza

Numero

Classe di acciaio

Diametro

Classe di acciaio

Scala di accesso

Classe

Portata

Dimensioni

Massa

Smorzamento

Costante elastica


CONCIO DI BASE

TRAVERSI

CONCIO DI SOMMIT

ELEMENTI SECONDARI

Altezza

Lunghezza

Spessore

Profondit

Tipologia

Configurazione




Altezza

Lunghezza

Larghezza


Configurazione

Quota




Altezza

Lunghezza

Larghezza


Configurazione

Quota




Altezza dei conci



Altezza teorica



IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

SISTEMI FRANGIVENTO

Spessore

Passo


Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Larghezza

Spessore


Lunghezza

Spessore



Curvatura


Larghezza

Altezza


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Altezza


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

TIRAFONDI

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Classe Acciaio

Diametro

Lunghezza

Altezza


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Altezza

Assemblaggio



Classe Acciaio

Classe Acciaio

Classe Acciaio

Classe Acciaio


Altezza teorica


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

SISTEMI FRANGIVENTO

Spessore

Passo


Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Larghezza

Spessore


Lunghezza

Spessore



Curvatura


Larghezza

Altezza

Classe Acciaio

Classe Acciaio

Classe Acciaio

Classe Acciaio

Altezza dei conci




IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Altezza


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

TIRAFONDI

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Classe Acciaio

Diametro

Lunghezza

Altezza

ACCESSI ED ARREDI



Scala di accesso

Classe

Portata

Dimensioni

Massa

Smorzamento

Costante elastica


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Altezza

Assemblaggio



SELLE

SADDLES

PIASTRE

IRRIGIDIMENTI

SALDATURE

CENTINA

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Curvatura

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Classe acciaio

Curvatura

Classe acciaio


Tipologia

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Curvatura

PIASTRE

IRRIGIDIMENTI

SALDATURE

CENTINA

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Curvatura

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Classe acciaio

Curvatura

Classe acciaio


Tipologia

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Curvatura

Interasse cavi



Area nominale cavo


Luce della campata

Diametro funi

Area nominale funi

Diametro fili


Classe acciaio

Lunghezza fili

Diametro

Classe acciaio

Passo


FUNI

FILI

FILO DAVVOLGIMENTO


Area nominale cavo


Luce della campata

Diametro funi

Area nominale funi

Diametro fili


Classe acciaio

Lunghezza fili

Diametro

Classe acciaio

Passo


FUNI

FILI

FILO DAVVOLGIMENTO


Area nominale cavo


Luce della campata

Diametro funi

Area nominale funi

Diametro fili


Classe acciaio

Lunghezza fili

Diametro

Classe acciaio

Passo


FUNI

FILI

COLLARI


CAPICORDA E SNODI

SMORZATORI

Diametro fili


Classe acciaio

Lunghezza fili

Classe acciaio

Spessore

Diametro


Passo

Spessore

Interasse funi

Classe acciaio


Diametro

Lunghezza

Classe acciaio

Tipologia snodo

Tipologia


Materiale

Interasse



Interasse pendini

Diametro funi

Area nominale funi



PIASTRE LATERALI


RIBS

SALDATURE

Altezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Spessore

Classe acciaio

Interasse

Tipologia

Classe acciaio


Tipologia

Area resistente

Momenti dinerzia

PIASTRE LATERALI

IRRIGIDIMENTI

LONGITUDINALI

RIBS

SALDATURE

Spessore

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Classe acciaio

Interasse

Tipologia

Classe acciaio


Tipologia

Area resistente

Momenti dinerzia

Forma della sezione




Altezza del cassone

Forma della sezione







Altezza del cassone

Forma della sezione





PIASTRA SUPERIORE

PIASTRA INFERIORE

PIASTRE LATERALI


RIBS

SALDATURE

Larghezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Larghezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Classe acciaio

Interasse

Tipologia

Classe acciaio


Tipologia

Area resistente

Momenti dinerzia


PISTONI TRASVERSALI

PIASTRA SUPERIORE

PIASTRA INFERIORE

PIASTRE LATERALI


RIBS

SALDATURE

Larghezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Larghezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Classe acciaio

Interasse

Tipologia

Classe acciaio


Tipologia

Tipologia


Materiale


Tipologia


Materiale


Area resistente

Momenti dinerzia

APPOGGI DI ESTREMIT



Gradi di libert

Tipologia


Materiale

Scorrimento

Tolleranza

Tipologia


Materiale

Scorrimento

Gradi di libert





Tipologia impalcato


FONDAZIONI

DELLE ANTENNE

FOUNDATIONS OF

PYLONS

ANTENNE

PYLONS

CAVI PRINCIPALI

MAIN CABLES

PENDINI

HANGERS

CASSONE

FERROVIARIO

RAILWAY BOX

TRAVERSO

CROSS GIRDER

TERMINALI

OUTER

INTERNE

INNER

ZONE SPECIALI DI

IMPALCATO

APPROACH SPAN

SISTEMA DI

SOSPENSIONE

SUSPENSION SYSTEM

SISTEMA

STRUTTURALE

PRINCIPALE

MAIN

STRUCTURAL

SYSTEM

IMPALCATO

CORRENTE

BRIDGE DECK

SISTEMA DI

SOSTEGNO/RITEGN

O

SUPPORTING

CONDITION

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

CASSONI

STRADALI

HIGHWAY BOXES

PONTE

Sistema strutturale

secondario

Secondary

structural system

Sistema strutturale

ausiliario

Auxiliary

structural system

Stradale

Highway system

Ferroviario

Railway system

Funzionamento

Operation

Manutenzione

Maintenance

Emergenza

Emergency




CONCIO DI BASE

TRAVERSI

CONCIO DI SOMMIT

ELEMENTI SECONDARI

ACCESSI ED ARREDI








LATO SICILIA

LATO CALABRIA

TRATTAMENTI TERRENI

GETTI IN C.A.

JET-GROUNDING

DIAFRAMMI

MOVIMENTI DI TERRA

ARMATURE

CARPENTERIE

CALCESTRUZZO

ZAVORRA

TRATTAMENTI TERRENI

GETTI IN C.A.

JET-GROUNDING

DIAFRAMMI

MOVIMENTI DI TERRA

ARMATURE

CARPENTERIE

CALCESTRUZZO

ZAVORRA









LATO SICILIA

LATO CALABRIA

TRATTAMENTI TERRENI

GETTI IN C.A.

JET-GROUNDING

ARMATURE

CARPENTERIE

DIAFRAMMI

GETTI IN C.A.

ARMATURE

CARPENTERIE

CALCESTRUZZO

Calcestruzzo

TRATTAMENTI TERRENI

JET-GROUNDING

DIAFRAMMI

LATO CALABRIA

LATO SICILIA



FUNI

FILI

CAMPATA CENTRALE

FILO DAVVOLGIMENTO

Grigliati interni

Grigliati esterni

Sistemi di ritenuta

Barriere

Accessi

Drenaggi





Grigliati esterni

Barriere

Accessi

Sistemi di ritenuta

Drenaggi


Rotaie



Traversine

Telaio di linea

Sistemi meccanici

Sistemi elettrici

Deumidificazione


Protezioni

meccaniche

Sistema di

monitoraggio

Equipaggiamenti



Traslatori sui cavi

Sistema di

monitoraggio

Sistemi meccanici

Sistemi elettrici





Altezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio


Copriferro

Lunghezza

Interferro

Passo

Classe di acciaio

Peso

Diametro

Cubatura

Classe





Altezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio


Copriferro

Lunghezza

Interferro

Passo

Classe di acciaio

Peso

Diametro

Cubatura

Classe





Altezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio


ANCORAGGI

ANCHORAGES

Cubature


Copriferro

Lunghezza

Interferro

Passo

Classe di acciaio

Peso

Diametro

Cubatura

Classe


Profondit

Peso

Cubatura



Altezza

Lunghezza

Larghezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio

Diametro

Lunghezza

Numero

Classe di acciaio

Diametro

Classe di acciaio




Altezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio


Cubature


Copriferro

Lunghezza

Interferro

Passo

Diametro

Classe di acciaio

Peso

Classe

Cubatura


Profondit

Peso

Cubatura



Altezza

Lunghezza

Larghezza

Lunghezza

Spessore

Classe di acciaio

Diametro

Lunghezza

Numero

Classe di acciaio

Diametro

Classe di acciaio

Scala di accesso

Classe

Portata

Dimensioni

Massa

Smorzamento

Costante elastica


CONCIO DI BASE

TRAVERSI

CONCIO DI SOMMIT

ELEMENTI SECONDARI

Altezza

Lunghezza

Spessore

Profondit

Tipologia

Configurazione




Altezza

Lunghezza

Larghezza


Configurazione

Quota




Altezza

Lunghezza

Larghezza


Configurazione

Quota




Altezza dei conci



Altezza teorica



IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

SISTEMI FRANGIVENTO

Spessore

Passo


Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Larghezza

Spessore


Lunghezza

Spessore



Curvatura


Larghezza

Altezza


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Altezza


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

TIRAFONDI

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Classe Acciaio

Diametro

Lunghezza

Altezza


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Altezza

Assemblaggio



Classe Acciaio

Classe Acciaio

Classe Acciaio

Classe Acciaio


Altezza teorica


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

SISTEMI FRANGIVENTO

Spessore

Passo


Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Larghezza

Spessore


Lunghezza

Spessore



Curvatura


Larghezza

Altezza

Classe Acciaio

Classe Acciaio

Classe Acciaio

Classe Acciaio

Altezza dei conci




IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Altezza


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

TIRAFONDI

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Classe Acciaio

Diametro

Lunghezza

Altezza

ACCESSI ED ARREDI



Scala di accesso

Classe

Portata

Dimensioni

Massa

Smorzamento

Costante elastica


IRRIGIDIMENTI LONG.

PIASTRE LATERALI

SALDATURE

Classe Acciaio

Spessore

Passo


Classe Acciaio

Spessore

Passo


Larghezza

Lunghezza

Classe Acciaio

Larghezza

Spessore


Lunghezza


Altezza

Assemblaggio



SELLE

SADDLES

PIASTRE

IRRIGIDIMENTI

SALDATURE

CENTINA

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Curvatura

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Classe acciaio

Curvatura

Classe acciaio


Tipologia

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Curvatura

PIASTRE

IRRIGIDIMENTI

SALDATURE

CENTINA

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Curvatura

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Classe acciaio

Curvatura

Classe acciaio


Tipologia

Lunghezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Curvatura

Interasse cavi



Area nominale cavo


Luce della campata

Diametro funi

Area nominale funi

Diametro fili


Classe acciaio

Lunghezza fili

Diametro

Classe acciaio

Passo


FUNI

FILI

FILO DAVVOLGIMENTO


Area nominale cavo


Luce della campata

Diametro funi

Area nominale funi

Diametro fili


Classe acciaio

Lunghezza fili

Diametro

Classe acciaio

Passo


FUNI

FILI

FILO DAVVOLGIMENTO


Area nominale cavo


Luce della campata

Diametro funi

Area nominale funi

Diametro fili


Classe acciaio

Lunghezza fili

Diametro

Classe acciaio

Passo


FUNI

FILI

COLLARI


CAPICORDA E SNODI

SMORZATORI

Diametro fili


Classe acciaio

Lunghezza fili

Classe acciaio

Spessore

Diametro


Passo

Spessore

Interasse funi

Classe acciaio


Diametro

Lunghezza

Classe acciaio

Tipologia snodo

Tipologia


Materiale

Interasse



Interasse pendini

Diametro funi

Area nominale funi



PIASTRE LATERALI


RIBS

SALDATURE

Altezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Spessore

Classe acciaio

Interasse

Tipologia

Classe acciaio


Tipologia

Area resistente

Momenti dinerzia

PIASTRE LATERALI

IRRIGIDIMENTI

LONGITUDINALI

RIBS

SALDATURE

Spessore

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Classe acciaio

Interasse

Tipologia

Classe acciaio


Tipologia

Area resistente

Momenti dinerzia

Forma della sezione




Altezza del cassone

Forma della sezione







Altezza del cassone

Forma della sezione





PIASTRA SUPERIORE

PIASTRA INFERIORE

PIASTRE LATERALI


RIBS

SALDATURE

Larghezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Larghezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Classe acciaio

Interasse

Tipologia

Classe acciaio


Tipologia

Area resistente

Momenti dinerzia


PISTONI TRASVERSALI

PIASTRA SUPERIORE

PIASTRA INFERIORE

PIASTRE LATERALI


RIBS

SALDATURE

Larghezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Larghezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Lunghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Larghezza

Classe acciaio

Altezza

Spessore

Classe acciaio

Interasse

Tipologia

Classe acciaio


Tipologia

Tipologia


Materiale


Tipologia


Materiale


Area resistente

Momenti dinerzia

APPOGGI DI ESTREMIT



Gradi di libert

Tipologia


Materiale

Scorrimento

Tolleranza

Tipologia


Materiale

Scorrimento

Gradi di libert





Tipologia impalcato


FONDAZIONI

DELLE ANTENNE

FOUNDATIONS OF

PYLONS

ANTENNE

PYLONS

CAVI PRINCIPALI

MAIN CABLES

PENDINI

HANGERS

CASSONE

FERROVIARIO

RAILWAY BOX

TRAVERSO

CROSS GIRDER

TERMINALI

OUTER

INTERNE

INNER

ZONE SPECIALI DI

IMPALCATO

APPROACH SPAN

SISTEMA DI

SOSPENSIONE

SUSPENSION SYSTEM

SISTEMA

STRUTTURALE

PRINCIPALE

MAIN

STRUCTURAL

SYSTEM

IMPALCATO

CORRENTE

BRIDGE DECK

SISTEMA DI

SOSTEGNO/RITEGN

O

SUPPORTING

CONDITION

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

= 1

= 2

= n

CASSONI

STRADALI

HIGHWAY BOXES

PONTE

Sistema strutturale

secondario

Secondary

structural system

Sistema strutturale

ausiliario

Auxiliary

structural system

Stradale

Highway system

Ferroviario

Railway system

Funzionamento

Operation

Manutenzione

Maintenance

Emergenza

Emergency

MAIN

STRUCTURAL

SYSTEM

AUXILIARY

STRUCTURAL

SYSTEM

SECONDARY

STRUCTURAL

SYSTEM

SPECIAL

DECK ZONES

BRIDGE

DECK

HIGHWAY SYSTEM

RAILWAY SYSTEM

OPERATION

MAINTENANCE

EMERGENCY

FOUNDATION OF TOWERS

TOWERS

ANCHORAGESSUPPORTING

CONDITION

HIGHWAY BOX-GIRDER

CROSS BOX-GIRDER

RAILWAY BOX-GIRDER

INNER

OUTER

BRIDGE

SUPERSTRUCTURE

MACRO-LEVELS

MESO-LEVELS

MAIN CABLES

HANGERS

SUSPENSION

SYSTEM

SADDLES

Performance Levels & Design Variables

MACRO-LEVEL MESO-LEVEL MICRO-LEVEL

DESIGN

VARIABLESP

ER

FO

RM

AN

CE

LE

VE

LS

MA

CR

O-L

EV

EL

ME

SO

-LE

VE

LM

ICR

O-L

EV

EL

170

2PROBLEMS AND REQUIREMENTS


[email protected]

170


[email protected]

171

ANALYSIS vs DESIGN

Basic


[email protected]

172

Meccanica Strutturale


[email protected]

173

Problema ben posto

174

Problemi ben posti e soluzioni

Un problema relativo ad un'equazione differenziale alle derivate parziali si dice informalmente ben posto se ha una soluzione, se tale soluzione unica e se dipende in modo continuo dai dati forniti dal problema.

Un problema ben posto contiene tutte le caratteristiche ideali al fine di studiarne la risolubilit.

L'ultima condizione particolarmente importante nelle applicazioni fisiche: la dipendenza continua dai dati del problema significa che una loro variazione piccola a piacere ha conseguenze altrettanto piccole sulla soluzione.

Per ottenere problemi ben posti si utilizzano solitamente opportune condizioni al contorno.


[email protected]

175

Ingegneria Strutturale


[email protected]

176

Ingegneria Strutturale


[email protected]

177

Processo di analisi

DATI

CALCOLO

RISULTATI

START

END

START

END

MODIFICA

K=K+1

K=0

DATI

K

CALCOLO

RISULTATI

K

TESTSI NO

Pre-processing

Post-processing


[email protected]

178

Processo di sintesi

DATI

CALCOLO

RISULTATI

START

END

START

END

MODIFICA

K=K+1

K=0

DATI

K

CALCOLO

RISULTATI

K

TESTSI NO

Pre-processing

Post-processing


[email protected]

179

Processo di analisi

e processo di sintesi (1)

DATI

CALCOLO

RISULTATI

START

END

START

END

MODIFICA

K=K+1

K=0

DATI

K

CALCOLO

RISULTATI

K

TESTSI NO

Pre-processing

Post-processing


[email protected]

180

Processo di analisi

e processo di sintesi (2)

START

END

MODIFICA

K=K+1

K=0

DATI

K

CALCOLO

RISULTATI

K

TESTSI NO

AN

AL

ISI

SIN

TE

SI


[email protected]

181


[email protected]

182

Analisi / Sintesi


[email protected]

TO UNICO

183

INPUT

Geometrical

and mechanical

characteristics

Actions

OUTPUT Structural response

Model Updating

Damage states


[email protected]

TO UNICO

184

INPUT

Geometrical

and mechanical

characteristics

Actions

OUTPUT Structural response

Model Updating

Damage states


[email protected]

185

Direct / Inverse Problems


[email protected]

186


[email protected]

187

Known / Unknown

188

Hadamard

Decomposition


[email protected]

191

xx

x

x

Fault

Fault

Fault

Fault

Overall plant

1st level

Plant item

2nd level

Control loop

3rd level

Element/Component

4th level

Breakdown

193193

1 2 3

Breakdown

SS0a

PRESCRIBED

DESIGN

PARAMETERS

SS0b

ESTIMATED

DESIGN

PARAMETERS

SS1

initiation and

development

of fire and

fire efluent

SS2

movement of

fire effluent

SS3

structural response

and fire spread

beyond enclosure

of origin

SS4

detection,

activitation and

suppression

SS5

life safety:

occupant behavior,

location and

condition

SS6

property

loss

SS7

business

interruption

SS8

contamination

of

environment

SS9

destruction

of

heritage

(0)

DESIGN

CONSTRAINTS

AND

POSSIBILITIES

(1+2)

ACTION

DEFINITION

AND

DEVELOPMENT

(3+4)

SYSTEM

PASSIVE

AND ACTIVE

RESPONSE

BU

S O

F I

NF

OR

MA

TIO

N

RESULTS

DESIGN

ACTION

RESPONSE

SA

FE

TY

& P

ER

FO

RM

AN

CE

195

STRUCTURAL

QUALITY

- design life

- railway

runability

- highway

runability

- free channel

- robustness

- durability

- management

GLOBAL

GEOMETRY

AND

TOPOLOGY

TOPOLOGY

- suspension system

- towers

- towers foundation

- anchor system

- main deck

- deck landing

- ...

GLOBAL GEOMETRY

- main span

- sx span

- dx span

SECTIONAL GEOMETRY

- continuous girder sections

- transverse section

- main cables

- hangers

- towers

- secondary elements

MATERIALS

CHARACTERISTICS

- girders

- cables

SYNTHESIS OF

STRUCTURAL

SOLUTION

AND

DOCUMENTATION

BOUNDARY

CONDITIONS

CONSTRAINTS:

rigid and elastic

constraints,

imposed

displacements

NATURAL

ACTIONS

- temperature

- wind

- earthquake

ANTROPIC

ACTIONS

a) permanent

loading

system

b) variable

- railway

- highway

c) accidental

CO

NV

EN

TIO

NA

L M

OD

ELIN

G:

QU

AS

I ST

AT

IC R

EP

RE

SE

NT

AT

ION

BASIC STRUCTURAL

CONFIGURATION

PARAMETERS

- individuation

- definition

- uncertainty

- description

- bounding

GLOBAL

MODELING

- 2D

- 3D

MODELING WITH

DYNAMIC INTERACTION

ALTERNATIVE STRUCTURAL

CONFIGURATIONS

GLOBAL

OPTIMIZATION

- topology

- morphology

- parametric

LOCAL

OPTIMIZATION

- girders section

- transverse

section

- restraint zone

EXPERT AND

FIXED CHOICES

MEASURES

a) qualitative

b) materials volumes

c) serviceability

- modal characteristics

- deflections

- deformations

- reversibility

d) collapse scenarios

- collapse characteristics

- robustness

e) accidental scenarios

- configurations

- risks

DETAILED

MODELING

EXTENDED

MODELING

12 3

4

5

6

7

Numerical Modeling for the

Structural Analysis and Design of

MESSINA STRAIT BRIDGE:

subdivision and development of activities.

FB - june 6, 2005 / [email protected]


[email protected]

196

REQUIREMENTS

FOR A STRUCTURE

Basic


[email protected]

197

Requisiti strutturali

Condizioni di esercizio:

Rigidezza

Condizioni ultime:

Resistenza

Stabilita

Duttilita

Durabilita

Condizioni estreme:

Robustezza

Resilienza

Configurazione nominale della struttura

Configurazione danneggiata della

struttura


[email protected]

198

SERVICEABILITY

SAFETY

DISPLACEMENT

(risposta strutturale)

LOAD PARAMETER (carico)

2

1

3

4

EQUILIBRIUM PATH

(percorso di

equilibrio)


[email protected]

199

Percorso di equilibrio di una struttura

1

2

A

O

B

C

D

Comportamento

Lineare < > Non lineare

Comportamento

Pre-critico < > Post-critico

E

Pmax

Peff

Py

y max ult

Parametro di spostamento

Para

metr

o d

i cari

co

P

e


[email protected]

200

Instabilit e sensibilit alle

imperfezioni

A

O

B

Pmax

Py

y max


Para

metr

o d

i cari

co

P

H

FPcr

Preal

Pmax

Pcr

Preal

I

G

primario

secondario

secondario


[email protected]

201

Formati di verifica

A

O

B

Pmax

Py

y max


Para

metr

o d

i cari

co

P

PmaxH Pcr

Preal

S.L.E

/

T.A

S.L.U

/

A.L.


[email protected]

202

Levels of Structural Crisis

Usu

al

UL

S &

SL

S

Veri

fica

tio

n F

orm

at

Structural Robustness

Assessment

1st level:

Material

Point

2nd level:

Element

Section

3rd level:

Structural

Element

4th level:

Structural

System


[email protected]

203


QUALITY

DAMAGE or ERROR

REQUIRED PERFORMANCE

NOMINALPERFORMANCE

NOMINAL SITUATION

Capacity of a construction to show

regular decrease of its structural quality

due to negative causes.

It implies:

a) some smoothness of the decrease

of structural performance due to

negative events (intensive feature);

a) some limited spatial spread

of the rupture (extensive feature). 204



[email protected]

205

Bad vs Good Collapse

STRUCTURE

& LOADS

Collapse

Mechanism

NO SWAY

IMPLOSIONOF THE

STRUCTURE

EXPLOSIONOF THE

STRUCTURE

is a process in which

objects are destroyed by

collapsing on themselves

is a process

NOT CONFINED

SWAY


[email protected]

206


[email protected]

207


[email protected]

208


[email protected]

209


[email protected]

210


[email protected]

211


[email protected]

212212


[email protected]

213


[email protected]

TO UNICO

214

Confederation

Bridge(Canada)12.910 m.

H2 H1

Rottura per taglio

Collasso progressivo

H2

STRUCTURAL

CONCEPTION

STRUCTURAL

TOPOLOGY

&

GEOMETRY

threats

No

Yes

threats

STRUCTURAL

MATERIAL

& PARTS

No

Yespassive

structural

characteristics

threats

FIRE DETECTION

& SUPPRESSION

No

Yes

active

structural

characteristics

threats

ORGANIZATION &

FIREFIGHTERS

No

Yes

threats

MAINTENANCE

& USE

No

Yes

threats

No

alive

structural

characteristics

Yes

STRUCTURAL

SYSTEM

CHARACTERISTICS

STRUCTURAL

SYSTEM

WEAKNESS

Structural

Fire

Design

STRUCTURAL

CONCEPTION

STRUCTURAL

TOPOLOGY

&

GEOMETRY

threats

No

Yes

threats

STRUCTURAL

MATERIAL

& PARTS

No

Yespassive

structural

characteristics

threats

FIRE DETECTION

& SUPPRESSION

No

Yes

active

structural

characteristics

threats

ORGANIZATION &

FIREFIGHTERS

No

Yes

threats

MAINTENANCE

& USE

No

Yes

threats

No

alive

structural

characteristics

Yes

SISTEMA STRUTTURALE SCENARIO DINCENDIO

1

2

COMPARTIMENTOSTRUTTURALE

SUPERIORE

COMPARTIMENTOSTRUTTURALE

INFERIORE

3 3

227PROGETTAZIONE STRUTTURALE

ANTINCENDIO

Collasso progressivo

231

Collasso progressivo (1)

232


233


234


235


236

com

par

tim

en

tzio

ne

237


[email protected]

238


[email protected]

239

HPLC - LPHC

HPLCHIGH PROBABILITY

LOW CONSEQUENCES

LPHCLOW PROBABILITY

HIGH CONSEQUENCES

COMPLEXITY:

Nonlinear Behavior and

Structural Organization

PROBLEM

FRAMEWORK

Deterministic

Stochastic

QUALITATIVE /

DETERMINISTIC

ANALYSIS

QUANTITATIVE

PROBABILISTIC

ANALYSIS

PRAGMATIC

SCENARIOS

ANALYSIS


[email protected]

241

Definizione di robustezza strutturale

Entit del Danno o dellErrore E = causa

Capacit s

truutu

rale

R

Configurazione

Nominale

E = causa

R= effetto

Configurazione

Alterata


[email protected]

242

Definizione di robustezza strutturale

Entit del Danno o dellErrore E = causa

Capacit s

truutu

rale

R

Configurazione

Nominale

E = causa

R= effetto

Configurazione

Alterata


[email protected]

243

Durability of Performance

QUALITY

TIME MEASURE / USE MEASURE

FAILURE

REQUIRED PERFORMANCE

REQUIRED LIFE TIME


[email protected]

244

Robustezza strutturale e durabilita nel tempo.

Misura di danno o di errore

Capacit

prestazionale

Situazione

nominale

Degrado

prestazionale

Capacit

prestazionale

Situazione

nominale

Degrado

prestazionale

Misura del tempo o delluso

Robustness / Durability

245

RESILIENCE

ww

w.f

ran

co

bo

nte

mp

i.o

rg

Stro N

GER

ww

w.f

ran

co

bo

nte

mp

i.o

rg

Stro N

GER

Seismic Action

ww

w.f

ran

co

bo

nte

mp

i.o

rg

Stro N

GER

Critical Node

FAR FIELD ZONE

EXCHAGE ZONE

STRUCTURE

FAR FIELD ZONE

EXCHAGE ZONE

STRUCTURE

INFRASTRUCTURE

OBJECT

NET

Local / Punctual

Scale

Global / Regional

Scale

Structural

System

Infrastructural

System

Also if artificial,

these systems

need to have

necessarily

evolutive soundness,

ecological coherence

and sustainability

characteristics

Structure / Infrastructure

Node Congestion

(0,0) (92,0)

(92,29)(0,29)

(0,54)

(0,62) (28.5,62)

(53,56)

(63,45)

(92,32)

(92,34)

System with Element connected in Series

ww

w.f

ran

co

bo

nte

mp

i.o

rg

Stro N

GER

System with Element connected in Parallel

ww

w.f

ran

co

bo

nte

mp

i.o

rg

Stro N

GER

Structural System Degradation

ww

w.f

ran

co

bo

nte

mp

i.o

rg

Stro N

GER

ww

w.f

ran

co

bo

nte

mp

i.o

rg

Stro N

GER

Damage at Local Level

ww

w.f

ran

co

bo

nte

mp

i.o

rg

Stro N

GER

Damage at Element Level

ww

w.f

ran

co

bo

nte

mp

i.o

rg

Stro N

GER

Damage at Structural Level

RESILIENCERESILIENCE

CO

NS

TR

UC

TIO

NS

NEW

EXISTING

COLLAPSED

As Designed

As Built

As Actual

As Failed

ww

w.f

ran

co

bo

nte

mp

i.o

rg

Stro N

GER

CO

NS

TR

UC

TIO

NS

NEW

EXISTING

COLLAPSED

DESIGN

ENVIRONMENT

/

BOUNDARY

CONDITIONS

FSI

As Designed

As Built

As Actual

As Failed

HPLC

LPHC

Black Swan

Conceptual Design

Innovatice Concepts

Structural Oprimization

Advanced Materials

Special Devices

Structural Control

Energy Harvesting

NATURAL

ANTROPIC

ACCIDENTAL

EXCEPTIONAL

SOIL - STRUCTURE

WIND - STRUCTURE

WAVE - STRUCTURE

ACTIONS

INTERACTIONS

GEOLOGICAL ASPECTS

EARTHQUAKES

Codes & Standards

Information Retrivial

Data Mining

Risk Analysis

Performance Based

Design

Dependability

Structural Identification

Structural Health Monitoring

Damage Assessment

Remaining Capacity

Structural Refurbishment

Structural Augmentation

Codes Compliance

Historical and

Monumental Costructions

Back Analysis

Forensic Engineering

Legal Issues

Components and Structures Testing

Experimental Design

Rapid Prototyping

Fire

Explosions

Activities


[email protected]

261

VALUES FOR DESIGN

A STRUCTURE


[email protected]

262

Semplicit

Il criterio pi generale di progetto riguarda lasemplicit: per lIngegneria questo un valorefondamentale, perch pone i fondamenti per la

certezza di comportamento.

Questo vale diventa, quindi, una strategiaglobale per non introdurre ulteriori complessit

in un ambiente gi di per se altamente incerto.


[email protected]

263

Regolarit geometrica e

simmetria La regolarit geometrica riguarda la disposizione in

pianta ed in elevazione della struttura; consigliata

ladozione di una configurazione geometrica chiara, lineare, con limitate eccentricit e variazioni brusche di

masse o rigidezze, con possibili simmetrie e ripetizioni.

Questo e un criterio che riguarda tutte le scale strutturali, dai componenti allintera struttura: si pensi alle connessioni delle aste nelle strutture reticolari al fine di

evitare sollecitazioni parassite o alla disposizione di un

intero edificio.


[email protected]

264

2015 corso dottorato OTTIMIZZAZIONE STRUTTURALE franco bontempi

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