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rapporti - Deliverable

Innovazioni nella modellistica per analisi strutturali. Benchmark internazionali

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Innovazioni nella modellistica per analisi strutturali. Benchmark internazionali

Implementazione del metodo dei micropiani nel software COMSOL per simulare ilcomportamento di grandi opere civili in calcestruzzo. Descrizione delle attività numeriche presentate da RSE all’11° Benchmark-Workshop organizzato dall’ICOLD su temi riguardanti problemi specifici delle dighe.

Per valutare la sicurezza di grandi opere civili mediante analisi basate sul Metodo degli Elementi Finiti (FEM), è fondamentale avere a disposizione strumenti di calcolo che siano in grado di simulare con accuratezza il comportamento effettivo delle strutture sulla base delle misure fornite dai sistemi di monitoraggio o da campagne sperimentali. Uno degli aspetti più critici nella modellazione di strutture in calcestruzzo è la rappresentazione del comportamento meccanico del materiale che varia nel tempo, specialmente quando avvengono evidenti fenomeni di danneggiamento o degrado strutturale. In letteratura sono presenti numerosi legami costitutivi che, tuttavia, riescono a simulare accuratamente solo comportamenti del calcestruzzo relativi a particolari condizioni di carico e vincolo. Il metodo dei micropiani, per contro, grazie alla sua formulazione vettoriale, che lo differenzia dai classici approcci definiti in termini di tensori e invarianti, è particolarmente adatto a rappresentare il comportamento del calcestruzzo nel suo complesso. Tale legame è stato implementato nel software COMSOL che si è rivelato funzionale per questo tipo di attività perchè, a differenza della maggior parte dei codici ingegneristici, non richiede lo sviluppo exnovo di complesse routine di calcolo. La validazione del metodo dei micropiani è stata effettuata susemplici casi test. Per la verifica del corretto impiego dei software, sempre più sofisticati e complessi, e per la valutazione dell’affidabilità dei risultati numerici, è utile il confronto internazionale come avviene nell’ingegneria delle dighe, dove vengono periodicamente organizzate attività di benchmarking su temi specifici. Gliobiettivi principali sono il miglioramento delle simulazioni, per rappresentare al meglio qualsiasi problema connesso con la sicurezza, e l’emissione di linee guida che consentano il corretto utilizzo degli strumenti di calcolo e servano da mezzo di trasferimento dell’esperienza e delle conoscenze ingegneristiche tra generazioni. RSE ha partecipato all’11° Benchmark Workshop, svolgendo il Tema A(Effect of concrete swelling on the equilibrium and displacements of an arch dam) e il Tema C (Estimation of the probability of failure of a gravity dam for the sliding failure mode). Il confronto dei risultati ha evidenziato nel primo caso l’affidabilità del codice proprietario CANT-SD, nel secondo caso l’applicabilità dei concetti dell’analisi di rischio alla valutazione della sicurezza delle dighe.

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