Docente
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PAMPANIN STEFANO
(programma)
Il corso tratterà i seguenti argomenti principali:
• Panoramica sulle più comuni e significative carenze strutturali e relativi comportamenti sismici di edifici esistenti in calcestruzzo armato. Si faranno riferimenti a prove sperimentali, studi analitici / numerici e alle recenti lezioni apprese dalle ispezioni e dalle indagini condotte dopo il terremoto.
• Discussione sulle principali caratteristiche ed approcci adottati nelle procedure di valutazione della vulnerabilità sismica, con riferimento alla letteratura nazionale e internazionale esistente.
• Fondamenti di tecniche di modellazione analitica e numerica per rappresentare la risposta sismica di edifici in calcestruzzo armato esistenti ed in configurazione pre-danno (as-built)
• Introduzione alle strategie di rinforzo sismico con approccio prestazionale e a soluzioni / tecniche alternative di intervento.
• Fattibilità ed efficienza dell'adozione e / o combinazione di diverse soluzioni quali FRP (Fiber Reinforced Polymers), diagonali metalliche a basso costo ed invasività (haunch), setti/pareti con post-tensione dissipativa e tecniche di indebolimento selettivo.
Le lezioni frontali copriranno i seguenti argomenti, suddivisi in due blocchi principali: Valutazione della vulnerabilità sismica e Strategie/Tecniche di Rinforzo
BLOCCO 1 - VALUTAZIONE DELLA VULNERABILITA’ STRUTTURALE / SISMICA
Introduzione alla valutazione della vulnerabilità strutturale / sismica di edifici in calcestruzzo armato (c.a.)
Situazione corrente, definizione del problema. Principali carenze strutturali degli edifici esistenti in calcestruzzo armato. Prestazioni sismiche degli edifici esistenti: comportamento osservato nei terremoti passati, lezioni apprese dalla sequenza del terremoto di Canterbury; studi e prove sperimentali / numerici.
Metodologie e procedure di valutazione sismica secondo diversi codici. Principi e approcci generali. Obiettivi prestazionali e criteri di conformità.
Esercitazione/Progetto Introduzione al progetto del corso. Casi studio. La valutazione speditiva della vulnerabilità basandosi su disegni strutturali deve essere effettuata indipendentemente come parte di un progetto con una valutazione di sicurezza/vulnerabilità più dettagliata.
Valutazione della risposta e dei meccanismi locali e globali - Modellazione non lineare
Meccanismi globali vs. locali. Valutazione della gerarchia di resistenze e sequenza di eventi in sottosistemi e sistemi strutturali esistenti e pre-danno (as-built). Vulnerabilità e comportamento di elementi e connessioni, e.g. pilastri, travi, nodi trave-colonna, setti/pareti, compatibilita’ di deformazioni tra sistema sismo-resistente e diaframma
Interazione di sistemi a telaio nudo con tamponature in muratura o calcestruzzo "non strutturali".
Tecniche di modellazione semplificate basate su (macro)modelli a plasticità concentrata. Analisi numeriche sulla risposta dei telai pre-1970 con e senza tamponature.
Esercitazione/Progetto - Momento-curvatura di elementi strutturali. Flessione, taglio, interazione flessione- taglio e curve di degrado. Gerarchia delle resistenze (capacity design) e sequenza di eventi per un sotttostitema nodo trave-colonna. Modellazione numerica di pilastri, nodi trave colonna e sistemi a telaio con approccio a plasticità concentrata.
BLOCCO 2 - STRATEGIE E TECNICHE DI RINFORZO
Introduzione alle strategie di retrofit sismico –Materiali Polimerici fibrorinforzati FRP (Fiber Reinforced Polymers)
Panoramica su varie strategie e tecniche di rinforzo. Approccio prestazionale (Performance Based Design) e Metodo di Progettazione agli Spostamenti (Displacement-Based Design).
Introduzione ai polimeri rinforzati con fibre, FRP. Progettazione e applicazioni. Incremento di capacità flessionale, a taglio e confinamento. Rinforzo sismico di nodi trave-pilastro con FRP.
Esercitazione/Progetto. Esempio di progettazione e applicazione del rinforzo in FRP di un elemento strutturale per flessione, taglio e confinamento e di un sottogruppo di giunti trave-colonna per migliorare la sequenza di eventi.
Soluzioni di Retrofit basate su setti/pareti esterne, haunch diagonale o indebolimento selettivo
Tecnica di rinforzo con mini-controvento diagonale metallico. Concetto, progettazione e validazione sperimentale. Approccio agli spostamenti per il rinforzo di telai con setti post-tesi con rocking disipativo
Principi ed esempi di strategie e tecniche di indebolimento selettivo
Esercitazione/Progetto. Modellazione numerica a plasticità concentrata (e.g. SAP2000, Ruaumoko)
per la valutazione della efficacia della tecnica di rinforzo tramite haunch
Le dispense delle lezioni verranno fornite in .pdf.
Durante il corso verranno inoltre forniti in forma elettronica, tramite cartella condivisa di DropBox, Google Drive o simili) articoli, pubblicazioni, linee guida ed in generale materiale di lettura consigliati.
Di seguito a titolo indicativo ed non esaustivo si indicano alcune letture suggerite relative ad alcune linee guida/testi nazionali ed internazionali di rilievo che trattano la valutazione della vulnerabilità e le tecniche di intervento di rinforzo.
ASCE 41-13, Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings, American Society of Civil Engineers and Structural Engineering Institute (ASCE and SEI), Reston, Virginia, USA.
EN 1998-3, Eurocode 8: Design of Structures for Earthquake Resistance, in Part 3: Assessment and Retrofitting of Buildings, European Committee for Standardization (CEN), Updated in 2005
FEMA 273, 1997, Guidelines to the Seismic Rehabilitation of Existing Buildings, Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C
FEMA 274, 1997, NEHRP Commentary on the Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings, Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C
fib, 2003, Seismic Assessment and Retrofit of Reinforced Concrete Buildings: State-of-the-art report. Bulletin 24, fib Task Group 7.1, International Federation for Structural Concrete (fib), Lausanne, Switzerland.
NTC 2008, Norme tecniche per le costruzioni, (Code Standard for Constructions), In Italian, Ministry of onfrastructures and Transport, MIT, Rome
NZSEE 2017, The Seismic Assessment of Existing Buildings (the Guidelines), New Zealand Society of Earthquake Engineering, Wellington, Version October 2016, http://www.eq-assess.org.nz/
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