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Nell’attuale società industriale le opere infrastrutturali sono tra i beni durevoli più importanti, sia per il valore intrinseco, sia per il ruolo funzionale che esse rivestono nello sviluppo di un paese. L’interruzione della transitabilità di un ponte significa l’interruzione di una rete infrastrutturale, con pesanti conseguenze sia sul piano economico, sia sul piano sociale. I costi dell’interruzione, inoltre, possono essere di gran lunga superiori al costo stesso dell’opera e comunque al costo di attente ispezioni e manutenzioni. In tema di ispezione dei ponti esistono già diverse procedure. Spesso però si tratta di procedure standard, utili a testimoniare una diligente attenzione all’opera, ma a volte inadeguate a cogliere determinate criticità che si attivano per fenomeni e ammaloramenti che si sviluppano nel tempo e che non sempre sono prevedibili in sede di progetto e di redazione del manuale di manutenzione. Scopo del Corso è di presentare una serie di criticità associate a determinate e diffuse tipologie di ponti attualmente in esercizio e di opere ausiliarie a corredo dei ponti stessi, quali parapetti e guardiavia. Di massima, ogni tipo di patologia sarà presentato in funzione del contesto nel quale si manifesta e verrà studiato con brevi cenni a impostazioni di calcolo che ne consentono un’analisi razionale. Ai fini dell’esito delle ispezioni, verranno infine indicate le soglie di criticità ammissibili per la permanenza in esercizio di un ponte e le indicazioni sui rimedi applicabili per ripristinare prestazioni certe in termini di capacità portante, di funzionalità e di durabilità.
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This paper presents a general approach to the probabilistic prediction of the structural service life and to the maintenance planning of deteriorating concrete structures. The proposed formulation is based on a novel methodology for the assessment of the time-variant structural performance under the diffusive attack of external aggressive agents. Based on this methodology, Monte Carlo simulation is used to account for the randomness of the main structural parameters, including material properties, geometrical parameters, area and location of the reinforcement, material diffusivity and damage rates. The time-variant reliability is then computed with respect to proper measures of structural performance. The results of the lifetime durability analysis are finally used to select, among different maintenance scenarios, the most economical rehabilitation strategy leading to a prescribed target value of the structural service life. Two numerical applications, a box-girder bridge deck and a pier of an existing bridge, show the effectiveness of the proposed methodology.
Probabilistic Service Life Assessment and Maintenance Planning of Concrete St...
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Franco Bontempi Org Didattica
This paper presents a novel approach to the problem of durability analysis and lifetime assessment of concrete structures under the diffusive attack from external aggressive agents. The proposed formulation mainly refers to beams and frames, but it can be easily extended also to other types of structures. The diffusion process is modeled by using cellular automata. The mechanical damage coupled to diffusion is evaluated by introducing suitable material degradation laws. Since the rate of mass diffusion usually depends on the stress state, the interaction between the diffusion process and the mechanical behavior of the damaged structure is also taken into account by a proper modeling of the stochastic effects in the mass transfer. To this aim, the nonlinear structural analyses during time are performed within the framework of the finite element method by means of a deteriorating reinforced concrete beam element. The effectiveness of the proposed methodology in handling complex geometrical and mechanical boundary conditions is demonstrated through some applications. Firstly, a reinforced concrete box girder cross section is considered and the damaging process is described by the corresponding evolution of both bending moment–curvature diagrams and axial force-bending moment resistance domains. Secondly, the durability analysis of a reinforced concrete continuous T-beam is developed. Finally, the proposed approach is applied to the analysis of an existing arch bridge and to the identification of its critical members.
Cellular Automata Approach to Durability Analysis of Concrete Structures in A...
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The paper deals with the assessment during time of r.c. structures under damage due to diffusion of external agents inside the structure. The diffusion process is modelled by a cellular automata based approach, taking the interaction with the mechanical state of the structures, i.e. the cracking state of the structures, into account. A so-called staggered process then solves the coupled problem. An application shows the effectiveness of the proposed analysis strategy, together some design considerations about the structural robustness. Atti Congresso CTE, Pisa 2000
UNA FORMULAZIONE DEL DEGRADO DELLA RISPOSTA DI STRUTTURE INTELAIATE IN C.A./C...
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