Upload
truongtuyen
View
219
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
RiSEM
Rischio Sismico negli Edifici Monumentali Plenary meeting
Siena, 20 dicembre 2011
PAR FAS REGIONE TOSCANA Linea di Azione 1.1.a.3 Scienze e tecnologie per la salvaguardia e la
valorizzazione dei beni culturali
Università degli Studi di Firenze Università degli Studi di Siena
RiSEM Rischio Sismico negli Edifici Monumentali
RiSEM Rischio Sismico negli Edifici Monumentali
Torre Grossa Torre Rognosa
Torre Collegiata
Torre del Diavolo
Torre Chigi
Torri Ardinghelli
Torre Gemella I
Torre Gemella II
Torre Pettini
Torre Propositura
Torre dei Becci
RiSEM Rischio Sismico negli Edifici Monumentali
1 anno 2 anno
1 semestre 2 semestre 3 semestre 4 semestre
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
WP1: COORD - Guida, coordinamento, gestione
del progetto e disseminazione dei risultati
WP2: SISM - Definizione della pericolosità sismica
(valutazione della risposta sismica locale e
dell’interazione dinamica terreno-struttura
WP3: RIL - Acquisizione delle caratteristiche
geometriche e dell’evoluzione storica e degli
interventi sul manufatto
WP4: CARAT - Definizione delle caratteristiche
meccaniche e dinamiche delle torri
WP5: VULN - Definizione della vulnerabilità
sismica
WP6: RIS - Definizione del rischio sismico
WP7: ADV– Messa a punto di tecniche di indagine
e di analisi innovative
main deliverables D.1 D.2 D.3
milestones M.1 M.1 M.2 M.3 M,4
Dicembre 2011 Giugno 2012 Dicembre 2012 Giugno 2013
RiSEM Rischio Sismico negli Edifici Monumentali
www.risem.unifi.it
RiSEM
Rischio Sismico negli Edifici Monumentali Plenary meeting
Siena, 20 dicembre 2011
PAR FAS REGIONE TOSCANA Linea di Azione 1.1.a.3 Scienze e tecnologie per la salvaguardia e la
valorizzazione dei beni culturali
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale
Università degli Studi di Firenze Università degli Studi di Siena
RiSEM Rischio Sismico negli Edifici Monumentali
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Facoltà di Ingegneria
• Attivazione di 4 assegni di ricerca: Michele Betti, Antonino Maria Marra, Barbara Ortolani, Stefano Renzi
• Attivazione contratto di collaborazione: Antonello Mennucci
• Confronti tra diversi metodi di modellazione numerica in campo non lineare
• Primi approcci alla definizione probabilistica delle curve di fragilità
• Acquisto di alcune attrezzature : PC, attrezzature per prove sperimentali
Università degli Studi di Firenze Università degli Studi di Siena
Modellazione numerica del comportamento delle torri
• Confronti tra diversi metodi di modellazione numerica.
Analisi push-over di una parete in muratura: modellazioni a confronto
Gianni Bartoli, Michele Betti, Paolo Biagini, Carlo Caccetta, Alberto Ciavattone, Luca Facchini, Antonino Maria Marra, Maurizio Orlando, Barbara Ortolani, Luca Salvatori,Andrea Vignoli
WONDERmasonry 2011 Workshop on Design for Rehabilitation of Masonry Structures Firenze, 10-11 Novembre 2011
parete 10 x 2.5 x 40 m torre 10 x 10 x 2.5 x 40 m
RiSEM Rischio Sismico negli Edifici Monumentali
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Facoltà di Ingegneria
RiSEM Rischio Sismico negli Edifici Monumentali
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Facoltà di Ingegneria
Pannello A (Pieve Fosciana, Garfagnana). Muratura di pietrame. Dimensioni:
base = 94.5 cm, altezza = 193 cm, spessore = 61 cm.
Prova di taglio-compressione
L. Galano, A. Vignoli (2001). Resistenza a Taglio di Murature di Pietrame: Analisi Comparata della Rappresentatività di Tipiche prove di Taglio in Situ. In: X Congresso Nazionale "L'Ingegneria Sismica in Italia", Potenza - Matera ,Italia, 9-13 settembre 2001.
S. Chiostrini, L. Galano e A. Vignoli, In Situ Shear and Compression Tests in Ancient Stone Masonry Walls of Tuscany, Italy, Journal of Testing and Evaluation, ASTM, Vol. 31, n. 4, 2003, pp. 289 304.
Proprietà meccaniche di riferimento
Università degli Studi di Firenze Università degli Studi di Siena
RiSEM Rischio Sismico negli Edifici Monumentali
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Facoltà di Ingegneria
Modellazione numerica non lineare di un pannello di muratura 10 x 40 x 2.5
10 m
40 m
2.5
m
• Diana 2D
FEM:
• Diana 3D
• ANSYS 3D
• Code Aster 3D
tremuri Galasco A., Lagomarsino, S. and Penna, A., 2002, TREMURI Program: Seismic Analyser of 3D Masonry Buildings, University of Genoa.
3dmacro I. Caliò, M. Marletta & B. Pantò. Un nuovo macromodello per la valutazione della resistenza sismica di edifici in muratura. Convegno Nazionale di Ingegneria Sismica (ANDIS). Genova, 25-29 Gennaio 2004.
SMARTmasonry Salvatori L., Spinelli P. A discrete model with lumped deformations for masonry structures”, WONDERmasonry 2, Lacco Ameno, 11-12 ottobre 2007.
Valutazione critica di vari tipi di modellazione:
commercial FEM
open-source FEM
3muri • Telaio equivalente in cui si schematizzano
maschi e fasce. • Carichi aumentati in modo monotono. • La curva di capacità (cioè il valore degli
spostamenti oltre la soglia elastica) si ottiene in funzione della geometria e della resistenza dei materiali, utilizzando le regole della NTC 2008
1x12 4x12 2x8
3dmacro • Utilizzando un approccio
discreto per elementi, i pannelli in muratura non rinforzata sono modellati per mezzo di elementi discreti bi-dimensionali che interagiscono con elementi di interfaccia non lineare.
-20 -10 0 10 20
0
5
10
15
20
25
30
35
40
x [m]
y [m
]
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
SMARTmasonry
• Macro-elementi: blocchi rigidi. • Analisi in grandi spostamenti. • Interfacce: • Elastica non-lineare per sforzi normali • elastica – perfettamente plastica per
sforzi di taglio • La curva di capacità (spostamenti in
campo non lineare) è ottenuta considerando anche gli effetti delle non-linearità geometriche
1x10
RiSEM Rischio Sismico negli Edifici Monumentali
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Facoltà di Ingegneria
Modellazione numerica non lineare di un pannello di muratura 10 x 40 x 2.5
Università degli Studi di Firenze Università degli Studi di Siena
RiSEM Rischio Sismico negli Edifici Monumentali
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Facoltà di Ingegneria
Crack pattern and damage at the end of the analysis
DIANA ANSYS CODE ASTER
Non linerar masonry behaviour modelling: DIANA:
Macro-model: shell (2D) and solid (3D) elements; Material behaviour: total strain rotating crack model (Hordijk Softening in Tension, Thorenfeldt model in Compression).
ANSYS: Macro-model: solid (3D) element; Material behaviour: Elastic perfectly plastic model (Drucker-Prager) with Willam-Warnke failure criterion (to account for cracking).
CODE ASTER: Macro-model: solid (3D) element; Material behaviour: Mazars isotropic damage model.
Modellazione numerica non lineare di un pannello di muratura 10 x 40 x 2.5
Università degli Studi di Firenze Università degli Studi di Siena
RiSEM Rischio Sismico negli Edifici Monumentali
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Facoltà di Ingegneria
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500
Vx/P
[-]
di splacement [m]
ANSYS
3DMacro
DIANA 2D
3muri
SMARTmasonry
NTC08
analitico p-delta
DIANA 3D
NTC (cracked)
Code Aster
Modellazione numerica non lineare di un pannello di muratura 10 x 40 x 2.5
RiSEM Rischio Sismico negli Edifici Monumentali
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Facoltà di Ingegneria
3443,52
3812.05
3588.00 3588.00 3547.80
3644.25
3814.75
3683.00 3623.00
3100
3200
3300
3400
3500
3600
3700
3800
3900
3muri 3Dmacro smart DIANA 2d DIANA 3d ANSYS 3d
Code Aster
NTC08 p-delta
34.50
36.50 36.36
34.95
37.58 37.22
36.80
39.04 39.06
32.00
33.00
34.00
35.00
36.00
37.00
38.00
39.00
40.00
3muri 3Dmacro smart DIANA 2d DIANA 3d ANSYS 3d
Code Aster
NTC08 p-delta
Mean value=36.89 kN/mm - Cov=4.27 %
Elastic stiffness (kN/mm)
Maximum shear(kN)
Mean value=3638 kN – Cov=3.29 %
10 m
40 m
2.5
m
Modellazione numerica non lineare di un pannello di muratura 10 x 40 x 2.5
RiSEM Rischio Sismico negli Edifici Monumentali
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Facoltà di Ingegneria
0.318
1.680
0.401
0.249 0.322
0.564
0.240
1.366
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
3muri smart DIANA 2d DIANA 3d ANSYS 3d Code Aster NTC08 p-delta
Mean value=0.64 m - Cov=87.05 %
0.112 0.098 0.097 0.097 0.099
0.053 0.052
0.186 0.186
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
0.20
3muri 3Dmacro smart DIANA 2d DIANA 3d ANSYS 3d Code Aster
NTC08 p-delta
Mean value=0.11 m - Cov=44.48 %
Elastic displacement (m)
Collapse displacement (m)
10 m
40 m
2.5
m
Modellazione numerica non lineare di un pannello di muratura 10 x 40 x 2.5