TECNICHE DI MODELLAZIONE A PLASTICITÀ DISTRIBUITA PER ANALISI NON LINEARI DI PILE DA PONTE IN OPENSEES

The analysis of a structural problem certainly requires a careful understanding of the possible phenomena that can influence the response in the presence of a studied circumstance, but it requires just as much care in the ways in which these phenomena are represented. Knowledge of the implications related to the choices made in modeling is crucial for correctly interpreting the results obtained downstream of an analysis. In this study, multiple phenomenological implications related to the representation of non-linear behavior in structures are analyzed in depth, in order to obtain greater confidence with the modeling phase, an extremely delicate and decisive phase in the cognitive process of the real mechanical characteristics of the analyzed structure. In particular, it’s studied the behavior of pressure-bending bridge piers, modeled by adopting a distributed plasticity approach, both in static and dynamic conditions, analyzing in detail the elements underlying the generation of a result by a calculation code. The achievement of this goal is supported by the OpenSees framework, through which the writing of specific calculation codes allows to significantly increase the level of in-depth knowledge in structural analysis, also focusing on problems related to the numerical analysis that lies behind the generation of an output. The attention is focused on the phenomena of degradation of the expected performances of the structure, in terms of resistance and stiffness, due to the cyclic actions, through models in which the ability of some formulations on the materials is tested to adequately capture the real structural behavior. The results obtained are therefore validated through comparisons with experimental data on real models. Finally, it’s studied a complex structural problem, the Rio Torto viaduct, entirely modeled on the OpenSees environment through a distributed plasticity approach, finalizing the studies conducted on the models in the phases preceding the obtaining and management of an output, representing the expected structural response, in the non-linear field. Particular attention is paid, in this context, to the correct interpretation of the results obtained, in order to guide towards targeted and suitable modeling and analysis strategies.

L’analisi di un problema strutturale richiede certamente un’attenta comprensione dei possibili fenomeni che possono influenzare la risposta in presenza di una studiata circostanza, ma richiede altrettanta cura nelle modalità attraverso le quali tali fenomeni vengono rappresentati. La conoscenza delle implicazioni legate alle scelte adottate nella modellazione risulta determinante per interpretare correttamente i risultati ottenuti a valle di un’analisi. Nel presente studio vengono analizzati in modo approfondito molteplici implicazioni fenomenologiche legate alla rappresentazione del comportamento non lineare nelle strutture, al fine di ottenere una maggiore confidenza con la fase di modellazione, fase estremamente delicata e determinante nel processo conoscitivo delle reali caratteristiche meccaniche della struttura analizzata. Viene studiato in particolare il comportamento di pile da ponte presso-inflesse, modellate adottando un approccio a plasticità diffusa, sia in condizioni statiche che dinamiche, analizzando nel dettaglio gli elementi alla base della generazione di un risultato, da parte di un codice di calcolo. Il raggiungimento di questo obbiettivo è supportato dal framework OpenSees, attraverso il quale la scrittura di specifici codici di calcolo permette di incrementare notevolmente il livello di approfondimento nell’analisi strutturale, soffermandosi anche su problematiche legate all’analisi numerica che si cela dietro la generazione di un output. Si pone l’attenzione su fenomeni di degrado delle prestazioni attese dalla struttura, in termini di resistenza e rigidezza, per effetto delle azioni cicliche, attraverso modelli nei quali viene saggiata la capacità di alcune formulazioni sui materiali di cogliere in modo adeguato il reale comportamento strutturale. I risultati ottenuti sono dunque validati attraverso confronti con dati sperimentali su modelli reali. Viene studiato, infine, un problema strutturale complesso, il viadotto Rio Torto, interamente modellata ambiente OpenSees attraverso un approccio a plasticità diffusa, finalizzando gli studi condotti sui modelli nelle fasi precedenti all’ottenimento ed alla gestione di un output, rappresentante la risposta strutturale attesa nel campo non lineare. Viene posta particolare attenzione, in questo contesto, alla corretta interpretazione dei risultati ottenuti, in modo da guidare verso strategie di modellazione ed analisi mirate ed idonee.