Progetto esecutivo 2005/2008 LINEA 5 - reluis.it · progetto di strutture in acciaio e strutture...

““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.


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”.


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.


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’


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


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


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 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


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).


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


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


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))


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)


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


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.


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


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


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).


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.


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.


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


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 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


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 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.

Progetto esecutivo 2005/2008 LINEA 5 - reluis.it · progetto di strutture in acciaio e strutture...

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