Analisi 3D a blocchi rigidi di ponti ad arco in muratura

Un gran numero di ponti ad arco in muratura esistenti è ancora oggi in uso nelle reti stradali e ferroviarie italiane. La maggior parte di esse è stata realizzata più di cento anni fa ed è stata progettata considerando esclusivamente i carichi gravitazionali, senza effettuare analisi sismiche. Per mantenere in servizio queste opere, con il sufficiente livello di sicurezza, è necessario disporre di strumenti in grado di descrivere e prevedere il comportamento strutturale del ponte quando è sottoposto ad azioni esterne. Per tale ragione, la presente tesi si propone di sviluppare un’analisi 3D a blocchi rigidi. Per le strutture analizzate, si assume l’assenza di sforzi di trazione all’interfaccia e l’impossibilità di una rottura per schiacciamento. Tali assunzioni rappresentano ragionevolmente bene il comportamento meccanico dei ponti esistenti, fortemente influenzato dalla geometria dell’opera a compressione. Inoltre, essendo i ponti in muratura caratterizzati da una certa vetustà, è realistico ipotizzare una resistenza nulla a trazione nei giunti di malta. Per quanto riguarda il modello strutturale, i principali elementi costitutivi in muratura, come la volta, il pilastro, le spalle e il rinfianco, sono stati discretizzati come un assemblaggio di blocchi rigidi, che interagiscono attraverso giunti ad attrito con legge di Mohr-Coulomb. Al fine di valutare il moltiplicatore di collasso della struttura e il conseguente cinematismo, è stata utilizzata una programmazione lineare rispettando il postulato di Drucker, che impone convessità del dominio elastico e normalità del flusso plastico. Infine, sono stati riportati poi alcuni risultati numerici ottenuti dall’implementazione del codice di calcolo sviluppato, opportunamente verificati impiegando software commerciali specifici per ponti ad arco in muratura.