Comportamento strutturale dei tunnel ad anello in calcestruzzo armato in caso di incendio
Lo studio analizza il comportamento strutturale dei tunnel ad anello in calcestruzzo armato esposti al fuoco, proponendo una soluzione analitica basata su analisi termo-meccaniche. Vengono valutati parametri come spessore del calcestruzzo, armatura e rigidezza del terreno per supportare la progettazione preliminare.
Lo studio propone una soluzione analitica per il problema strutturale dei tunnel ad anello in calcestruzzo armato
L'ampio utilizzo di macchine perforatrici per lo scavo e la realizzazione di gallerie ha portato alla diffusione di tunnel in calcestruzzo armato caratterizzati da sezioni trasversali ad anello assial-simmetriche. L’incendio rappresenta una delle minacce endogene più pericolose per la sicurezza dei tunnel, a causa delle elevate temperature che possono svilupparsi durante la combustione del gasolio e della benzina usati per la propulsione di camion e automobili, e per via della geometria confinata del sistema.
Il presente articolo propone una soluzione analitica per il problema strutturale dei tunnel ad anello in calcestruzzo armato, tipicamente realizzati tramite scavo e getto con macchine perforatrici, soggetti a incendio. Grazie alla simmetria assiale del caso, il problema può essere risolto considerando un’impostazione matematica monodimensionale di un settore dell’anello. Dopo un’analisi termica transitoria non lineare condotta considerando la curva nominale tempo-temperatura per idrocarburi, si procede con l’analisi termo-meccanica strutturale tracciando l’evoluzione dei diagrammi momento-curvatura nel tempo di esposizione, imponendo l’equilibrio sezionale sulla base delle leggi costitutive avanzate dell’acciaio e del calcestruzzo fornite dall’Eurocodice 2. Il comportamento strutturale del tunnel viene poi studiato mediante un’analisi parametrica che considera diversi spessori di calcestruzzo, aree di armatura in acciaio e rigidezze del terreno circostante.
La metodologia analitica impiegata in questo articolo può essere implementata piuttosto facilmente e può essere utilizzata per guidare la concezione preliminare del progetto e per verificare soluzioni avanzate ottenute tramite codici agli elementi finiti.
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