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1/61 1/61 1/35 StroNGER Structures of the Next Generation – Energy harvesting and Resilience C. Crosti, S. Arangio, F. Petrini, K. Gkoumas, F. Bontempi

StroNGER / marzo 2014

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StroNGER S.r.l. è uno Spin-off di ricerca che opera come anello di collegamento tra la ricerca applicativa e il settore operativo dell’Ingegneria Civile ed Ambientale. StroNGER affronta i problemi strutturali nella specificità analizzandoli in termini scientifici, tecnici e normativi, basandosi anche su simulazioni quantitative ottenute usando differenti codici di calcolo ad elementi finiti per l’analisi strutturale e la simulazione di sistemi complessi in campo multifisico. A livello personale, il team è composto da persone che lavorano insieme da oltre dieci anni nel settore scientifico e professionale, condividendo principi, valori, idee, studio e conoscenze. I vari soggetti hanno maturità, flessibilità e adattabilità, oltre alla necessaria complementarietà.

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StroNGERStructures of the Next Generation – Energy harvesting and Resilience

C. Crosti, S. Arangio, F. Petrini, K. Gkoumas, F. Bontempi

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StroNGER S.r.l. è uno Spin-off di ricerca che opera come anello dicollegamento tra la ricerca applicativa e il settore operativo dell’IngegneriaCivile ed Ambientale.

StroNGER affronta i problemi strutturali nella specificità analizzandoli intermini scientifici, tecnici e normativi, basandosi anche su simulazioniquantitative ottenute usando differenti codici di calcolo ad elementi finitiper l’analisi strutturale e la simulazione di sistemi complessi in campomultifisico .

A livello personale, il team è composto da persone che lavorano insieme daoltre dieci anni nel settore scientifico e professionale, condividendo principi,valori, idee, studio e conoscenze. I vari soggetti hanno maturità, flessibilità eadattabilità, oltre alla necessaria complementarietà.

StroNGER

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3/35 Gruppo di ricerca universitario a cui apparteniamo

FRANCO BONTEMPI

STEFANIA ARANGIO

FRANCESCO PETRINI

KONSTANTINOS GKOUMAS

CHIARA CROSTI

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Prof. Ing. Franco Bontempi, Coordinatore scientificoE’ Professore Ordinario di Tecnica delle Costruzioni presso la facoltà di Ingegneria Civile della SapienzaUniversità di Roma dal 2000. Attualmente è titolare dei corsi di “Tecnica delle costruzioni”, “Costruzionimetalliche”, “Progettazione strutturale antincendio”. Si occupa di analisi strutturale e progettazioneprestazionale di edifici alti e ponti, coordinando un gruppo di ricerca tra i più attivi nel settore del calcoloautomatico e della modellazione strutturale. Ha partecipato alla redazione delle Norme Tecniche delleCostruzioni e allo sviluppo del progetto di strutture speciali quali il ponte sullo Stretto di Messina, struttureper turbine eoliche offshore, edifici alti. E’ consulente per procedimenti di Ingegneri forense connessi acollassi strutturali. E’ inoltre nel Consiglio Direttivo del CISTeC (Centro di Ricerca di Scienza e Tecnica perla Conservazione del Patrimonio Storico-Architettonico)

Ing. Chiara Crosti, Co-founder & CEOE’ Ingegnere Civile e ha conseguito il dottorato di ricerca in Ingegneria delle Strutture presso La SapienzaUniversità di Roma dove svolge attività di ricerca e di didattica. Dopo due anni negli Stati Uniti presso ilNational Institute of Standards and Technology (NIST) di Washington è adesso CEO dello spin off di ricercaStroNGER. Si occupa di modellazione numerica e valutazione della sicurezza strutturale di edifici e ponti.E’ consulente per la valutazione di capacità prestazionale di strutture. Tratta inoltre la progettazione el’adeguamento di costruzioni a rischio incendio. Dal 2008 è assistente del Corso di “Tecnica delleCostruzioni 2” e dal 2013 del corso di “Progettazione strutturale antincendio” presso la facoltà di Ingegneriadella Sapienza di Roma.

Ing. Stefania Arangio, Co-founder & DirectorE’ Ingegnere Civile e ha conseguito il dottorato di ricerca in Ingegneria delle Strutture presso La SapienzaUniversità di Roma dove svolge attività di ricerca e didattica. Ha lavorato per il Consiglio nazionale delleRicerche (CNR) e ha trascorso periodi di lavoro negli Stati Uniti (CalTech, City University of New York,National Institute of Standards and Technology). Si occupa di monitoraggio strutturale di edifici e ponti,progettazione di strutture in acciaio, analisi di vulnerabilità delle costruzioni esistenti. E’ consulente perattività di ingegneria forense. Dal 2005 è assistente del Corso di “Tecnica delle Costruzioni 1” presso laFacoltà di Ingegneria della Sapienza di Roma ed è stata docente a contratto dei corsi di “StrutturePrefabbricate” e di “Comportamento statico delle strutture”.

Persone

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Ing. Francesco Petrini, Co-founder & DirectorE’ Ingegnere Civile e ha conseguito il dottorato di ricerca in Ingegneria delle Strutture presso La SapienzaUniversità di Roma dove svolge attività di ricerca e di didattica. Ha lavorato per il Dipartimento diIngegneria Strutturale e Geotecnica della Sapienza e ha partecipato a varie attività di ricerca in ambitonazionale e internazionale presso la Louisiana State University (USA) e in Grecia presso la NationalTechnical University of Athens (NTUA). Si occupa di modellazione numerica e progettazione prestazionaledi strutture e infrastrutture e di progettazione di strutture metalliche in presenza di vento e sisma. Dal 2005è assistente del corso di “Costruzioni Metalliche” ed è stato docente dei corsi di “Ingegneria delle strutture”e “Affidabilità strutturale”.

Konstantinos Gkoumas, Co-founder & PartnerKonstantinos Gkoumas si è laureato in Ingegneria Civile alla Sapienza Università di Roma e ha conseguitoil dottorato di ricerca in Ingegneria delle Infrastrutture e dei trasporti nel 2008. Dal 2011 è Assegnista diRicerca presso il Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica della medesima Università. Èregistrato come Ingegnere sia in Italia (Roma) che in Grecia, dal 2004. Ha svolto inoltre attivitàprofessionale presso lo studio Co.Re. Ingegneria a Roma per tre anni (2005-2007), Dopo il dottorato hasvolto attività di ricerca per l’ottimizzazione per il trasporto collettivo e su temi specifici di robustezzastrutturale. Ha trascorso diversi periodi di collaborazione scientifica all’estero presso l’Harbin Institute ofTechnology (PRC), l’Università dell’Illinois presso Urbana Champaign (USA) e la Lehigh University (USA).Nel 2009 è stato vincitore di una borsa di studio del DAAD (Deutscher Akademischer Austauschdienst -Servizio Tedesco per lo Scambio Accademico) per un periodo di ricerca presso l’Istituto di MatematicaNumerica ed Applicata dell’Università di Gottinga (DE). La sua ricerca attuale si focalizza nello studio didispositivi per il recupero energetico (Energy Harvesting) per strutture ed infrastrutture.

Persone

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POLITECNICO MILANOProf. P.G. Malerba

Prof. F. BiondiniProf. L. Sgambi

UNIVERSITY OF PAVIAProf. S. Manenti

Collaborazioni accademiche in Italia

POLITECNICO DI TORINOProf. A. De StefanoProf. G.P. Cimellaro

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UN. OF EDINBURGHProf. J. Torero

LOUGHBOROUGH UN.Prof. A. Palmeri

UPCProf. J.R. Casas

TU DelftProf. M.A.N. Hendriks

DTUProf. L. Giuliani

TUHHProf. U. Starossek

Collaborazioni in Europa

NTUAProf. C. Gantes

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CUNY - Prof. M. Ghosn

NIST - Prof. E. SimiuDr. D. Duthinh

Prof. M. BarbatoCALTECH - Prof. J. L. Beck

ILLINOIS Prof. L. A. Bergman

Collaborazioni negli Stati Uniti

Prof. J.C. Naito

Prof. D. Jauregui

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HARBIN ITProf. Hui LI

The Hong Kong Polytechnic UniversityProf. Y.Q. Ni

Collaborazioni in Cina

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10/35 Principali contatti attivi con aziende operanti nel settor e

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11/35 Servizi/prodotti

1. Progettazione, adeguamento e ottimizzazione di struttu re e infrastrutture

2. Sicurezza in caso di incendio, esplosioni e impatti

3. Ingegneria Forense

4. Formazione

5. Ricerca e sviluppo

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1. Progettazione, adeguamento e ottimizzazione di st rutture e infrastruttureAttività di supporto nei casi di:

- Analisi di strutture complesse e strategiche composte di materiali tradizionali quali acciaio, cemento armato, muratura e/o elementi prefabbricati, o composte di materiali innovativi;

- Sviluppo di modelli numerici a elementi finiti a diversa scala di dettaglio;

- Ponti pedonali, stradali e ferroviari;

- Gallerie e opere di sostegno;

- Valutazione della sicurezza e affidabilità strutturale di costruzioni esistenti e progettazione degli interventi di risanamento;

- Componenti strutturali speciali;

- Turbine eoliche onshore e offshore;

- Progettazione prestazionale per azioni eoliche e sismiche;

- Strategie di monitoraggio strutturale tramite tecniche tradizionali e con l’integrazione di dati da telerilevamento.

Servizi/prodotti

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Revisione del progetto definitivo del Ponte sullo S tretto di Messina

Servizi/prodotti

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x,x’

z’

y’

Waves

Current

P

(t)vP

(t)w P

(t)uP

Turbulent wind

P

Mean wind

Vm(zP)

zy

H

h

vw(z’)

Vcur(z’)

d

1 Dynamic response

-1.00

-0.80

-0.60

-0.40

-0.20

0.00

0.20

0.40

0.60

200 700 1200 1700 2200 2700 3200

time [s]

dalong hub

2 Design and optimization

3 Detailing

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

Monopile Tripod Jacket[KN]

6.1b 6.1c 6.3b

Modellazione numerica per la progettazione struttur ale di impianti eolici

Servizi/prodotti

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Analisi strutturale di componenti strategici per il funzionamento di un acquedotto

Servizi/prodotti

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Analisi del danno strutturale con l’integrazione di dati da interferometria satellitare

Dati DinSAR da:

Servizi/prodotti

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Valutazioni di vulnerabilità di costruzioni esisten ti

Servizi/prodotti

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18/35 Analisi strutturale per l’utilizzo di materiali inn ovativi naturali nel risanamento di un massetto a sostegno di un mosaico romano

Piastra in malta naturale confibre di basalto

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Modellazione e analisi strutturale di centine per g allerie

Servizi/prodotti

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Simulazione numerica di un elemento di connessione innovativo per centine

Servizi/prodotti

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Test sperimentale della connessione innovativa

Servizi/prodotti

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Analisi numerica per la valutazione delle prestazio ni di una connessione di continuità tra elementi prefabbricati in caso di si sma

Servizi/prodotti

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Analisi numerica per la valutazione delle prestazio ni di una connessione di continuità tra elementi prefabbricati in caso di si sma

Servizi/prodotti

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Modellazione e ottimizzazione di elementi di connes sione prefabbricati

Servizi/prodotti

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STRAUS

ABAQUS

Modellazione e ottimizzazione di elementi di connes sione prefabbricati

ANSYS

STRAUS7

Servizi/prodotti

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2. Progettazione strutturale antincendio e per altre azioni eccezionali

- Analisi numeriche avanzate di supporto alla progettazione e agli interventi diadeguamento per strutture e infrastrutture in caso di incendi, esplosioni e urti;

- Valutazione della vulnerabilità e analisi di rischio per strutture e infrastrutture esistenti;

- Modellazione delle azioni strutturali tramite software specifici

Servizi/prodotti

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3) Ingegneria forense

- Attività di consulenza tecnica nei contenziosi;

- Svolgimento di analisi strutturali e simulazioni per la ricostruzione del processo didanneggiamento o di collasso di opere civili;

- Redazione di testimoniali di stato.

Servizi/prodotti

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Collasso del ponte I-35W, Minneapolis, Minnesota, 2 007

Servizi/prodotti

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Collasso di una struttura da palco, Reggio Calabria , 2011

Servizi/prodotti

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Back analysis del crollo di una costruzione in murat ura durante la demolizione dell’edificio adiacente, Barletta, 2011

Servizi/prodotti

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Analisi del danneggiamento di uno stabile causato dal crollo del fabbricato adiacente, Subiaco, 2012

Servizi/prodotti

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4) FormazioneFormazione per professionisti nell’ambito dell’Ingegneria Civile e Ambientale:

- Antincendio;

- Progettazione per azioni eccezionali;

- Modellazione numerica;

- Progettazione per azioni sismiche;

- Costruzioni in acciaio;

- Aggiornamento normativo;

Servizi/prodotti

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4. Ricerca e sviluppo

Per la sua connotazione di spin off universitario, l'attività di ricerca e sviluppo riveste un ruolo importanteper Stronger S.r.l.

La società è inoltre attiva nella partecipazione a progetti europei. Una presentazione delle attività diStroNGER per Horizon 2020 è scaricabile al link http://www.slideshare.net/StroNGER2012/stro-nger-forhorizon2020

I temi di ricerca principali sono:

• Sostenibilità e recupero energetico. StroNGER S.r.l. sta studiando metodi e strumenti per il recuperoenergetico dalle vibrazioni di strutture civili,

• Valutazioni di Resilienza – Approccio multihazard. StroNGER S.r.l. sta elaborando metodi e indiciquantitativi per la valutazione della resilienza di aree urbane anche in presenza di azioni a catenacome ad esempio un incendio a seguito di un sisma,

• Performance-based Design. StronGER S.r.l. si occupa di progettazione prestazionale in presenza divento e sisma di sistemi strutturali complessi come ponti di grande luce ed edifici alti,

• Monitoraggio e valutazione del danno strutturale. StroNGER studia metodologie avanzate per lavalutazione del danneggiamento di strutture e infrastrutture mediante approcci tradizionali e tecnichedi soft computing. Ha inoltre lavorato sulla valutazione del danno strutturale utilizzando anche datiprovenienti dall’interferometria satellitare: In collaborazione con la la Sapienza di Roma ha anchepartecipato al benchmark di monitoraggio di un ponte proposto dall’Harbin Institute of Technology(China) (http://smc.hit.edu.cn/).

Servizi/prodotti

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Integrazione di dispositivi piezoelettrici in grado di generare energia sfruttando il flusso d’aria presente negli impianti di condizionamento

Servizi/prodotti

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