Progetto esecutivo 2005/2008 LINEA 5 - reluis.it · progetto di strutture in acciaio e strutture...
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““SVILUPPO DI APPROCCI INNOVATIVI PER IL PROGETTO SVILUPPO DI APPROCCI INNOVATIVI PER IL PROGETTO DI STRUTTURE IN ACCIAIO E COMPOSTE ACCIAIODI STRUTTURE IN ACCIAIO E COMPOSTE ACCIAIO--CALCESTRUZZO CALCESTRUZZO ““
Progetto esecutivo 2005/2008Progetto esecutivo 2005/2008LINEALINEA 5 5
COORDINATORI: COORDINATORI: F.F. M. Mazzolani e R. M. Mazzolani e R. ZandoniniZandonini
RERETE DEI TE DEI LLABORATORI ABORATORI UUNIVERSITARI NIVERSITARI DI DI IINGEGNERIA NGEGNERIA SSISMICAISMICA
Rapporto attivitRapporto attivitàà –– Anno 2006Anno 2006--20072007RomaRoma
Protezione CivileProtezione Civile3 luglio 20073 luglio 2007
Sviluppo di approcci innovativi per il progetto di strutture in acciaio e strutture composte acciaio-calcestruzzo al fine di conseguire un miglioramento dei principi e delle regole di dettaglio per la progettazione e la valutazione della sicurezza sismica.Coordinamento affidato a Federico Mazzolani e Riccardo Zandonini
OBIETTIVI DELLA LINEA DI RICERCA
LE 12 UNITÀ DI RICERCA
Unità Argomento Responsabile scientifico
6 Risposta sismica e regole di progetto di ponti a struttura composta acciaio-calcestruzzo Piluso – UNISA
1 Principi e regole di progettazione di strutture controventate Mazzolani – UNINA
2 Capacità rotazionale e criteri di classificazione delle membrature di acciaio Landolfo – UNINA-B
3Contributo dei pannelli irrigidenti nel controllo del comportamento degli edifici di acciaio a struttura intelaiata
De Matteis – UNICH
4 Criteri di progetto di strutture intelaiate in acciaio e metodi di analisi non lineare Mandara – SUN
5 Risposta sismica e regole di progetto di ponti di acciaio Salvatore – UNIPI
TEMI DELLA LINEA DI RICERCA
TEMI DELLA LINEA DI RICERCA
Unità Argomento Responsabilescientifico
7 Procedure per l’analisi della fatica oligociclica di membrature e collegamenti Castiglioni – POLIMI
8
Design by testing basato sul criterio del Capacity Design di elementi strutturali e giunti in strutture a telaio e strutture da ponte in acciaio e composte acciaio-calcestruzzo
Zandonini/Bursi – UNITN
9 Capacità rotazionale e criteri di classificazione delle membrature composte Pecce – UNISANNIO
10
Procedure di analisi strutturale per tenere conto delle effettive caratteristiche di resistenza e deformabilità dei connettori nelle travi composte
Fabbrocino – UNIMOL
11 Telai composti semicontinui con controventi dissipativi Dezi – UNVPM
12 Modelli isteretici con degrado e curve di fragilità per i giunti composti Amadio – UNITS
LE 12 UNITÀ DI RICERCA
STRUTTURE A TELAIOSTRUTTURE A TELAIO
Valutazione dei metodi progettuali e dei dettagli costruttivi necessari per il soddisfacimento del criterio di “Capacity Design”.Determinazione di metodologie per la misura della rotazione plastica e di criteri di classificazione sismica delle membrature. Valutazione della capacità dissipativa e dell'affidabilità delle prestazioni in zona sismica di giunti a parziale e completo ripristino di resistenza.Sviluppo di sistemi strutturali e relative metodologie di progetto per l’ottimizzazione dei collegamenti trave-colonna e colonna-fondazione.Valutazione dell’influenza di pannelli di chiusura sulla risposta sismica dei telai.
OBIETTIVI DELLA LINEA DI RICERCA
TELAI CONTROVENTATITELAI CONTROVENTATI
Valutazione dei metodi progettuali e dei dettagli costruttivi necessari per il soddisfacimento del criterio di “CapacityDesign”.
Valutazione sperimentale della capacità dissipativa e dell'affidabilità delle prestazioni in zona sismica di strutture con controventi standard e controventi speciali caratterizzati da elevata duttilità.Sviluppo di dispositivi di controvento innovativi e di dettagli per la dissipazione energetica, quali dispositivi in gomma, in acciaioe sistemi di controvento “unbonded”.
OBIETTIVI DELLA LINEA DI RICERCA
STRUTTURE DA PONTESTRUTTURE DA PONTE
Esame della risposta sismica dei ponti di acciaio e composti peruna definizione di regole di progetto da incorporare nella normativa sismica.Messa a punto di procedure per il design by testing con riferimento ai dettagli più critici quali i giunti trave-traverso e le connessioni a taglio acciaio-cls.Valutazione della capacità di resistenza in esercizio (fatica ad alto numero di cicli) ed in seguito ad eventi dinamici eccezionali (fatica oligociclica) mediante sviluppo e calibrazione di modelli di danno.Valutazione delle curve di fragilità, che esprimono la probabilitàcondizionale che la massima risposta ecceda un limite prestazionale per un'assegnata intensità dell'azione sismica.
OBIETTIVI DELLA LINEA DI RICERCA
Le attività condotte dalle unità di ricerca affrontano
le tematiche principali con diversi obiettivi:
Metodi di analisi e criteri di progetto
Prestazioni e modellazione di componenti e membrature
Prestazioni e modellazione dei collegamenti
Prestazioni e modellazione dei sistemi di controvento
ORGANIZZAZIONE DELLE ATTIVITA’
RERETE DEI TE DEI LLABORATORI ABORATORI UUNIVERSITARI NIVERSITARI DI DI IINGEGNERIA NGEGNERIA SSISMICAISMICA
UNITA’ DI RICERCA n.1(Università di Napoli “Federico II” - Ingegneria)
Principi e regole di progettazione di strutture controventate
Responsabile :
Prof. Federico MAZZOLANI
Componenti unità di ricerca:
Ing. Mario D’ANIELLODr. Ing. Gaetano DELLA CORTE
L’obiettivo principale consiste nello studio della risposta sismica di controventi di acciaio, sia tradizionali che innovativi, per la protezione sismica di strutture sia nuove che esistenti.
In particolare, lo studio è stato concentrato sui controventi innovativi ad instabilità impedita (BRB).
OBIETTIVI
Attività A.1Progetto del sistema BRB
200 200
510 634200
240 13181886 2350
1886 2350
46240 151882
A
A
B
B
0
400
800
1200
1600
2000
0 5 10 15
Roof displacement [cm]
Base shear [kN]
RC structure
RC structure+BRB
ATTIVITÀ SVOLTE NEL PERIODO
Attività A.2Realizzazione e posa in opera dei BRB
Attività A.3Modellazione numerica
Attività A.4Sperimentazione
Attività BProgetto di prototipi in scala 1:2 del sistema da provare nel test full-scale
3066
23107 75954
1175
255
2543
100
100 100
255317
CONCLUSIONI E FUTURI SVILUPPI
In breve verrà eseguita la prova sperimentale di spinta sull’edificio rinforzato con i BRB. Pertanto si calibreranno i modelli numerici sulla scorta dei risultati sperimentali
L’analisi della risposta del sistema consentirà di migliorare ulteriormente la capacità dissipativa del dispositivo.
Sulla base degli ulteriori dati sperimentali si provvederà a realizzare i prototipi in scala 1:2 da testare in laboratorio
RERETE DEI TE DEI LLABORATORI ABORATORI UUNIVERSITARI NIVERSITARI DI DI IINGEGNERIA NGEGNERIA SSISMICAISMICA
UNITA’ DI RICERCA n.2(Università di Napoli “Federico II” – Architettura)
CAPACITÀ ROTAZIONALE E CRITERI DI CLASSIFICAZIONE DELLE MEMBRATURE DI ACCIAIO
Responsabile :
Prof. Raffaele LANDOLFO
Componenti unità di ricerca:
Ing. Manuela BRESCIADr. Ing. Oreste MAMMANA
MOTIVAZIONI ED OBIETTIVI
Sovraresistenza
qmax
MMp
pMM
1
1
Duttilita’
qyq
qy
OBIETTIVI1. Valutazione mediante analisi sperimentali e numeriche della capacità
rotazionale di membrature inflesse e presso-inflesse di acciaio
2. Formulazione di modelli di classificazione delle stesse in differenti categorie di duttilità e sovraresistenza
MOTIVAZIONIIl progetto di sistemi strutturali sismoresistenti di acciaio secondo le regole del capacity design richiede la conoscenza tanto della duttilitàlocale quanto della sovraresistenza
ATTIVITA’ SVOLTE
1. Studio sistematico dello stato dell’arte inerente la duttilità locale disponibile delle strutture in acciaio
2. Messa a punto di un database di prove sperimentali su tre e quattro punti su membrature inflesse
3. Analisi numeriche preliminari
4. Ricalibrazione del fattore di sovraresistenza s per membrature con sezione a doppio T e generalizzazione dello stesso per membrature del tipo RHS, SHS
5. Confronto tra i modelli di classificazione adottati dall’EC3 (2004), OPCM 3274 (2005), Norme Tecniche per le Costruzioni (2005)
6. Pianificazione della campagna di prove sperimentali
t
d
b
dw
t
c
2 2 ff w
b1 0.83 0.51 0.009 0.34s L *= + λ + λ −
2 2 ff w *
b1 0.568 0.33 0.063 0.27s L= + λ + λ −
t
D
wb
bfc
dw
t
ftbLt
b
LCb
2 f*
b1 2.566 0.0035 1.69s L= − λ +
2 2f w
1 1.66 1.042 1.31s= − λ + λ
SVILUPPI ATTESI
1. Indagini numerico-sperimentali su membrature inflesse e presso-inflesse
2. Definizione di un’espressione in forma chiusa del parametro di duttilitàmediante regressioni multiple di dati sperimentali
3. Ridefinizione dei limiti di snellezza di anima e flangia proposti dall’EC3 mediante il tracciamento di curve isorotazionali
4. Proposta di un modello di classificazione basato sulla suddivisione dellemembrature in classi di duttilità e sovraresistenza
RERETE DEI TE DEI LLABORATORI ABORATORI UUNIVERSITARI NIVERSITARI DI DI IINGEGNERIA NGEGNERIA SSISMICAISMICA
UNITÀ DI RICERCA N. 3(Università G. d’Annunzio di Chieti-Pescara)
“Contributo dei pannelli irrigidenti nel controllo del comportamento degli edifici a struttura intelaiata”
Componenti
Dr. Ing. Simeone PanicoDr. Ing. Antonio FormisanoIng. Giuseppe Brando
Responsabile
Prof. Gianfranco De Matteis
OBIETTIVI DELL’UNITÀ
Obiettivo
1. Valutazione del contributo offerto dalle pareti strutturali a taglio sul
comportamento degli edifici sismo-resistenti
Tipologie strutturali esaminate
1. Pareti irrigidenti, aventi limitata capacità portante
2. Sistemi con elevata rigidezza e resistenza nel piano
3. Pareti con funzione principalmente dissipativa
4. Pannelli per il rinforzo di telaio in c.a. esistenti
Metodi di analisi
1. Valutazione della risposta del singolo pannello (sperimentale e numerica)
2. Effetti globali sulla risposta della struttura-125
-100 -75 -50 -25 0 25 50 75 100
-100
-75
-50
-25
0
25
50
75
100
125
Slip [mm]
Load [kN]
ATTIVITÀ SVOLTE NEL PERIODO
Attività 1
Valutazione numerica della risposta a taglio di lastre sottili in acciaio con funzione
irrigidente
Attività 2
Valutazione sperimentale di pannelli irrigiditi in alluminio puro con funzione
dissipativa
Attività 3
Valutazione sperimentale della risposta di telai in c.a. irrigiditi mediante pannelli in
acciaio ed alluminio
-30 0
-25 0
-20 0
-15 0
-10 0
-5 0
0
5 0
10 0
15 0
20 0
25 0
-2 00 -1 00 0 10 0 20 0
D is p lac em e n t (m m )
Shea
r for
ce (k
N)
Attività 1
Calibrazione di modelli FEM per la valutazione della risposta ciclica di pannelli di
alluminio (studio parametrico per la disposizione ottimale degli irrigidimenti)
SVILUPPI ATTESI
Attività 2
Analisi dinamiche globali per la valutazione della risposta di edifici di acciaio con
pannelli dissipativi in alluminio puro
Attività 3
Analisi dinamiche globali per la valutazione della risposta di edifici in c.a. rinforzati
con pannelli metallici
RERETE DEI TE DEI LLABORATORI ABORATORI UUNIVERSITARI NIVERSITARI DI DI IINGEGNERIA NGEGNERIA SSISMICAISMICA
UNITA’ DI RICERCA n.4(Seconda Università di Napoli)
CRITERI DI PROGETTO DI STRUTTURE INTELAIATE IN ACCIAIO E METODI DI ANALISI NON LINEARE
Responsabile
Prof. Alberto MANDARA
Componenti unità di ricerca
Dr. Ing. Massimiliano FERRAIOLI
OBIETTIVI DELL’UNITÀ 4
Obiettivo Generale
1. Definizione e messa a punto di criteri di progetto per strutture sismoresistenti in acciaio basati sul performance-based design.
Obiettivi intermedi
1. Analisi comparativa dei criteri di progettazione esistenti.2. Messa a punto e validazione del metodo dello spettro di capacità e degli spettri
inelastici con valutazione degli effetti del danno cumulato (Metodo ICSM).3. Determinazione dei parametri strutturali significativi ai fini delle prestazioni
sismiche (Acceptance Criteria). 4. Impiego del Metodo ICSM per correlare i livelli prestazionali con i livelli d’intensità
dell’azione sismica (Performance Matrix).
ATTIVITÀ SVOLTE NEL PERIODO
Analisi comparativa dei criteri di progettazione esistenti.
1. Analisi pushover e caratterizzazione dello spettro di capacità bilineare equivalente.
2. Individuazione di parametri prestazionali specifici basati sui criteri della rigidezza, della resistenza e della duttilità.
3. Definizione degli spettri di risposta inelastici attraverso fattori di riduzione opportunamente tarati mediante l’analisi statistica condotta su segnali accelerometrici reali spettrocompatibili.
4. Messa a punto di una procedura incrementale ma non iterativa basata sul metodo dello Spettro di Capacità e degli Spettri Inelastici per la valutazione delle prestazioni sismiche delle strutture intelaiate in acciaio.
5. Analisi comparativa dei criteri di progettazione esistenti in termini prestazionali.
IO
LS
CP
CPLS
0.000
0.100
0.200
0.300
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00
SPOSTAMENTO IN SOMMITA' / ALTEZZA (%)
TAGL
IANT
E AL
LA B
ASE
/ PES
O
PLASTIC DESIGN + SLDPLASTIC DESIGN
ORDINANZA 3274
BEVAGNA
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
OPERATIONAL LIFE SAFETY COLLAPSEPREVENTION
LIVE
LLO
D'IN
TENS
ITA'
AZI
ONE
SISM
ICA
(PGA
/g)
LIVELLO PRESTAZIONALE
ORDINANZA 3274
PLASTIC
DESIGN+S
LD
PLASTIC DESIG
N
FUTURI SVILUPPI
Validazione del Metodo ICSM mediante confronto con le prestazioni sismiche ottenute attraverso l’analisi dinamica non lineare di tipo incrementale (Incremental Response History Analysis).
Affinamento del modello non lineare adottato considerando anche il degrado di rigidezza e di resistenza e la deformabilità dei pannelli nodali.
Valutazione della sensibilità dei risultati ai diversi fattori che influenzano la risposta: resistenza del materiale, strain-hardening, smorzamento strutturale, degrado di rigidezza e di resistenza.
Estrapolazione dei risultati delle analisi al fine di mettere a punto una metodologia di carattere generale per la progettazione strutturale su base prestazionale di strutture intelaiate in acciaio.
UNITA’ DI RICERCA N. 5 (Università di Pisa)
RISPOSTA SISMICA E REGOLE DI PROGETTO DI PONTI IN ACCIAIO
Responsabile Prof. Walter SALVATORE
RERETE DEI TE DEI LLABORATORI ABORATORI UUNIVERSITARI NIVERSITARI DI DI IINGEGNERIA NGEGNERIA SSISMICAISMICA
OBIETTIVI
Protezione sismica di impalcati in acciaio e composti acciaio-calcestruzzocon attenzione ai nuovi criteri introdotti dall’Ordinanza 3431/2005Ordinanza 3431/2005
1. Individuazione delle principali tipologie di impalcato adottate sia nelle reti stradali che ferroviarie e dei relativi dettagli critici in fase di sisma
2. Formulazione di criteri per la messa a punto di modelli numerici globali e locali per la valutazione degli effetti tensionali e deformativi dovuti al terremoto
3. Valutazione delle problematiche correlate all’applicazione delle metodologie proposte dall’Ordinanza 3431/05 per queste tipologie strutturali
Utilizzo di tecniche dinamiche sperimentali per la validazione e la successiva calibrazione di modelli numerici
1. Verifica della capacità dei modelli formulati di stimare le effettive proprietàdinamiche di strutture esistenti (frequenze, smorzamenti, forme modali)
2. Impiego di modelli aggiornati per la valutazione degli effetti sismici
Sviluppo di modelli numerici per i casi studio selezionati
1. Sviluppo di modelli numerici utilizzando diverse strategie di modellazione (di tipo complesso e semplificato) per i casi studio selezionati nel primo anno
2. Valutazione delle proprietà dinamiche strutturali (frequenze, forme modali) dei diversi modelli numerici implementati
3. Confronto dei risultati ed analisi dell’efficacia delle varie strategie per l’analisi sismica dei ponti in struttura composta acciaio-calcestruzzo a travi parallele.
Applicazione delle tecniche di Analisi Dinamica Sperimentale e “Model Updating”al secondo caso di studio (ponte ferroviario nuove linee AV)
1. Valutazione delle effettive proprietà dinamiche attraverso tecniche di Analisi Modale Operativa
2. Calibrazione dei modelli numerici ottimizzandone la risposta dinamica
Verifica del comportamento in fase di sisma sulla base delle indicazioni dell’OPCM 3431/05 del primo caso studio (ponte stradale)
ATTIVITÀ SVOLTE
FUTURI SVILUPPI
Valutazione delle sollecitazioni dovute all’ azione sismica anche per il caso ferroviario utilizzando spettri di risposta normativi
Valutazione dell’ azione sismica mediante l’utilizzo di accelerogramminaturali e spettro - compatibili
Confronto dei risultati derivanti dai due approcci di verifica
Confronto con i risultati derivanti da approcci di verifica di tipo semplificato (Analisi Statica Equivalente) contenuti nell’Ordinanza
Valutazione delle problematiche relative alla applicazione delle regole di progetto contenute all’interno dell’Ordinanza alle tipologie analizzate
RISPOSTA SISMICA E REGOLE DI PROGETTO DI PONTIA STRUTTURA COMPOSTA ACCIAIO-CALCESTRUZZO
UNITA’ DI RICERCA N.6(Università di Salerno)
RESPONSABILEProf. Vincenzo Piluso
RERETE DEI TE DEI LLABORATORI ABORATORI UUNIVERSITARI NIVERSITARI DI DI IINGEGNERIA NGEGNERIA SSISMICAISMICA
OBIETTIVI DELL’UNITÀ
Obiettivo 1
1. Determinazione dei legami momento-curvatura e forza-spostamento di
pile da ponte del tipo CFT
2. Prove sperimentali per la validazione dei modelli
3. Previsione del comportamento ultimo
Obiettivo 2
1. Valutazione della risposta di un ponte a travata in sistema composto
2. Stima del coefficiente di struttura
1. Definizione di una procedura di calcolo per la determinazione del legame
momento-curvatura di una sezione composta del tipo CFT (Concrete Filled Tube)
2. Definizione e implementazione di una procedura di calcolo per la determinazione
della curva forza-spostamento di una membratura composta del tipo CFT
3. Allestimento delle apparecchiature per l’esecuzione di prove sperimentali del tipo
three-point bending test monotone e cicliche
ATTIVITÀ SVOLTE
• confinamento del calcestruzzo
• regime tensionale biassiale nel tubo
• instabilità locale
FUTURI SVILUPPI
Implementazione della procedura di calcolo per la determinazione del legame momento-curvatura
Assemblaggio delle routine di calcolo per la valutazione completa del comportamento di una membratura composta di tipo CFT
Programma di prove sperimentali monotone e cicliche del tipo three-pointbending test su provini di tipo SHS e CHS
Validazione dei modelli di calcolo
UNITA’ DI RICERCA N.7(Politecnico di Milano))
RERETE DEI TE DEI LLABORATORI ABORATORI UUNIVERSITARI NIVERSITARI DI DI IINGEGNERIA NGEGNERIA SSISMICAISMICA
Procedure per l’analisi della fatica oligociclicadi membrature e collegamenti
RESPONSABILEProf. Carlo Castiglioni
OBIETTIVI DELL’UNITÀ 7
Obiettivo
Messa a punto e validazione di procedure per l’analisi della fatica oligociclicadi membrature e collegamenti
-8.00
-6.00
-4.00
-2.00
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
-20.00 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00
F 130Fy25-1 [kN]F 130Fy75-1 [kN]Series3Series4
F [kN]
d [mm]
ECCS Cyclic TestsSpecimen 130x45x1.5 mm
Fg=0.75 Fy
Fg=0.25 Fy
- Analisi delle procedure per l’analisi della fatica oligociclica di membrature e
collegamenti. L’analisi ha riguardato non solo lo stato dell’arte nazionale e/o
europeo, ma anche l’attività svolta in questo campo sia negli USA che in Giappone.
- Messa a punto e validazione di una procedura per l'esecuzione di prove cicliche
ibrida, parzialmente in controllo di carico e parzialmente in controllo di
spostamento. Tale procedura consente di tenere in conto gli effetti dei carichi sulle
travi, anche nel caso in cui la configurazione di prova sia del tipo a "T rovescia",
(con colonna orizzontale e trave verticale)
ATTIVITÀ SVOLTE NEL PERIODO
FUTURI SVILUPPI
Analisi comparativa e integrazione dei due documenti: ECCS 45 e
ATC (Applied Technology Council)24
Analisi comparativa dei metodi di rielaborazione dei risultati sperimentali
Stesura di una Raccomandazione per l'esecuzione delle prove cicliche su componenti strutturali in acciaio e composti di acciaio e calcestruzzo
Definizione di un modello di danno
FyFg
Forc
eco
ntro
lled
Forcecontrolled
Displacement-controlled
Displacement-controlled
F
d
RERETE DEI TE DEI LLABORATORI ABORATORI UUNIVERSITARI NIVERSITARI DI DI IINGEGNERIA NGEGNERIA SSISMICAISMICA
UNITÀ DI RICERCA N.8
(Università di Trento)Design by testing basato sul criterio del Capacity Design
di elementi strutturali e giunti in strutture a telaio e strutture da pontein acciaio e composte acciaio-calcestruzzo
Responsabili
prof. Riccardo Zandonini,
prof. Oreste S. Bursi
OBIETTIVI
L’attività dell'Unità di Ricerca 8 (UNITN) si incentra sulla valutazione della realizzabilitàe dell'efficacia di giunti in acciaio e composti acciaio-calcestruzzo in:
strutture a telaio soggette a terremoti e successivamente ad incendio;
strutture da ponte soggette a fatica a basso e ad alto numero di cicli.
OBIETTIVO: esaminare i dettagli critici di unioni bullonate e saldate ai fini della durabilità, della resistenza e della capacità dissipativa.
Inquadramento delle problematiche teorico-sperimentali, mediante l’esame dello stato dell’arte e delle norme e raccomandazioni del settore;
pianificazione delle indagini sperimentali sia su giunti trave-colonna composti acciaio-calcestruzzo sia su campioni rappresentativi dei dettagli più critici delle strutture da ponte mediante tecnica della sottostrutturazione;
sviluppo di regole e strumenti necessari per la progettazione di nuove strutture composte a telaio e da ponte e per l'adeguamento di ponti esistenti mediante l'impiego di materiali altamente prestazionali.
Utilizzo di giunti trave-colonna con colonne circolari “concrete filled” e solette realizzate con getto su lamiera grecata e su lastra predalles:
1) sviluppo di procedure innovative di progettazione per carichi sismici e di incendio basate sul concetto del Multi-objective Performance-based Design;
2) analisi numerica sismica e a fuoco con modelli EF;3) esecuzione di prove sperimentali in campo ciclico sui
nodi trave-colonna.
ATTIVITÀ SVOLTE NEL PERIODO
Giunti composti in strutture a telaio
Curva forza-spostamento del martinetto
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
-14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14
Spostamento [e/ey]
For
za [k
N]
Viadotto Viadotto MontevideoMontevideo (ponte a cassone di 7 campate semplicemente appoggiate ognuna di luce 75 m, larghezza dell’impalcato di 18 m, altezza di 4.10 m:
1) Analisi dello stato di fatto del viadotto (avanzato stato di corrosione dovuto a condizioni ambientali fortemente sfavorevoli);
2) analisi numerica sismica e a fatica con modelli ad EF;3) validazione del modello EF mediante prove ambientali
di tipo “output-only” senza interruzione del traffico.
4100
ATTIVITÀ SVOLTE NEL PERIODO
1000 16000 1000
60003000 3000
3000 6000 6000 3000
300
Acquisition system position
Reference accelerometer
Transversal or longitudinal accelerometer
Vertical accelerometer
East
9.28 10.07 9.67 9.72 9.75 9.62 9.759.88
West
Experimental Frequency [Hz] Numerical Frequency [Hz]1.73 2.19
3.92 – 5.10 3.21 - 5.78
9.01 8.48 9.26 9.80 11.91 15.03
Connessioni negli impalcati da ponte acciaio-calcestruzzo
FUTURI SVILUPPI
Calibrazione del modello agli elementi finiti del nodo trave-colonna sulla base dei risultati sperimentali;
valutazione e calibrazione, tramite modello ad elementi finiti e analisi sperimentale, della resistenza dei meccanismi di trasmissione degli sforzi, in particolare tra soletta e colonna;
definizione, attraverso l’analisi dei dati sperimentali e numerici, di un criterio per il calcolo del danneggiamento del giunto sottoposto a carico sismico;
sviluppo di un nuovo approccio progettuale che combini l’azione del sisma con quella del fuoco in strutture a telaio;
esecuzione di campioni rappresentativi dei dettagli critici delle strutture da ponte da sottoporre a prove sperimentali impiegando tecniche di sottostrutturazione.
PICCOLO 243.60
PICCOLO
243
.60
PICCOLO
243.6
0
1000 16000 1000
60003000 3000
3000 6000 6000 3000
300
4100
RERETE DEI TE DEI LLABORATORI ABORATORI UUNIVERSITARI NIVERSITARI DI DI IINGEGNERIA NGEGNERIA SSISMICAISMICA
UNITA’ DI RICERCA N.9(Università del Sannio)
Responsabile
Prof. Marisa PECCE
Capacità rotazionale e criteri di classificazione delle membrature composte
Attività 2° Anno
Progettazione di prove prove didi aderenzaaderenza in regime monotono e ciclico su
provini con/senza armatura e con/senza olio
Progettazione di prove prove susu travitravi compostecomposte acciaio-calcestruzzo con
presenza di soletta in c.a. (solettasoletta in in lamieralamiera grecatagrecata –– connessioneconnessione
totaletotale);
Progettazione di travi composte acciaio-calcestruzzo con presenza di
soletta in c.a. (soletta in lamiera grecata – connessioneconnessione parzialeparziale:: 70-80%);
Progettazione di prove prove susu colonnecolonne compostecomposte acciaio-calcestruzzo (tipo
parzialmente rivestite/riempite).
ATTIVITÀ SVOLTE NEL PERIODO
PROVE SPERIMENTALI
0
20
40
60
80
100
120
140
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50Deformazione (mm)
Car
ico
(KN
)
Senza olio
Con Olio
Con Armatura Senza Armatura
TrazioneCompressione
PROVE SPERIMENTALI
F
q
F
M
PROVE SPERIMENTALI
IPE 360 IPE 360 –– S275 S275 –– L = 4.0 m da provare a momento negativoL = 4.0 m da provare a momento negativo
Larghezza collaboranteLarghezza collaborante
Grado di connessioneGrado di connessione
FUTURI SVILUPPI
Completare prove di aderenza;
Eseguire prove travi composte;
Messa a punto di un modello per l’aderenza acciaio-calcestruzzo con elementi di interfaccia bidimensionali ed elementi di calcetruzzo e acciaio tridimensionali
Caratterizzazione completa di un modello previsionale della capacità rotazionale
Analisi parametriche per la valutazione della capacità rotazionale di elementi inflessi e presso-inflessi;
Analisi delle prestazioni sismiche di un telaio composto multipiano.
RERETE DEI TE DEI LLABORATORI ABORATORI UUNIVERSITARI NIVERSITARI DI DI IINGEGNERIA NGEGNERIA SSISMICAISMICA
UNITA’ DI RICERCA N.10(Università del Molise)
Procedure di analisi strutturale per tenere conto delle effettive caratteristiche di resistenza e deformabilità dei connettori nelle travi composte
Responsabile
Prof. Giovanni FABBROCINO
Attività 2° Anno
Stato dell’arte sulla risposta strutturale dei sistemi di connessione;
Analisi numerica della risposta di travi composte acciaio-calcestruzzo;
Validazione del modello numerico;
Sviluppo di linee guida sull’analisi sismica di strutture composte acciaio-
calcestruzzo;
Utilizzo dell’acciaio inossidabile nelle strutture composte acciaio-
calcestruzzo.
ATTIVITÀ SVOLTE NEL PERIODO
SISTEMI DI CONNESSIONE
0
20
40
60
80
100
120
0.0 2.0 4.0 6.0
Slippage (mm)
Load (kN)
Average
Φ 16 mmPlain concrete
0
20
40
60
80
100
120
0.0 2.0 4.0 6.0
Slippage (mm)
Load (kN)
Average
Φ 16 mmConcrete under tension
Influenza dello sforzo di trazione sulla risposta della connessione
SISTEMI DI CONNESSIONE
Influenza dello sforzo di trazione sulla risposta della connessione
0
20
40
60
80
100
120
140
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Interaction force (kN)
Load (kN)
Es timated Beam A2interac tio n fo rce
Inte rac tio n fo rce a fte rmo dified P us h-o ut te s ts
Cracked section Jourawski theory
Uncracked section Jourawski theory
0
20
40
60
80
100
120
140
0 5 10 15 20
Deflection (mm )
Load (kN )Uncracked
section
Cracked section
Bare steel
section
Theoretical span 361 cm
20 shear studs - spacing 19 cm
Beam Type A
Theoretical span 361 cm
20 shear studs - spacing 19 cm
Beam Type A
RERETE DEI TE DEI LLABORATORI ABORATORI UUNIVERSITARI NIVERSITARI DI DI IINGEGNERIA NGEGNERIA SSISMICAISMICA
UNITA’ DI RICERCA N.11(Università Politecnica delle Marche)
Telai composti semicontinui con controventi dissipativi
Responsabile
Prof. Luigino DEZI
OBIETTIVI
Obiettivi inerenti dispositivi in gomma ad alto smorzamento (HDR)(HDR)
1. Definizione modello analitico e validazione tramite prove sperimentali
(primo e secondo anno)
2. Definizione di modelli semplificati per i dispositivi in gomma
3. Criteri di progetto per strutture equipaggiate con dispositivi in HDR
Obiettivi inerenti i dispositivi elastoplastici ad instabilità impedita (BRB)(BRB)
1. Interpretazione dati prove sperimentali :
- su dispositivi BRB (dispostivi tipo BRAD della FIP industriale)
- su sistema accoppiato telaio più dispositivi BRAD
2. Criteri di progetto per strutture equipaggiate con dispositivi BRB
ATTIVITÀ SVOLTE NEL PERIODO
Attività inerenti i dispositivi in gomma ad alto smorzamento (HDR)(HDR)
1. Sviluppo modello viscoelastico non lineare degradante e simulazione prove
sperimentali (sia su dispositivi, sia su sistema accoppiato telaio più dispositivi)
2. Individuazione di modelli lineari limite, cioè equivalenti alla risposta transitoria e
alla risposta stabile, tramite analisi parametriche su sistemi S-DoF. Successiva
verifica della loro affidabilità nel predire i limiti della risposta sismica
3. Predisposizione modello numerico per analisi parametriche su sistemi M-DoF
Attività inerenti i disposistivi elastoplastici ad instabilità impedita (BRB)(BRB)
1. Elaborazione e simulazione numerica prove cicliche a diversa ampiezza eseguite
su dispositivi BRAD della FIP e sul sistema accoppiato telaio più dispositivi BRAD
2. Prime analisi parametriche su sistemi M-DoF equipaggiati con BRB
FUTURI SVILUPPI
Estensione legame costitutivo ad altri tipi mescole utilizzate per la realizzazione di gomme ad alto smorzamento
Studio di dispositivi in gomma ad alto smorzamento con geometria diversa (tipo coassiali)
Analisi parametriche su strutture M-Dof equipaggiate con dispositivi HDR
Approfondimento fatica oligociclica ed altre problematiche relative ai dispositivi BRB (in acciaio ed in alluminio)
Completamento analisi parametriche su strutture M-Dof equipaggiate con dispositivi BRB
Criteri di progetto e soluzioni ottimali per
- strutture pendolari equipaggiate con dispositivi BRB o HDR- strutture a telaio equipaggiate con dispositivi BRB o HDR
RERETE DEI TE DEI LLABORATORI ABORATORI UUNIVERSITARI NIVERSITARI DI DI IINGEGNERIA NGEGNERIA SSISMICAISMICA
UNITA’ DI RICERCA n.12(Università di Trieste)
Modelli isteretici con degrado e curve di fragilità per i giunti composti
Responsabile :
Prof. Claudio AMADIO
OBIETTIVI
Obiettivo 1
a Sviluppare una modellazione per componentimodellazione per componenti in grado di simulare la risposta
ciclica di un giunto composto acciaio-calcestruzzo di tipo interno o esterno.
b Analizzare la risposta ciclica di un intero telaiorisposta ciclica di un intero telaio sotto un’azione statica di pushover
o un’azione di tipo dinamica.
Obiettivo 2
a Effettuare unun’’analisi probabilistica della risposta ciclica del giuntoanalisi probabilistica della risposta ciclica del giunto e delle
componenti strutturali del telaio aventi significative aleatorietà.
b Valutare la vulnerabilitvulnerabilitàà sismicasismica di un telaio composto semi-continuo acciaio-
calcestruzzo.
Attività 1
1. Analisi delle criticità del metodo per componentimetodo per componenti attualmente sviluppato ed
individuazione di nuove modellazioni per le componenti più significative del
giunto.
2. Individuazione di modellazioni semplificatemodellazioni semplificate del giunto da adottare nella
modellazione di un intero telaio.
3.3. Comparazione tra risposta numerica e sperimentaleComparazione tra risposta numerica e sperimentale per un numero significativo di
strutture in acciaio e composte, anche accoppiate a controventi dissipativi.
ATTIVITÀ SVOLTE NEL PERIODO
Attività 2
1. Sviluppo di una procedura automatica basata sul metodo di Monte Carlometodo di Monte Carlo (Latin-
Hypercube).
2. Individuazione dei parametri di parametri di aleatorietaleatorietàà più importanti sulla risposta.
3. Analisi della risposta probabilistica del giunto.risposta probabilistica del giunto.
FUTURI SVILUPPI
Validazione Validazione finale del modello per componenti del giunto e taratura taratura del modello semplificato per l’analisi di un telaio composto.
Analisi probabilistica completa dell’intero telaio ed individuazione delle curve di curve di fragilitfragilitàà..
Valutazione dei parametri più significativi della risposta mediante analisi di analisi di sensibilitsensibilitàà..
Valutazione del grado di affidabilitgrado di affidabilitàà della attuale progettazione antisismica.