Analisi delle vulnerabilit�� sismiche di edifici esistenti in muratura: Il caso del liceo scientifico "A.Righi" di Bologna.

Analisi delle vulnerabilit�� sismiche Liceo Righi di Bologna

Analisi comparativa di procedimenti di calcolo per l'analisi sismica di edifici di muratura

studio di un edificio in muratura ed intervento di miglioramento sismico.

Analisi critica degli interventi atti a ridurre la vulnerabilit�� sismica degli edifici in muratura

Obiettivo del presente elaborato �� quello di condurre un���analisi critica degli interventi atti a ridurre la vulnerabilit�� sismica di edifici esistenti in muratura al fine di individuare una metodologia che consenta di stimare l���intervento o la serie di interventi con il miglior rapporto diminuzione di vulnerabilit��/costo d���intervento. Partendo dalla definizione dello United Nations Disaster Relief Coordination Office, con il termine vulnerabilit�� intender�� il grado di perdita di funzionalit��, che pu�� essere espresso in una scala da zero, che significa nessun danno, o cento, che significa perdita totale. Tale perdita si pu�� produrre su un certo elemento o su un gruppo di elementi esposti a rischio al seguito del verificarsi di un evento calamitoso, nel caso specifico, il sisma. La normativa vigente individua, nel definire i criteri generali per la valutazione della sicurezza e per la progettazione, l���esecuzione ed il collaudo degli interventi sulle costruzioni esistenti, le seguenti categorie di intervento: 1)interventi di adeguamento atti a conseguire i livelli di sicurezza previsti dalla normativa stessa, 2)interventi di miglioramento atti ad aumentare la sicurezza strutturale esistente, pur senza necessariamente raggiungere i livelli richiesti dalla normativa, 3)riparazioni o interventi locali che interessino elementi isolati, e che comunque non comportino un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti. Nel proseguo, circoscriver�� pertanto lo studio esclusivamente agli interventi di miglioramento, ovvero a quegli interventi che siano comunque finalizzati ad accrescere la capacit�� di resistenza delle strutture esistenti alle azioni considerate. Tuttavia, poich�� gli interventi di riparazione del danno raramente sono solo fini a se stessi in quanto comportano sempre anche una componente di miglioramento, e dunque di riduzione della vulnerabilit�� sismica dell���edificio, la metodologia che verr�� presentata potr�� essere adottata sia nel caso di edifici che non hanno subito eventi sismici, e quindi non danneggiati, sia per gli edifici danneggiati da un evento sismico, scorporando, per questi ultimi, la quota parte del costo dell���intervento attribuibile alla sola riparazione del danno da quella attribuibile al miglioramento. Successivamente, partendo dalla descrizione delle schede di 2�� livello GNDT (Gruppo Nazionale Difesa Terremoti), si proceder�� alla definizione di un indice di vulnerabilit�� degli edifici in muratura che tenga conto delle classi di vulnerabilit�� associate ai parametri riportati in dette schede in funzione delle carenze strutturali rilevate in fase di sopralluogo. Detto indice verr�� poi utilizzato per valutare possibili ipotesi di intervento da applicarsi su un edificio in muratura esistente scelto come caso di studio. Per ciascun intervento ipotizzato, verr�� calcolato il rapporto tra la riduzione di vulnerabilit�� ed i costi degli interventi stessi individuando, in un���ottica di analisi costi-benefici, l���ipotesi d���intervento pi�� idonea.

Analisi FEM 3D d'interazione terreno-struttura: effetti dello scavo di una galleria sotto edifici in muratura

La presente tesi ha riguardato lo studio numerico con un modello 3D dell' interazione tra lo scavo di una galleria urbana e un edificio esistente in muratura, la Stazione di Ferrara Porta Reno (risalente ai primi del '900). A tale scopo �� stato utilizzato il programma di calcolo agli elementi finiti Plaxis 3D. Nello studio numerico, per il terreno �� stato adottato un modello costitutivo avanzato elasto-plastico con incrudimento isotropo, l���Hardening soil model with small strain stiffness, mentre per la muratura e stato utilizzato il criterio di Mohr-Coulomb. Inoltre, lo scavo della galleria �� stato simulato con una procedura per passi, tenendo in conto i principali aspetti del processo. La subsidenza in superficie �� stata controllata applicando una contrazione fittizia lungo lo scudo. E��� stata svolta un'analisi numerica in condizione di campo libero, ossia in assenza di strutture, al fine di valutare i movimenti del terreno indotti dal processo di scavo; successivamente sono state eseguite diverse analisi accoppiate, in condizioni di simmetria e con eccentricit�� della costruzione rispetto all'asse della galleria, per studiare il complesso fenomeno di interazione galleria-terreno-struttura. I risultati di tali analisi accoppiate sono stati utilizzati per effettuare una stima del livello di danno atteso per l'edificio. Le analisi numeriche condotte hanno messo in luce, confermando quanto gi�� noto in letteratura, che la presenza di un edificio a piano campagna interagente con l���opera di scavo modifica la forma del profilo dei cedimenti relativa alle condizioni di campo libero. Tale modifica, che dipende dalle specifiche caratteristiche di rigidezza e peso della struttura presa in esame, generalmente si traduce in una riduzione del cedimento differenziale che pu�� influenzare in modo significativo la stima del danno sull���edificio. Ci�� �� tanto pi�� evidente, quanto maggiore �� la perdita di volume indotta dallo scavo della galleria.

Vulnerabilit�� sismica di edifici in muratura: Confronti tra metodi di valutazione

Lo scopo principale di questa tesi di laurea �� la valutazione della vulnerabilit�� sismica di un edificio esistente in muratura portante. In particolare si �� esaminato il corpo Est del padiglione 19 del complesso ospedaliero San���Orsola-Malpighi di Bologna. Dopo una prima fase di conoscenza dell���edificio, attraverso sopralluoghi e tramite gli elaborati forniti dall���ufficio tecnico dell���ospedale, si �� passati alla modellazione ad elementi finiti mediante il programma di calcolo Sap2000. Mediante modellazione manuale e modellazione FEM sono state eseguite prima le analisi lineari (statiche e dinamiche) e successivamente l���analisi statica non lineare. L���analisi lineare �� stata condotta attraverso i tre livelli di analisi sismiche (LV1, LV2, LV3). Nel caso dell���analisi non lineare, si sono studiati prima i singoli maschi murari con modello a mensola e alla Grinter, poi pareti monopiano senza e con fasce di piano. L���analisi della struttura, infine, �� stata svolta analizzando pareti multipiano soggette a due differenti distribuzioni di forze orizzontali, confrontando la domanda di spostamento, indotta dall���azione sismica, con la capacit�� di spostamento della struttura stessa. La tesi si conclude con considerazioni finali in merito ad analogie e differenze riscontrate nei due metodi di analisi utilizzati.

La valutazione delle proprieta meccaniche della muratura mediante prove distruttive e semi-distruttive

Gli eventi sismici che hanno colpito l���Emilia Romagna nel corso del 2012, hanno mostrato come le strutture in muratura qui presenti siano particolarmente sensibili alle azioni di forze dinamiche. Questa vulnerabilit�� deriva principalmente dal fatto che gran parte del patrimonio edilizio italiano �� stato realizzato prima dell���introduzione di apposite normative antisismiche e, in secondo luogo, dalla qualit�� dei materiali utilizzati e dalle tecniche ���artigianali��� di realizzazione. La valutazione della vulnerabilit�� degli edifici �� pertanto un punto fondamentale per poterne stimare il livello di sicurezza in caso di terremoto. In particolare, i parametri fondamentali da studiare sono: Resistenza caratteristica a compressione (f_k): parametro importante per la stima della resistenza alla rottura in corrispondenza di variazioni delle forze verticali, per effetto di un���azione sismica; Resistenza a taglio in assenza di sforzo normale (f_vk0): valore che stima la capacit�� resistente della muratura quando essa �� soggetta a sole azioni taglianti. Gli obbiettivi principali di questa tesi sono: Determinare i parametri medi di resistenza sopra descritti per le murature site in Emilia Romagna; Confrontare valori ottenuti mediante prove semi-distruttive e distruttive al fine di verificare la loro affidabilit��.

Comportamento fuori piano di pareti in muratura rinforzate con FRCM

Nella presente Tesi �� affrontata l���analisi sperimentale e teorica del comportamento di pareti in muratura rinforzate con FRCM e sollecitate da azioni di taglio fuori piano. Lo schema statico adottato per i campioni sperimentati consiste in uno schema appoggio-appoggio, mentre le forze esterne di taglio sono state applicate secondo uno schema di carico a quattro punti. Durante il corso della prova, i pannelli murari sono inoltre stati soggetti ad un carico di precompressione verticale costante, che simula l���effetto della presenza del solaio in un edificio in muratura. Dopo una descrizione teorica delle principali caratteristiche dei materiali compositi e dei loro costituenti, all���interno della Tesi sono richiamati alcuni studi scientifici relativi al comportamento fuori piano di elementi strutturali rinforzati con FRCM. In seguito vengono presentati i materiali impiegati per la campagna sperimentale e le prove di caratterizzazione meccanica eseguite. Vengono poi riportati i risultati sperimentali delle prove a taglio fuori piano in termini di spostamenti, di deformazioni e di scorrimenti, affrontando infine un confronto tra i risultati ottenuti per i campioni esaminati e riportando alcune considerazioni circa la strumentazione impiegata. L���ultima parte della Tesi �� dedicata all���analisi teorica delle pareti. Viene proposto un modello teorico per stimare la resistenza fornita dai muri rinforzati, ipotizzando tre possibili modalit�� di rottura: rottura a trazione della fibra, rottura per distacco tra FRCM e supporto in muratura e rottura per delaminazione interna. Infine, viene riportata la modellazione agli elementi finiti svolta mediante il codice di calcolo MidasFea, che consente di attribuire ai materiali legami costitutivi adeguati per la modellazione di strutture in muratura, cogliendone il comportamento non lineare e il progressivo danneggiamento.

Valutazione numerica dei danni prodotti dal sisma su un edificio esistente in muratura

Lo scopo principale di questa tesi �� la valutazione del comportamento globale e dei danni subiti da un edificio in muratura esistente utilizzando un recente programma di calcolo sviluppato appositamente per lo studio in campo non lineare delle strutture in muratura, attraverso una modellazione a telaio equivalente con macroelementi; direttamente connesso a quest���aspetto vi �� la valutazione della vulnerabilit�� sismica dell���edificio stesso, mediante i coefficienti o parametri definiti per i diversi stati limite considerati.

Individuazione del danno su ponti in muratura mediante misure dinamiche

La diagnostica strutturale �� un campo in continuo sviluppo e attualmente sono numerosi gli studi tendenti alla definizione di tecniche e metodi in grado di fornire parametri che possano identificare, in modo sempre pi�� accurato, lo stato di sicurezza di una struttura. Stato di sicurezza �� un termine globale che si riferisce alla capacit�� portante di una struttura e alla sua resistenza alle sollecitazioni esterne, siano esse statiche o dinamiche. Per tanto, un qualsiasi danneggiamento strutturale potrebbe in varia misura influenzare tale stato. Per quanto riguarda i ponti stradali, negli ultimi anni l���attenzione �� stata focalizzata allo studio di metodi di individuazione del danno a partire dai risultati ottenuti dal monitoraggio delle vibrazioni mediante accelerometri. Questo �� stato possibile grazie agli avanzamenti raggiunti nell���identificazione modale e nei sensori per il monitoraggio strutturale. Questo lavoro si pone come obiettivo quello di proporre una nuova metodologia di analisi dei dati ottenuti da indagini sperimentali che possono essere svolte in sito. La definizione di tale metodologia �� affidata a simulazioni numeriche volte a rappresentare stati di danneggiamento avanzati su elementi strutturali. In una prima fase verranno analizzati elementi semplificati rappresentativi di strutture esistenti, come ad esempio travi da ponte in calcestruzzo armato. In una seconda fase, il metodo verr�� testato su modelli pi�� complessi che tengano conto della tridimensionalit�� del problema, oltre alle variazioni sezionali e di materiali degli elementi che lo compongono.

Valutazione semplificata del rischio sismico su edifici in muratura secondo il DPCM 09/02/2011: caso di studio di Palazzo del Parlamento detto "FARNESE"

Obiettivo della tesi �� la valutazione semplificata della vulnerabilit�� sismica di Palazzo del Parlamento detto "Farnese", sede del municipio di Campli in provincia di Teramo. Il palazza venne costruito a partire dal XIII sec., presenta una struttura in muratura mista e risulta vincolato ai sensi della normativa di tutela deo Beni Culturali. Per valutare la vulnerabilit�� �� stata condotta un'analisi LV1,mediante l'ausilio di fogli Excel, che ha permesso di ottenere gli indici di sicurezza. A seguito dell'analisi relativa allo stato di fatto sono state avanzate delle ipotesi di intervento e valutati gli indici relativi agli stati di progetto.

Analisi di un edificio esistente in muratura nel comune di San Felice sul Panaro: stima del danno e della vulnerabilit��

Applicazione dei metodi di valutazione degli indici di vulnerabilit�� sismica V e di danno ID, messi a punto dal Dipartimento di Architettura dell'Universit�� di Bologna, su un edificio isolato in muratura portante situato nel Comune di San Felice sul Panaro, analizzandone inoltre le caratteristiche di apparecchiatura muraria ed individuando un indice di qualit�� muraria IQM.

Effetti della cristallizzazione salina sul debonding di compositi fibrorinforzati a matrice cementizia (FRCM) applicati alla muratura

L���utilizzo di compositi fibrorinforzati per il rinforzo e l���adeguamento di strutture esistenti in calcestruzzo armato e in muratura ha raggiunto una grande popolarit�� negli ultimi decenni. Tra i materiali compositi, i fibrorinforzati a matrice cementizia (fiber reinforced cementitious matrix, FRCM) rappresentano una novit�� nel mondo del rinforzo e la letteratura disponibile a riguardo �� ancora molto limitata. Il presente lavoro si inserisce all���interno di un contesto di campagne sperimentali volte ad approfondire la conoscenza su questi materiali. Uno dei problemi di maggiore importanza nell���utilizzo dei compositi FRCM �� costituito dalla valutazione della resistenza al distacco (debonding) del composito dal supporto su cui �� applicato. Nel caso di strutture in muratura, i cicli di cristallizzazione salina sono una della cause principali di degrado della murature. In questa tesi vengono analizzati gli effetti della cristallizzazione salina sul debonding di compositi FRCM, con fibre di acciaio galvanizzato a matrice a base di calce idraulica, applicati alla muratura.

L'influenza della precompressione nella prova a taglio dei campioni in muratura: uno studio sperimentale

Essendo l���Italia un territorio soggetto a violenti e frequenti sismi, ed avendo un importante patrimonio in muratura, �� interessante studiare il rapporto tra i due. La muratura �� maggiormente resistente contro forze che agiscono nel suo piano, che generano quindi uno sforzo di taglio. Si andr�� dunque a valutare sperimentalmente la resistenza a taglio delle murature. Tale campagna sperimentale sar�� svolta su campioni di muratura sotto forma di triplette confezionate con due tipi di malta diversi a tre livelli di precompressione differenti. I risultati cos�� ottenuti saranno infine rielaborati in un grafico, il grafico della legge di Coulomb, che mira a cercare un legame lineare tra le tau e le sigma di precompressione. Un valore aggiunto dello studio sta nel monitoraggio costante della prova, dal quale si nota che la precompressione durante questa varia. Portando dunque a due risultati diversi: il primo �� un legame tau-sigma con livelli di sigma normativi e uno con legami di sigma effettivi della rottura. La campagna sperimentale, inoltre, comprende anche la valutazione del modulo elastico per i singoli campioni di laterizio e di malta. La malta sar�� provata anche per la resistenza a flessione e compressione.

Interoperabilit�� BIM nella modellazione strutturale di edifici storici in muratura: il caso della Rocca Estense di S. Felice sul Panaro

In questa tesi si propone una metodologia per il trasferimento interattivo semiautomatico di dati da modelli geometrici semantici sviluppati in ambiente BIM a modelli strutturali supportati da analisi per elementi finiti. Il caso della Rocca estense di San Felice sul Panaro, gravemente danneggiata dagli eventi sismici del 2012, �� utilizzato come caso di studio applicativo. La metodologia prevede in prima battuta la modellazione di elementi speciali BIM quali contenitori locali dei dati semantici definiti mediante regioni nello spazio del modello che individuano particolari condizioni fisiche individuate mediante la definizione di opportuni metadati. Successivamente, tali informazioni vengono processate automaticamente, mediante uno script integrato in ambiente BIM, rendendole compatibili con i set di dati che tipicamente vengono trasmessi in input per analisi ad elementi finiti. Tali operazioni permettono quindi la generazione di un modello strutturale che recepisce direttamente le attribuzioni semantiche del modello geometrico iniziale. Nell'elaborato sono inoltre discusse alcune metodologie alternative per la generazione del modello agli elementi finiti, partendo da diverse definizioni geometriche in ambiente BIM.

Studio comparativo di analisi speditive con metodo RE.SIS.TO. e di analisi statiche non lineari eseguite con software 3Muri per la valutazione della fragilit�� di edifici in muratura nel comune di Maranello (MO)

L���obiettivo della tesi �� stato quello di valutare la vulnerabilit�� sismica di edifici ordinari in muratura tipici del costruito del Comune di Maranello (MO), e di stimare le curve di fragilit��. Vengono individuate le tipologie strutturali in muratura tipiche degli edifici del Comune, che viene suddiviso in comparti secondo il metodo CARTIS. Lo scopo �� stato di definire quali sono le tipologie in muratura pi�� vulnerabili, e quindi i comparti del Comune costituiti dagli edifici in muratura pi�� fragili dal punto di vista sismico. La valutazione della vulnerabilit�� sismica di alcuni edifici rappresentativi delle tipologie murarie esistenti nel territorio analizzato �� stata eseguita mediante due metodologie: la prima �� una metodologia speditiva chiamata RE.SIS.TO., una valutazione semplificata sviluppata dall���Universit�� degli Studi di Bologna, con l���obiettivo di definire lo stato di criticit�� degli edifici e di definire la priorit�� di intervento in tempi brevi; la seconda �� una metodologia di valutazione pi�� accurata eseguita attraverso l���analisi statica non lineare con il software 3Muri, un programma per il calcolo sismico delle strutture in muratura.