Analisi di archi e ponti con materiale non resistente a trazione

This thesis deals with several open issues about masonry arch and arch bridges according to the theory of No-Tension materials, which considers the inability of the material to withstand tensile stresses. The obtained results are compared with those given by widely-used computer codes and well-known theories reported in literature. A single arch is first analyzed to validate a Matlab code developed for the analysis of two-dimensional No-Tension structures. The results are compared with those given by analytical methods applicable to simple structures, and by a commercial software, with special emphasis on the “mesh sensitivity” analysis. Then, a masonry arch bridge crossing the Baye de Clarens creek on the Blonay-Chamby Swiss railroad is studied, in order to assess the reliability of the No-Tension model when applied to complex structures. The estimated load bearing capacity is compared with the predictions of Abaqus, a widely-used software for non-linear finite element analyses. Merits and limitations of the proposed method are eventually discussed.

In questa tesi sono state affrontate alcune tematiche aperte riguardo allo studio di archi e ponti ad arco in muratura attraverso la teoria dei materiali No-Tension, che tiene conto dell’impossibilità del materiale di sopportare sforzi di trazione, verificando i risultati ottenuti tramite software di largo utilizzo e teorie ampiamente discusse in letteratura. Si è deciso di analizzare, inizialmente, un singolo arco per validare le capacità di un codice Matlab per l’analisi di strutture bidimensionali No-Tension, attraverso un confronto con i risultati forniti da metodi analitici applicabili a strutture semplici e da software commerciali, soprattutto per quanto riguarda l’analisi della “mesh sensitivity”. Successivamente è stato studiato il comportamento di un ponte ad archi in muratura sul torrente Baye de Clarens, situato in Svizzera sulla linea ferroviaria Blonay-Chamby, con lo scopo di verificare l’affidabilità del modello No-Tension in termini di previsione della capacità portante di strutture complesse mediante un confronto con le previsioni del software Abaqus, largamente utilizzato per effettuare analisi FEM in campo non lineare. Vengono infine discussi criticamente pregi e limitazioni del metodo proposto.