218   Luglio - Agosto  2018
ISSN 2282-3794
LA PROGETTAZIONE PRATICA DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO
DIMENSIONAMENTO PRELIMINARE_PARTE QUARTA
di
Sergio Foa
Ingegnere, progettista di Impianti Industriali, apparecchiature e strutture in acciaio
sergio.foa@bluewin.ch

Continua, con questa quarta parte, il tema introdotto nei tre precedenti contributi che ha per oggetto la progettazione pratica delle strutture in acciaio. Dimensionamento preliminare è il titolo scelto per questo contributo.
In effetti sarebbe opportuno chiamarlo “dimensionamento consapevole”.
La conoscenza dei codici che hanno governato la progettazione a livello mondiale nel XX secolo, presentati nello scorso contributo, può sicuramente servire ad accompagnare i progettisti nella importante fase del dimensionamento preliminare.
Come già enunciato, chi scrive ha avuto la fortuna di vivere il cambiamento nel modo di progettare le strutture in acciaio che si è prodotto negli ultimi 50 anni.
La progettazione si attivava e si concludeva con criteri semplificati e strumenti elementari, senza perdere di vista la validità delle scelte progettuali e soprattutto la sicurezza delle strutture.
Per contro con l’impiego di formule semplici, i progettisti acquisivano maggiore sensibilità e riconoscevano “a colpo d’occhio” la correttezza dei risultati.
Col passare degli anni il miraggio di un Personal Computer sul tavolo di lavoro si è concretizzato e anno dopo anno quello precedente era sostituito da uno più evoluto, veloce e performante; l’utilizzo di fogli elettronici e software dedicati consentiva maggiore affidabilità e precisione dei risultati.
Questo aggiornamento nel modo di lavorare presupponeva però un processo mentale logico e consapevole che aveva come punto di partenza la comprensione dei comportamenti strutturali.
Si era solo sostituito il calcolo manuale fatto con l’uso del regolo calcolatore, con l’aiuto di un foglio elettronico o l’impiego di un programma di calcolo per semplificarci la vita, la relazione manoscritta con l’impaginazione computerizzata.
Lo strutturista deve fare, sporcandosi le mani con calcoli anche banali, per capire.
Mai cercare di capire senza fare. Questo è il rischio che oggi si corre affidandosi a programmi tutto fare, sicuramente anche validi, presenti sul mercato.
Questo contributo propone per la fase di primo dimensionamento l’utilizzo di criteri di calcolo e verifica utilizzati nei codici oggi superati ma sempre validi, più semplici e intuitivi, e si rivolge soprattutto ai giovani ingegneri che intendono avvalersene Non per negare loro il futuro, ma per fare conoscere, e spero apprezzare, quel passato che consente anche di capire l’evoluzione (dei codici attuali); di progettare divertendosi e soprattutto comprendere meglio i risultati che dovranno successivamente essere analizzati con l’uso di programmi di calcolo che oggigiorno sempre (e purtroppo) più frequentemente sono imposti da clienti e società di gestione dei progetti.

English version
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THE PRACTICAL DESIGN OF STEEL STRUCTURES
Preliminary design - FOURTH PART

With this fourth part, the theme of the practical design of steel structures, introduced in the three previous contributions, continues.
Preliminary design is the title chosen for this contribution.
In fact it would be appropriate to call it "conscious sizing".
The knowledge of the codes that have worldwide governed the design in the twentieth century, presented in the last contribution, can certainly serve to drive the structural engineers in the important phase of the preliminary design.
As already stated, the writer has had the good fortune to experience the change in the way of designing the steel structures that has been produced during the last 50 years.
The design was activated and completed with simplified criteria and basic tools, without losing sight the validity of the design choices and, above all, the safety of the structures.
On the other hand, with the use of simple formulas, the engineer gained more sensibility and recognized “at a glance” the correctness of the results.
Over the years the mirage of a Personal Computer on the work table has materialized and, year after year, the previous one was replaced by a more evolved, fast and performing; the use of spreadsheets and dedicated software allowed greater reliability and precision of the results.
This updating in the way of working presupposed, however, a logical and conscious mental process that had as its starting point the understanding of structural behaviors.
We had only replaced the manual calculation performed with the use of the slide rule, with the help of a spreadsheet or the use of a calculation program, in order to simplify our life, replaced the handwritten report with the computerized one.
The structural engineer must do, getting his hands dirty with even trivial calculations, to understand.
Never try to understand without doing. This is today’s risk; we are facing programs on the market, also valid, that do everything and that sometime we rely on closed eyes. This contribution proposes for the first preliminary design phase, the use of calculation and verification criteria used in the codes that are now outdated, always valid but simpler and more intuitive, and is aimed above all at young engineers who intend to use it. Not to deny them the future, but to make known, and I hope to appreciate, that past which also allows us to understand the evolution (of current codes); to design with fun and above all, better understand the results that will have to be analyzed later with the use of calculation programs that nowadays are always (and unfortunately) more frequently imposed by customers and project management companies.

GLI EDIFICI DI CAMPI ALTO DI NORCIA NEL SISMA DEL 2016
DIVERSITA’ NELLA RISPOSTA SISMICA DI COSTRUZIONI CONSOLIDATE IN ANNI RECENTI
di
Antonio Borri, 
Università degli Studi di Perugia, Dipartimento di Ingegneria
antonio.borri@unipg.it
Romina Sisti, 
Università degli Studi di Perugia, Dipartimento di Ingegneria
rominasisti@hotmail.it
Andrea Zaroli, 
Università degli Studi di Perugia, Dipartimento di Ingegneria
Andrea Prota, 
Università degli Studi di Napoli - Federico II, Dipartimento di Strutture per l’Ingegneria e l’Architettura
aprota@unina.it
Marco Di Ludovico, 
Università degli Studi di Napoli - Federico II, Dipartimento di Strutture per l’Ingegneria e l’Architettura
diludovi@unina.it
Alessandro De Maria
Regione Umbria – Servizio rischio sismico
ademaria@regione.umbria.it

L’analisi dei danni causati da un evento sismico costituisce un importante momento di riflessione sulle carenze strutturali mostrate dagli edifici interessati dall’evento. Infatti, diverse tecniche costruttive e sistemi di rinforzo sono nate o sono state migliorate proprio grazie alle considerazioni scaturite dall’analisi dei danneggiamenti sismici.
In due precedenti articoli [Borri et al. 2018; Sisti et al., 2018] è stato analizzato il comportamento degli edifici ordinari del centro storico di Norcia durante gli eventi sismici del 2016 evidenziando come la loro risposta strutturale, più che soddisfacente, fosse legata ai numerosi interventi di rinforzo realizzati fra gli anni ’80 e ‘90.
Nel presente articolo si analizza il caso di Campi Alto, un borgo medievale situato a pochi chilometri da Norcia, i cui edifici sono stati oggetto di interventi di ristrutturazione in epoca recente.
L’analisi del danneggiamento dell’edificato di Campi Alto è stata basata sui dati contenuti nelle schede AeDES compilate durante i sopralluoghi di agibilità eseguiti dai tecnici del Servizio Rischio Sismico della Regione Umbria e su quanto osservato direttamente dagli autori nel corso di una serie di sopralluoghi.
Inoltre, sono stati analizzati 20 progetti di ristrutturazione presentati al Genio Civile della Regione Umbria successivamente ai sismi del 1979 e del 1997, cercando di mettere in relazione quanto fatto in questi edifici con il danneggiamento da essi riportato a seguito della recente sequenza sismica del 2016.
In tal senso, vengono esaminati e commentati alcuni dettagli costruttivi che possono aver influito negativamente o positivamente sulla loro risposta al sisma.

English version
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ANALYSIS OF THE DAMAGE OF THE HISTORICAL CASTEL OF CAMPI ALTO IN UMBRIA REGION STRUCK BY THE 2016 ITALIAN EARTHQUAKE

The assessment and analysis of seismic damage allow the identification of the structural defects of the buildings struck by the earthquakes as well as the improvement of the construction and retrofitting methods.
In previous papers [Borri et al. 2018; Sisti et al., 2018] the seismic response of the residential buildings of the historic centre of Norcia during the 2016 Central Italy earthquake was examined and the results of this study show that the strengthening techniques adopted in the 80s and 90s were effective.
This paper analyses Campi Alto, a small village in the Norcia’s municipality where many of the buildings sustained significant damage.
The analysis is based on the data collected through a post-earthquake damage survey and usability assessment (AeDES) and the external visual inspection carried out by the authors themselves.
Furthermore 20 retrofitting projects were examined along with the correlation with the damage recently observed on such buildings.

APPLICAZIONI DELLA TOMOGRAFIA PULSE-ECHO ALL'INGEGNERIA CIVILE
di
Mariagrazia Bellanova, 
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, Politecnico di Milano
mariagrazia.bellanova@polimi.it
Francesco Lo Monte, 
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, Politecnico di Milano
francesco.lo@polimi.it
Roberto Felicetti, 
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, Politecnico di Milano
roberto.felicetti@polimi.it
Marco Cucchi
Laboratorio Prove Materiali, Politecnico di Milano
marco.cucchi@polimi.it

Uno degli strumenti più innovativi attualmente disponibili per le indagini ultrasoniche su elementi in calcestruzzo è il tomografo A1040 MIRA, prodotto dalla Acoustic Control Systems di Mosca. Questo strumento è stato ideato per implementare sistematicamente la tecnica pulse-echo tramite una matrice di trasduttori a onde di taglio accoppiata ad un solo lato della struttura. Caratteristiche particolarmente interessanti di questo dispositivo sono i sensori puntiformi con accoppiamento a secco, l'implementazione automatica di sezioni tomografiche (scansioni B) tramite una specifica tecnica di focalizzazione e la possibilità di disporre dei dati grezzi acquisiti per l’implementazione di elaborazioni avanzate. Approfittando di quest'ultima opzione, gli autori hanno iniziato ad estendere l'uso di questo dispositivo ad alcuni problemi specifici al di là della semplice localizzazione dei vuoti. Un primo esempio è l'estrazione di informazioni quantitative sulla grandezza e sulla fase degli impulsi derivanti dai riflettori rilevati. Un'altra applicazione è la valutazione del danno superficiale dovuto all'esposizione al fuoco. L'ultimo esempio riguarda la ricerca dei difetti dominanti nei tiranti in ferro battuto con il metodo delle Onde Guidate. Qui i sensori adattabili a contatto puntiforme si sono rivelati molto efficaci nell'accoppiare lo strumento alla superficie irregolare degli elementi. Queste particolari applicazioni potrebbero rafforzare l'interesse per uno strumento diagnostico già affermato nel campo delle strutture civili.

English version
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CIVIL ENGINEERING APPLICATIONS OF PULSE-ECHO TOMOGRAPHY

One of the most innovative tools available for ultrasonic imaging of concrete elements is the A1040 MIRA tomograph, by Acoustic Control Systems (Moscow, Russia). This instrument was devised to systematically implement the pulse-echo technique via an array of shear wave transducers coupled to one side of the structure. Particularly interesting features are the spring-loaded dry point-contact sensors, the automatic implementation of tomographic B-scans via the Synthetic Aperture Focusing Technique and the availability of raw acquired data for customized post-processing. Taking advantage of this last option, the authors started extending the use of this device to some specific problems beyond the bare localization of voids. One first example is the extraction of quantitative information about the magnitude and phase of pulses ensuing from the detected reflectors. Another application is the assessment of surface damage due to fire exposure. The last example deals with the implementation of the Guided Waves method to ancient wrought iron tie-rods including coarse welding defects. Here the adaptable point sensors proved to be very effective in coupling the instrument to the remarkably rough surface of the elements. These special applications may further promote the interest in this renowned diagnostic tool for civil structures.

SISTEMI DI PROTEZIONE AGGIUNTIVA PER IL CONTROLLO DELLA CORROSIONE DELLE ARMATURE
di
Marco Ormellese, 
PoliLaPP – Laboratorio di corrosione dei materiali “Pietro Pedeferri” Dipartimento Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta”, Politecnico di Milano
marco.ormellese@polimi.it
Silvia Beretta, 
PoliLaPP – Laboratorio di corrosione dei materiali “Pietro Pedeferri” Dipartimento Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta”, Politecnico di Milano
silvia.beretta@polimi.it
Andrea Brenna, 
PoliLaPP – Laboratorio di corrosione dei materiali “Pietro Pedeferri” Dipartimento Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta”, Politecnico di Milano
andrea.brenna@polimi.it
Maria Vittoria Diamanti, 
PoliLaPP – Laboratorio di corrosione dei materiali “Pietro Pedeferri” Dipartimento Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta”, Politecnico di Milano
mariavittoria.diamanti@polimi.it
MariaPia Pedeferri, 
PoliLaPP – Laboratorio di corrosione dei materiali “Pietro Pedeferri” Dipartimento Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta”, Politecnico di Milano
mariapia.pedeferri@polimi.it
Fabio Bolzoni
PoliLaPP – Laboratorio di corrosione dei materiali “Pietro Pedeferri” Dipartimento Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta”, Politecnico di Milano
fabio.bolzoni@polimi.it

La prevenzione della corrosione delle armature si realizza innanzitutto confezionando calcestruzzi di alta qualità, con un adeguato spessore di copriferro e corretta posa e stagionatura. Quando le strutture operano in condizioni ambientali severe, o quando sono richieste vite di servizio lunghe, possono essere adottati sistemi di protezione aggiuntiva: rivestimenti applicati sulla superficie esterna del calcestruzzo, inibitori di corrosione, armature resistenti alla corrosione, come gli acciai inossidabili, e prevenzione catodica. Mentre gli attuali standard, EN 206 o Eurocodice 2, adottano un approccio prescrittivo, i metodi prestazionali possono essere utilizzati per confrontare varie opzioni di progettazione disponibili e fare una scelta tecnica più corretta. L'affidabilità della previsione è molto importante e anche i modelli più utilizzati (ad esempio il fib Model Code) necessitano di miglioramenti. In questo documento si confrontano i sistemi di protezione aggiuntiva, considerando il loro effetto sia sul coefficiente di diffusione dei cloruri che sul tenore critico di cloruri. È stato utilizzato un approccio semplificato: lo stato limite di esercizio, cioè l’innesco della corrosione in ambienti contenenti cloruri, è stato modellato attraverso la soluzione analitica della 2a legge di diffusione di Fick. I principali fattori che influenzano l’innesco della corrosione, come la concentrazione critica dei cloruri, il coefficiente di diffusione dei cloruri, la concentrazione del cloruro di superficie e il copriferro, sono stati rappresentati da una distribuzione di valori, e la distribuzione della probabilità della vita di servizio è stata valutata con metodo Monte Carlo.

ARTICOLO SOLO IN LINGUA INGLESE

English version
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ADDITIONAL PROTECTION SYSTEMS TO CONTROL REINFORCEMENT CORROSION

The prevention of reinforcement corrosion is primarily achieved by using high quality concrete, adequate cover and suitable casting and curing. Additional prevention methods are adopted when severe environmental conditions occur or on structures requiring very long service life. Most used systems are coatings applied on the external surface of concrete, corrosion inhibitors added to the concrete mixture proportion, corrosion resistant rebars, as stainless steel, and cathodic prevention. While existing standards, EN 206 or Eurocode 2, adopt prescriptive approach, performance based methods can improve the evaluation of the service life and enable the comparison of available design options. The reliability of the prediction is very important and even widely used models (e.g. fib Model Code) still have open questions. In this paper, the performances of additional protection systems are compared based on their effect on both chloride diffusion coefficient and critical chloride threshold. A simplified approach has been used: the initiation of corrosion in chloride containing environments has been modeled through the analytical solution of the 2nd Fick’s law of diffusion. The main factors, as critical chlorides concentration, chlorides diffusion coefficient, surface chloride concentration and concrete cover, are represented by distribution of values and the probability distribution of service life is evaluated by Monte Carlo simulation.

PONTI ESTRADOSSATI IN POLONIA
di
Jan Biliszczuk, 
Prof., Ph.D., Civ. Eng., Wroclaw University of Science and Technology. Research & Design Office Mostry - Wroclaw, Wroclaw, Poland
jan.biliszczuk@pwr.edu.pl
Jerzy Onysyk, 
Prof., Ph.D., Civ. Eng., Wroclaw University of Science and Technology. Research & Design Office Mostry - Wroclaw, Wroclaw, Poland
Wojciech Barcik, 
M.Sc., Civ. Eng., Research & Design Office Mosty - Wroclaw, Wroclaw, Poland
Robert Toczkiewicz, 
M.Sc., Civ. Eng., Research & Design Office Mosty - Wroclaw, Wroclaw, Poland
Artur Tukendorf
M.Sc., Civ. Eng., Budimex S.A., Warsaw, Poland

L'infrastruttura viaria e ferroviaria in Polonia ha attraversato una fase di intenso sviluppo e modernizzazione negli ultimi anni. Si costruiscono circa 300 nuovi ponti all'anno. Fra le nuove strutture vi è un gruppo di ponti del recente tipo estradossato.
Questo articolo presenta esempi di ponti estradossati di campata corta, media e lunga progettati e costruiti recentemente in Polonia. Si descrivono le seguenti strutture:
- il primo ponte estradossato in Polonia
- caratteristici cavalcavia a due campate
- ponti stradali curvi a più campate
- il più grande ponte strallato in Polonia
- concezione strutturale di alcuni progetti.
Si descrivono i dettagli strutturali e costruttivi dei suddetti ponti; la trattazione si conclude con la messa a confronto delle principali caratteristiche geometriche dei ponti presentati.

ARTICOLO SOLO IN LINGUA INGLESE

English version
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EXTRADOSED BRIDGES IN POLAND

The road and railway infrastructure in Poland has been intensively developed and modernized for the last years. Around 300 new bridges are built annually. Among the new structures there is a group of modern extradosed bridges.
This paper presents examples of short-, medium- and long-span extradosed bridges designed and built in recent years in Poland. The following structures are described:
-    the first Polish extradosed bridge;
-    two-span landmark viaducts over motorways;
-    multi-span curved motorway bridge;
-    the largest Polish extradosed bridge;
-    conceptual designs.
Structural details and construction technology of the above mentioned bridges are described. The paper is concluded with a comparison of basic geometrical characteristics of presented bridges.