Performance of RC Crane Beams with Varying Deterioration under Vertical Loads

Questo argomento nasce dalla ricerca su problemi pratici di applicazione ingegneristica, in particolare riguardo le travi di gru in calcestruzzo armato (CA) soggette a corrosione ambientale negli impianti di fusione. Viene studiato il comportamento meccanico degli elementi con diversi gradi di degrado sotto carichi verticali monotoni e carichi ciclici a bassa frequenza. Questo studio ha un importante valore teorico e significato pratico per l’ingegneria strutturale. In questo lavoro, si prende come oggetto di studio la trave di gru in calcestruzzo armato di un’officina elettrolitica di una fonderia, analizzandone la capacità portante e le prestazioni sismiche in diverse condizioni di degrado. Il lavoro principale è il seguente: (1) Viene analizzato lo stato dell’arte e i problemi esistenti, sia in ambito nazionale che internazionale, relativi alla capacità portante e alle prestazioni sismiche delle travi di gru in calcestruzzo armato soggette a corrosione in diversi livelli di degrado, e viene proposta la struttura generale della ricerca e il percorso tecnico seguito nello studio. (2) Basandosi sui risultati delle ricerche precedenti, sono stati modellati due gruppi di travi esistenti in calcestruzzo armato utilizzando modelli costitutivi generali del calcestruzzo e dell’acciaio di armatura. È stato quindi costruito un modello di analisi numerica con il software ABAQUS, considerando sia condizioni di carico monotono che ciclico. I risultati della simulazione numerica sono in buon accordo con i risultati sperimentali esistenti, dimostrando la correttezza ed efficacia del modello e del metodo di analisi utilizzati. (3) Sulla base delle analisi precedenti, è stato sviluppato un modello numerico della trave di gru in calcestruzzo armato con modelli costitutivi vincolati del calcestruzzo e dell’acciaio d’armatura, tenendo conto dell’interazione tra corrosione e fatica. Sotto un carico monotono concentrato in mezzeria, e utilizzando ABAQUS, sono stati analizzati sei tipi di materiali in calcestruzzo e acciaio con differenti gradi di degrado. È stata quindi effettuata un’analisi delle proprietà meccaniche della trave in ciascun caso, ottenendo i corrispondenti comportamenti strutturali e discutendo la legge di degradazione della capacità portante. (4) Utilizzando il modello numerico della trave di gru in CA sviluppato nel Capitolo 3, è stata condotta un’analisi numerica sotto carico verticale concentrato ciclico crescente in mezzeria, considerando sei diversi gradi di degrado dei materiali. I risultati mostrano che la capacità portante, la rigidezza, la duttilità e la capacità dissipativa delle travi di gru si riducono in misura variabile nei diversi stadi di degrado sotto carichi ciclici. (5) Sulla base delle analisi precedenti, vengono proposte misure anticorrosione e interventi di rinforzo strutturale complessivi per le travi di gru in calcestruzzo armato, fornendo supporto tecnico per l’applicazione ingegneristica nel contesto reale.