6. g. serieno

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Nuovo Progetto Esecutivo Reluis-DPC 2010-2013

AT-2 Innovazioni normative e tecnologiche in ingegneria sismica

LINEA 2.3.2 Sviluppo ed analisi di nuove

tecnologie per ladeguamento sismicoCoordinatore: G. Serino

RETE DEI LABORATORI UNIVERSITARI DI

INGEGNERIA SISMICA

Workshop Finale

Progetto ReLUIS - DPC 2010-2013Napoli, 8-9 Ottobre 2013
http://www.protezionecivile.it/sitobambini/home.html

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INGEGNERIA SISMICA

Progetto ReLUIS-DPC 2010-13 - Workshop Finale: Napoli , 8-9/10/2013

LINEA 2.3.2 Sviluppo ed analisi di nuove tecnologie per ladeguamento s ismico

UNITAPARTECIPANTI- UNINA_Se (Coordinatore: G. Serino) - UNIBAS (Coordinatore: D. Cardone)

- UNINA_DL (Coordinatore: A. De Luca) - UNIPG (Coordinatore: M. Mezzi)

- UNICAL (Coordinatore: A. Vulcano) - UNIUD (Coordinatore: S. Sorace)

- UNISA (Coordinatore: B. Palazzo) - UNICAM (Coordinatore: A. DallAsta)

- UNIBO (Coordinatore: T. Trombetti) - POLIBA (Coordinatore: D. Foti)

- POLIMI (Coordinatore: C. Poggi) - UNIPARTH (Coordinatore: A. Occhiuzzi)

- UNIVAQ (Coordinatore: V. Gattulli )

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INGEGNERIA SISMICA

OBIETTIVO COMPLESSIVO DELLA LINEA DI RICERCA

Le attivit previste sono tutte finalizzate alla effettiva diffusione e corretta

applicazione delle tecniche di protezione sismica basate sullinserimento

allinterno dellorganismo strutturale di dispositivi (isolatori e/o dissipatori,

anche intelligenti ) appositamente progettati. Tale esigenza nasce

dallesperienza sul campo acquisita dai partecipanti alla ricerca e dallerichieste provenienti dal mondo professionale, con lobiettivo, perfettamente

coerente con le finalit della Protezione Civile, di pervenire ad una reale,

signi ficativa riduzione del rischio sismico del costruito nel nostro Paese.



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INGEGNERIA SISMICA

ORGANIZZAZIONE ED OBIETTIVI DELLA LINEA DI RICERCA



ATTIVITA 1 Adeguamento e miglioramento sismico delle costruzioni esistente

tramite isolamento sismico, incluso pile da ponte con isolamentosismico (coord.: A. De Luca, D. Cardone)

ATTIVITA 2 Svi luppo di nuovi dispositivi di isolamento, anche a basso costo

(coord.: M. Spizzuoco, D. Foti)

ATTIVITA 4 Manuale con linee guida per la progettazione dei sistemi dissipatividi tipo passivo (coord.: V. Gattull i, S. Sorace)

ATTIVITA 5 Integrazione fra i sistemi di controllo semi-att ivo e quell i di

monitoraggio ed Early Warning (coord.: A. Occhiuzzi, F. Ponzo)

N.B. LAttivit or iginariamente indicata come 3 (Pile da ponte con isolamento sismico) stata inglobata nellAttivit 1

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INGEGNERIA SISMICA

PARTECIPAZIONE DELLE SINGOLE UR ALLE DIVERSE ATTIVITA

Progetto ReLUIS-DPC 2010-13 - 2 Workshop Coordinamento: Bologna, 10-11/09/2012


ATTIVITA'

R01_UN

INA_SE

R02_UN

IBAS

R03_UN

INA_DL

E01_UN

IPG

E02_UN

ICAL

E03_UN

IUD

E04_UN

ISA

E05_UN

ICAM

E06_UN

IBO

E07_POLIBA

E08_POLIMI

E09_UN

IPARTH

E10_UN

IAQ

RESPONSABILE

ATTIVITA'

ATTIVITA' 1 - Adeguamento e miglioramento sismico

delle costruzioni esistenti tramite isolamento sismico

(include pile da ponte con isolamento sismico)

X X X X X X X x x XDE LUCA /

CARDONE

ATTIVITA' 2 - Sviluppo di nuovi dispositivi di

isolamento, anche a basso costoX X X X X X X

SPIZZUOCO /

FOTI

ATTIVITA' 3 - Pi le da ponte con isolamento sismico X X X X X ?

ATTIVITA' 4 - Manuale con linee guida per la

progettazione dei sistemi dissipativi di tipo passivoX X X X X X X X X X

GATTULLI /

SORACE

ATTIVITA' 5 - Integrazione fra i sistemi di controllo semi-

attivo e quelli di monitioraggio ed early warningX X X X

OCCHIUZZI /

PONZO

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INGEGNERIA SISMICA

RISULTATI RAGGIUNTI NEL TERZO ANNO ATTIVITA 1

Adeguamento e miglioramento sismico delle costruzioni esistenti tramite

isolamento sismico, incluso pile da ponte con isolamento sismico

Principi guida per lisolamento alla base di edifici in muratura e storici, conapplicazioni a casi di studio reali (UNIPG)

Analisi della dinamica di strutture isolate nel lo spazio degl i stati (UNISA)

Isolamento sismico come intervento di miglioramento: studio dellarisposta anelastica di edifici isolati sismicamente (UNIBAS)

Risposta strutture isolate alla base a terremoti near-fault (UNICAL, UNISA)

Progetto JETBIS: esecuzione ed analisi dei risultati di prove su tavolavibrante di modello di edificio isolato alla base con diversi dispositivi

(UNINA_Se, UNIBAS, UNICAL, POLIMI)

Adeguamento di edi fici e ponti con isolamento sismico, suolo art ificiale isolato (UNINA_DL)



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INGEGNERIA SISMICA

ATTIVITA 1 Isolamento sismico

PRINCIPIGUIDAPERLISOLAMENTOALLABASEDIEDIFICIIN

MURATURAESTORICI, CONAPPLICAZIONIACASIDISTUDIOREALI



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8/98Task 2.3.2 E1-UNIPG Universi t di Perugia - Marco MEZZI 8

Unit di Ricerca E1 - Universit di PerugiaResp. Marco Mezzi

Posizionamento in pianta degli isolatori

Connessioni con sottostruttura e sovrastruttura

Realizzazione di un f ranco perimetrale per loscillazione della struttura

Soluzioni per scale, ascensori e fondazioni

Procedure per lo svolgimento in sequenza degli interventi

Procedure per linserimento dei dispos itivi

Controllo della vulnerabilit strutturale nel corso dei lavori

Soluzioni tecniche e procedure per la sostituzione dei dispositivi

Principi guida per lisolamento alla base di edifici in muratura e storici

Principi di dis locazione dei dispos itivi

Procedure di taglio delle murature

Procedure di installazione isolatori

Soluzione sistemi di comunicazione verticali

Valutazione di convenienza. Procedure PBSD( )

=+

n

i diii

CDCSP1Costo probabile nella vita utile

Attivi t 1.

Adeguamento emiglioramento sismicodelle costruzioniesistenti

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Analisi Criticit

Soluzioni

Fattibilit

=

Cantierizzazione

Applicabilit

su casi di studio reali

In collaborazione con Studio Vetturini Foligno

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Scavo e successiva esecuzione di un cordolo

di sottofondazionein c.a.

Realizzazione di una seconda opera di

sottofondazione pi profondacon

basamenti per gli isolatori

Posa in opera degli isolatori e fissaggio alla

contropiastra superiore

Inserimento e iniezione di martinetti piatti

a perdere,iniettati con malta epossidica.Getto di completamento delle parti residue

di platea armata.

In collaborazione con Studio Vetturini Foligno

Applicazioni reali sul campo

dell'isolamento di edifici storici

Verifica efficacia delle tecnicheTaratura operazioni di cantiere

Manuale operativo

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INGEGNERIA SISMICA


ANALISIDELCOMPORTAMENTODINAMICODISTRUTTUREISOLATE

NELLOSPAZIODEGLISTATI



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Analisi del Comportamento Dinamicodelle Strutture Isolate alla Base

nello Spazio degli Stati

Analysis of the dynamic behavior of base isolated structures by

state-space formulation

L. Petti, F. Polichetti Ingegneria Sismica n.4/2012

Aspetti Indagati

Descrizione del comportamento dinamico delle strutturedotate di isolamento sismico alla base nello spazio deglistati

Analisi del comportamento dinamico in condizioni dismorzamento non classico

Identificazione dei valori ottimali dei principali parametri diprogetto

Prodotti Principali

Unit Operativa UNISABruno Palazzo (Coordinatore) Luigi Petti Alessio Lodato Paolo Castaldo

Coefficienti di partecipazione

Contributo modale complessivo

alla risposta dinamica

e: grado di accoppiamentosmorzamento isolatori

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Aspetti Indagati

Sperimentazione di nuove strategie di protezione sismicabasate sulla dissipazione dellenergia

Analisi del comportamento dinamico di strutture dotate dismorzamento alla base nello spazio degli stati in condizionidi smorzamento non classico e presenza di effetti P-

La Dissipazione Sismica alla Base

Spettri normalizzati energia viscosa


e: grado di accoppiamento : degrado geometrico g: rapporto di massa

Spettri normalizzati spostamenti

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INGEGNERIA SISMICA


ISOLAMENTOSISMICOCOMEINTERVENTODIMIGLIORAMENTO:

STUDIODELLARISPOSTAANELASTICADIEDIFICIISOLATI

SISMICAMENTE



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ISOLAMENTO SISMICO COME INTERVENTO DI MIGLIORAMENTO

1) richiesta di Disnon compatibile con:- caratteristiche tecnologiche degli IS;- possibile martellamento con edifici adiacenti

2) Necessit di diffusi rafforzamenti locali(FRP, DIS-CAM, incamiciature, ecc)

CRITICITA DELLADEGUAMENTO CON IS

In presenza di edifici esistenti sempre possibile, almeno in linea teorica,conseguire ladeguamento sismico delledificio garantendo la piena operativit

della struttura

Dis

RelFis

Fis

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MOTIVAZIONI RISULTATIISOLAMENTO SISMICO COME INTERVENTO DI MIGLIORAMENTO

Il livello accettabile di richiesta di duttilitglobale della SS (d) dipende da: (i) Dettagli

costruttivi (ii) Meccanismo di

plasticizzazione, (iv) Interazione conelementi non strutturali, (v) Possibili rotture

anticipate di tipo fragile.

q2-2.25,per edifici con meccanismo atravi plasticizzate

q1.5-1.75,per edifici con meccanismo acolonne plasticizzate

Lo stato limite di collasso di strutture isolatesismicamente dovrebbe essere basato soltantosulla effettiva capacit laterale della SS, senza

far affidamento in modo particolare alla suacapacit di dissipazione.

-1500

0

1500

-100 0 100F(KN)

D (mm)

=20%d 7.0

FB

-500

0

500

-50 0 50F(KN)

D (mm)

=5%=60%Tis/Tfb 7.1

d 6.9

BI

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

.

0 5 10 15 20

FB

BI

NormalizedHystereticEnergy

Time (s)

FBSS-BI

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

2.25

2.50

1.5 1.75 2 2.25

d

q

SS-BI

TASK 2.3.2 UNIBAS ATTIVIT 1: Isolamento Sismico

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INGEGNERIA SISMICA


RISPOSTADINAMICANONLINEAREDISTRUTTUREINC.A. ISOLATE

ALLABASESOGGETTEATERREMOTINEAR-FAULT



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Risposta dinamica non lineare di strutture in c.a.

isolate alla base soggette a terremoti near-fault

Alfonso Vulcano e Fabio Mazza

Dipartimento di Ingegneria Civile

Universit della Calabria

BIPS-A BIPS-CBIPS-B

BISS-A BISS-B

BISS: Base Isolation andin-Series Sliding Bearings

BISS: Base Isolation and in-

Parallel Sliding Bearings)

BIFP: Base Isolation with

Friction Pendulum Bearings

Rapporti di rigidezza del

sistema di isolamento:

K0=200, 800, 2000

Rapporti di rigidezza delsistema di isolamento:

K0=200, 800, 2000

Fattori di smorzamento

del sistema di isolamento:

H=10%, 20%, 30%

BISS-C

BIFP

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Risposta dinamica non lineare di strutture in c.a.

isolate alla base soggette a terremoti near-fault




BIPS-A, BIPS-B, BIPS-C BISS-A, BISS-B, BISS-C BIFP

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1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

1,50

1,60

1,70

1,801,90

2,00

2,10

0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3PGA (g)

"Modelling and Analysis of Base Isolated Structures

with Friction Pendulum System Considering Near Fault Events"

L. Petti, F. Polichetti, A. Lodato and B. Palazzo,Open Journal of Civil Engineering, 2013

Prodotti Principali

Analisi della risposta sismicadi Strutture dotate di

Isolatori a Pendolo Scorrevole

Aspetti Indagati

Analisi del comportamento sismico complessivo dellecostruzioni dotate di isolatori a pendolo scorrevole inpresenza di eccitazioni sismiche caratterizzate da elevatecomponenti verticali

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

1,15

1,20

1,25

0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 PGA (g)

Spostamenti relativi di base normalizzati

Taglio normalizzato trasmesso alla struttura

PGA massima accelerazione sismica

verticale


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INGEGNERIA SISMICA


PROGETTOJETBIS: ESECUZIONEEDANALISIDEIRISULTATIDI

PROVESUTAVOLAVIBRANTEDIMODELLODIEDIFICIOISOLATO

ALLABASECONDIVERSIDISPOSITIVIDIISOLAMENTOPROPOSTI

DALLEDIVERSEUR



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22/98P.E. 2010-2013 Task 2.3.2 - Sviluppo ed analisi d i nuove tecnologie per ladeguamento sismico

JETBIS: Joint Experimental Testing on Base Isolation Systems

Attivit comune di Laboratorio: Prove sperimentali su modello di edi ficio

isolato mediante differenti isolatori analizzati nellambito del Progetto,

utilizzando la tavola vibrante del Laboratorio del Dipartimento di

Ingegneria Strut turale (DIS) dellUniv. degli Studi di Napoli Federico II.

tavola a pianta quadrata di lato 3 m

spostamento totale = 500 mm

accelerazione max=1g

carico uti le max = 200 kN

velocit max = 1 m/s

frequenza = 0 50 Hz

Mrib.max = 120tm

6 gruppi motopompa = 1200 l/min

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23/98P.E. 2010-2013 Task 2.3.2 - Sviluppo ed analisi d i nuove tecnologie per ladeguamento sismico

i 4 pilastri sono alti 2.9m

i pilastri hanno sezione

scatolare 150mm 150mm

15mm, ottenuti saldando

4 piatti d i acciaio C 45

le travi hanno sezione

120mm 120mm 15mm,

ottenute per estrusione

con acciaio S 275

ogni nodo trave-colonna si

caratterizza come una

connessione a perno

JETBIS: Joint Experimental Testing on Base Isolation Systems

STRUTTURA DI PROVA GIA DISPONIBILE

MODIFICATA TRAMITE INSERIMENTO DI PIASTRA E MASSE ALLA BASE)

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P.E. 2009-2012 Task 2.3.2 - Sviluppo ed analisi d i nuove tecnologie per ladeguamento sismico

Unit di Ricerca c/o Univ. Napoli Federico II

dimensioni soletta 2.152.65x0.25m

STRUTTURA DI PARTENZA

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L100 x 100 x 8

TELAIO ORIZZONTALE DI BASE

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LA MASSA COMPLESSIVA E:

Telaio orizzontale 1.90 + [ton]

20 blocchi cls 0.45 = [ton]

Massa del telaio di base 2.35 + [ton]

Massa della sovrastruttura 5.35 = [ton]

Mtotale 7.70 ton

STRUTTURA COMPLETA

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STRUTTURA ISOLATA ALLA BASE

13

191

31 ==== ETML SSSS

La struttura isolata alla base considerata un modello in scala ridotta di

una struttura reale protot ipo.

MODELLO IN SCALA STRUTTURA REALE

s15,1

m5,3

=

=

IST

L

s0,2

m5,10

=

=

IST

L

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LA RICERCA DI ACCELEROGRAMMI SPETTRO-COMPATIBILI

Spettro di progetto ai sensi delle

normative vigenti CS.LL.PP.

(2008): considerata la risposta

sismica nel sito di Napoli(14.2767, 40.863) per una

costruzione con VN= 100 anni e

coefficiente duso 2 (classe

duso IV), categoria di

sottosuolo A, classe

topografica T1, e TR = 1898

anni (SLV = 5%)

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LA RICERCA DI ACCELEROGRAMMI SPETTRO-COMPATIBILI

Hazard Constributionda REXELv3.3: la disaggregazione riferitaallordinata spettrale ad 1 sec e perun periodo di ritorno pari a 2475

anni.Gli accelerogrammi scalati spettro-compatibili nellEuropean Strong-motion Databasehanno:- magnitudo compresa tra 5.3 e 7.3,- distanza dallepicentro 0-80 km,

- suolo di classe A,- scostamento della media dallospettro di progetto del -10%, +10%nellintervallo 0.25-2 sec.

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-3.0

-2.0

-1.0

0.0

1.0

2.0

3.0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

time [sec]

acceleration[m/s2]

000287ya (Campano Lucano)_SF=1.4339

000055xa (Friuli)_SF=0.72773

007142ya (Bingol)_SF=0.87256

LA SELEZIONE DI 3 ACCELEROGRAMMI SPETTRO-COMPATIBILI

dB fattore di scala

del terremoto

-21 0.089125094

-18 0.125892541

-15 0.177827941

-12 0.251188643

-9 0.354813389

-6 0.501187234

-3 0.707945784

-2 0.794328235

-1 0.891250938

0 1

Scalatura dei terremoti

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TRASDUTTORI DI SPOSTAMENTO LASER

direzione

moto

Wenglor CP35MHT80:

150 mm

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ACCELEROMETRI PCB TRIASSIALI

direzione

moto

PCB Model 356A17:

10 g

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TRASDUTTORI DI SPOSTAMENTO LASER PER ROCKING

direzione

moto

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APPOGGI IN GOMMA RICICLATA


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BIN FRI MON ETO LAZ CAM CAT1

2

3

4

5

6

7

8

9

Peak response quantities

Fixed vs Isolated Building

event name [-]

roofacceleration[m/s2]

fixed base (=5%)

RR-FRBs isolated structure

PGA

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APPOGGI IN GOMMA RICICLATA E DISPOSITIVI MAGNETOREOLOGICI

Unit di Ricerca c/o Univ. Napoli Parthenope

MOTIVAZIONI RISULTATI

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TASK 2.3.2 UNIBAS SUBTASK 1: Isolamento Sismico

Progetto JETBIS: Prove su modello isolato alla base

Sequenza ID Conf. Configurazione Modello Massa Base Superficie Dispositivi1 MC-SNL Massa Cen. Sup. Non Lubr. 40 blocchi Centrati Non Lubrificata

2 MC-SL Massa Cen. Sup. Lubrificata 40 blocchi Centrati Lubrificata

3 MC-SNL Massa Cen. Sup. Non Lubr. 40 blocchi Centrati Non Lubrificata-Centrato

4 ME-SL Massa Ecc.3% Sup. Lubrificata 38 blocchi Eccentrici + 810 Kg Lubrificata

5 ME-SNL Massa Ecc. 3% Sup. Non Lubr. 38 blocchi Eccentrici + 810 Kg Non Lubrificata

Valutazione della risposta sismica del modello isolato alla base con diverseConfigurazioni di prova

Isolatori a doppio pendolo (FIP-D)Modello Sperimentale (scala 1:3)



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TASK 2.3.2 UNIBAS SUBTASK 1: Isolamento Sismico

Progetto JETBIS: Risultati prove sperimentali

-120

-90

-60

-30

0

30

60

90

120

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

disp ISO (mm)

Time (s)

MC_SNL_287@200%

TEST 14 con residuo

TEST 21 senza residuo

Numerico

-120

-90

-60

-30

0

30

60

90

120

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

disp ISO (mm)

Time (s)

MC_SL_287@200%

TEST 14

Numerico

-10

-5

0

5

10

-150 -100 -50 0 50 100 150

Spos Dir X

(mm)

Spos Dir Y

(mm)

MC_SL-287@200%

0

1

2

3

4

5

-150 -100 -50 0 50 100 150

Spos Dir Z

(mm)

Spos Dir Y

(mm)

MC_SL-287@200%

Masse centrate Sup non Lubr.

Masse centrate Sup Lubr.

Input sismico

Acc. 287, PGA 200%

Spostamento nel piano vert. isolatore

Spostamento nel piano orizz. isolatore

Storia Spostamento orizz. isolatore


Alfonso Vulcano e Fabio MazzaJETBIS (Joint Experimental Test on Base Isolation Systems):

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N. 2 isolatori HDLRBN. 4 slitte acciaio-PTFE

JETBIS (Joint Experimental Test on Base Isolation Systems):

sistema combinato isolatori elastomerici (in corrispondenza

della mezzeria delle travi di fondazione) e slitte acciaio-PTFE

(in corrispondenza delle colonne).


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INGEGNERIA SISMICA


ADEGUAMENTOSISMICODIEDIFICIEPONTICONISOLAMENTO

SISMICO, SUOLOARTIFICIALE ISOLATO



Progetto ReLUIS DPC 2010-2013, Riunione Task 2.3.2, Napoli, 4 e 5 Aprile 2013

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Adeguamento sismico di edifici e ponti esistenti mediante isolamento sismicoProcedura:

Progettazione per azioni non-sismiche (c.o. = vento)

Progettazione sistema di isolamento: Scelta Periodo Target mantenere

le sollecitazioni taglianti e flettenti sulle pile invariate (rispetto allaprogettazione con solo vento)

Progettazione per azioni sismiche (base fissa)

(Metodologie di analisi: Modale con spettro di risposta, Dinamica lineare eN.L.)

Confronto costi: Isolamento vs Incremento materiali (acciaio, cls, pali) emanodopera

Risparmio costi di manutenzione e interruzione viabilit post-sisma non

considerato. .Ma non trascurabile!!!


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Suolo artificiale isolato


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INGEGNERIA SISMICA


Sviluppo di nuovi dispositivi di isolamento, anche a basso costo

Realizzazione di protot ipi e sperimentazione su appoggi strutturali con

funzioni antisismiche in gomma riciclata con rinforzo in FRP (UNINA_Se)

Studio teorico e analisi numeriche su isolatori elastomerici armati(UNINA_DL)

Sviluppo di sistemi accoppiati di isolamento-dissipazione per edificiindustriali/commerciali prefabbricati (UNIPG)

Speciali smorzatori isteretici (crescent shaped braces ) per first-storeyisolation system (UNIBO)

Studio teorico e realizzazione di Rubber-Layer Roll ing-Bearing(POLIBA)

Sviluppo, caratterizzazione e validazione sperimentale di nuovi materiali

attrit ivi per isolatori a scorrimento (POLIMI)



http://www.protezionecivile.it/sitobambini/home.htmlhttp://www.protezionecivile.it/sitobambini/home.html

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INGEGNERIA SISMICA

ATTIVITA 2 Sviluppo nuovi dispositivi

REALIZZAZIONE DIPROTOTIPIEDESECUZIONEDITEST

SPERIMENTALISUAPPOGGISTRUTTURALICONFUNZIONI

ANTISISMICHEINGOMMARICICLATACONRINFORZOINFRP



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PROVA A COMPRESSIONE


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PROVA LENTA A TAGLIO


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PROVA LENTA A TAGLIOUnit di Ricerca c/o Univ. Napoli Federico II


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INGEGNERIA SISMICA


STUDIOTEORICOEANALISINUMERICHESUISOLATORI

ELASTOMERICIARMATI




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Analisi FEM vs Indicazioni normative

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% 160%

pressioneverticale[M

pa]

deformazione ta liante

S2 = 1.51

Domini stabilit isolatori elastomerici circolari


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INGEGNERIA SISMICA


SVILUPPODISISTEMIACCOPPIATIDIISOLAMENTO-DISSIPAZIONE

PEREDIFICIINDUSTRIALI/COMMERCIALIPREFABBRICATI



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Casi studio di edifici industriali/commerciali prefabbricati

Struttura

senza

nucleo in

c.a.

51Task 2.3.2 E1-UNIPG Universi t di Perugia - Marco MEZZI

Dispositivi dissipativi attritivi nei nodi trave-pilastro

At tivi ta 2.Sviluppo di nuovidispositivi di isolamentoa basso costo

Riduzione di dimensioni e

costi strutturaliEfficacia dissipativa

Incompatibilit economica delle strutture

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Task 2.3.2 E1-UNIPG Universi t di Perugia - Marco MEZZI 52

Ottimizzazione prestazionale di posizione e caratteristiche dei dispositivi

Device

elastic &

compressible

material

Plinth

variazione schema statico

variazione parametri meccanici dispositivo

momento

travi

momento

pilastri

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Task 2.3.2 E1-UNIPG Universi t di Perugia - Marco MEZZI 53

Concept design di un nuovo dispositivi torsionale in acciaio a basso costo

Varianti pluristrato. Ottimizzazione delle capacit ricentranti.

Modello ABAQUS Stato tensionale

ModelloSOLID

ModelloacciaioChabosche

Acciaio :ASTM A36

Fy= 575 MPa

Ciclo M-

Stato deformativo


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INGEGNERIA SISMICA


SPECIALISMORZATORIISTERETICI( CRESCENTSHAPEDBRACES )

PER FIRST-STOREYISOLATIONSYSTEM



3 Speciali smorzatori isteretici (crescent shaped

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3. Speciali smorzatori isteretici ( crescent shaped

braces) per first-storey isolation system

F

stiff superstructure kss>>kHRS uncoupling the Horizontal-

Resisting-System from the

Vertical-Resisting System

SDOF model for seismic actions

calibration of the Crescent-

Shaped Braces(which composethe HRS)

Multiple performanceobjectives

m

Crescent-Shaped

Brace

k


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INGEGNERIA SISMICA


STUDIOTEORICOEREALIZZAZIONEDI

RUBBER-LAYERROLLING-BEARING(RLRB)



ISOLATORE A ROTOLAMENTO: RLRB

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IMPOSTAZIONE ANALITICA DEL MODELLO TEORICO.

- Analisi statica del dispositivo: strato in gomma e singolo cilindroin acciaio

- Analisi dinamica: individuazione dei parametri fondamentali

della caratterizzazione

E costituito da strati di gomma su cui rotolano cilindri in acciaio

Rendering preliminare dellRLRB con i cilindri che rotolano secondo duedirezioni perpendicolari

FASE DI PROGETTAZIONE PRELIMINARE DEL PROTOTIPO

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In riferimento alla modellazione del dispositivo di isolamento,

lanalisi statica ha permesso di rilevare evidenti problematiche nellacinematica delle piastre e dei cilindri; pertanto, conseguentemente,si ipotizzato un miglioramento del comportamento del dispositivoattraverso una attivit di riprogettazione nella quale si previsto dimantenere la superficie delle piastre piana e di conferire una

curvatura alla gommanelle zone di estremit.Tale caratteristica della gomma, con un opportuno modulo dielasticit, potr consentire il ri-centramento della struttura.

FASE DI PROGETTAZIONE DEFINITIVA DEL PROTOTIPO

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FASE REALIZZATIVA DEL PROTOTIPO

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RISULTATI DELLE PROVE

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Durante la prova di caratterizzazione sono stati eseguiti 5

cicli di carico-scarico con frequenza di 0.05 Hz.Per il dispositivo sottoposto a prova si sono utilizzati quattrocilindri.Il pre-carico verticale, utilizzato durante le prove, funzionedella struttura che sar utilizzata per le prossime prove sutavola vibrante.

Normal preload = 1 ton Normal preload = 3 tonsNormal preload = 2 tons


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INGEGNERIA SISMICA


SVILUPPO, CARATTERIZZAZIONEEVALIDAZIONESPERIMENTALEDI

NUOVIMATERIALIATTRITIVIPERISOLATORIASCORRIMENTO



RU : E08_POLIMI-ABCResearch project: Development, characterization and validation of frictional materials for sliding

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Project DPC/ReLUIS 2010-13 Final Workshop

Research program

WP1 : testing of current friction materials, and development of a database of properties; formulation of friction modelsWP2 : development of high performance self-lubricating materials with controlled friction coefficientWP3 : characterization of the novel friction materials in small scale testsWP4 : development of finite element models and numerical assessment of the friction materialsWP5 : dynamic tests on isolators with the friction materials

WP1, WP2, WP3 performed at Politecnico di Milano(Dept. of Structural Engineering, Dept. of Chemistry,Chemical Engineering and Materials)

WP5 performed in cooperation with Eucentre, Paviaand within JETBIS project

Months

1 - 6 7 - 12 13 - 18 19 - 24 25 - 30 31- 36WP1

WP2

WP3

WP4

WP5

Motivation The performance of seismic isolation systems with flat or curved sliding elements relies upon the behavior ofthe materials of the sliding surfaces. A key element is the choice of the optimal value of the coefficient of friction. Largevalues of friction provide high damping capacity, but high stiffness, and promote huge generation of heat and increase in

temperature at the sliding interface.Goals Development, characterization and validation of self-lubricating materials for sliding isolation systems, through:

(a) formulation of a database of properties of current self-lubricating materials and investigation of the relationshipbetween friction and physical mechanical properties;

(b) development and characterization of novel frictional materials;

(c) validation of the novel frictional materials though prototype tests on real isolation systems

p j p gisolation systems


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Activities and resul ts of the third year

(1) Development of 3-D finite element models of Curved Surface Sliders (Friction Pendulum System);

(2) Investigation of the thermal-mechanical behavior of Curved Surface Sliders in numerical analyses;assessment of frictional heating and its effect on the mechanical response

3-D model of Curved Surfaces

Slider

Temperature profile through the

thickness of the sliding pad

testvelocity

[m/s]

Tavg

[C]

Tmax

[C]

D1 85 60 106

D2 170 80 169

D3 340 130 221

Temperature distribution at the contact surface of the sliding

pad for different velocities and #cycles

isolation systems


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influence of the loading history (multidrectional resp. unidirectional trajectories) on temperature rise at the sliding surface


(2) Investigation of the thermal-mechanical behavior of Curved Surface Sliders in numerical analyses;assessment of frictional heating and its effect on the mechanical response

isolation systems


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(3) Design of curved surface sliders for shaking table tests; investigation of frictional heating and recenteringcapability of the isolators

Re-centering behavior of Curved Surface Sliders :

numerical prediction resp. experimental data (from

literature) for different seismic inputs

(dres= residual displacement; dmax= peak

displacement )

Curved Surface Slider

designed by the RU

isolation systems


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INGEGNERIA SISMICA


Manuale per la progettazione dei sistemi dissipativi di tipo passivo

Sviluppo di strategie di progettazione di controventi dissipativi (UNICAL,UNICAM, UNISA, UNIBO)

Studio e messa a punto di metodologie progettuali semplificate di sistemidi dissipazione basate su analisi lineari con fattore di struttura (UNIBAS,

UNIBO)

Studi ed applicazioni di s istemi a controventi dissipativi (UNIUD, UNICAM)

Accoppiamento dissipativo e mitigazione del martellamento di struttureadiacenti (UNIVAQ , UNIUD)

Redazione del manuale di progettazione



http://www.protezionecivile.it/sitobambini/home.htmlhttp://www.protezionecivile.it/sitobambini/home.html

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INGEGNERIA SISMICA

ATTIVITA 4 Dissipazione di energia

SVILUPPODISTRATEGIEDIPROGETTAZIONEDICONTROVENTI

DISSIPATIVI



Criteri di progettazione di controventi dissipativi isteretici per

il controllo degli spostamenti di strutture intelaiate in c a




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il controllo degli spostamenti di strutture intelaiate in c.a. Universit della Calabria

CRITERIO 1

Rigidezza globale di piano (KDB) proporzionale a quella della struttura a telaio.Resistenza globale di piano (Ny,DB) proporzionale alla rigidezza dei controventi dissipativi.

CRITERIO 2

Rigidezza globale di piano tale che drift (/h) uguale ad ogni piano (forma triangolare capovolta).

Resistenza globale di piano tale che il rapporto Tu/Tdsia uguale a tutti i piani.

CRITERIO: Protezione dei pilastri meno resistenti dei telai con controventi dissipativi

Rigidezza globale di piano distribuita proporzionalmente a Vu/Vd(=taglio ultimo/taglio di calcolo) per

il pilastro meno resistente dei telai con controventi dissipativi.

DISTRIBUZIONE DI RIGIDEZZA E DI RESISTENZA IN ELEVAZIONE

DISTRIBUZIONE DI RIGIDEZZA E DI RESISTENZA IN PIANTA

Progettazione di controventi tradizionali (BF) e dissipativi

(DBF) per il miglioramento delle prestazioni sismiche di




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(DBF) per il miglioramento delle prestazioni sismiche di

strutture intelaiate (UF) in acciaio ed in c.a..Universit della Calabria

Edificio in acciaio:progettazioneallo stato limite di danno (SLD)

per evitare eccessiva deformabilit.

Edificio in c.a.:progettazione allo

stato limite di salvaguardia della

vita (SLV) per evitare rotture fragili.

METODO SEMPLIFICATO PER IL PROGETTO PRELIMINARE DI STRUTTURE RINFORZATE CONCONTROVENTI DISSIPATIVI (ELASTO-PLASTICI E VISCOELASTICI) E VALUTAZIONE EFFICACIATENENDOCONTODELLEINCERTEZZEDELLINPUT, EDELLEPROPRIETDELLASTRUTTURA

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Le attivit sono state svolte su un telaio piano progettato per carichi verticali (Bracci et al. 1995)

0 0.05 0.1 0.15 0.20

200

400

600

800

1000

Displacement [m]

B

aseshear[kN]

d=0.102m d=0.183m

B1-3B1-2B1-1

B2-3B2-2B2-1

B3-3B3-2B3-1

5.49 m

C1-2C1-1 C1-4

C2-2C2-1 C2-3 C2-4

C3-2C3-1 C3-3 C3-4

3.66m

3.66m

3.66m

D-1

D-3

D-2

C1-3

J1-1

J2-1

J3-1 J3-2 J3-3 J3-4

J2-2

J1-2

J2-3

J1-3

J2-4

J1-4

5.49 m 5.49 m

- I controventi sono stati progettati per diversi livelli di adeguamento (diversi valori di ) adottando una

metodologia basata basato sullanalisi statica non lineare prima e dopo linserimento dei controventi

- Per i diversi livelli di adeguamento e considerando

opportuni EDPs (Engineeering Demand Parameters)locali in grado di cogliere le diverse modalit di collasso

prima e dopo linserimento dei controventi, sono state

costruite le curve di fragilit delle singole componenti e

dellintero sistema strutturale

2340V

V

telaiobase,

icontroventbase,.. ==

=0.4=1.6

=3.2Pf

IM[g]0 0.5 1 1.5 2 2.5 30

0.2

0.4

0.6

0.8

1

B1-3B1-2B1-1

B2-3B2-2B2-1

B3-3B3-2B3-1

C1-2C1-1 C1-4

C2-2C2-1 C2-3 C2-4

C3-2C3-1 C3-3 C3-4

D-1

D-3

D-2

C1-3

J1-1

J2-1

J3-1 J3-2 J3-3 J3-4

J2-2

J1-2

J2-3

J1-3

J2-4

J1-4

Universit di Camerino - Scuola di Archi tettura e Design

METODO SEMPLIFICATO PER IL PROGETTO PRELIMINARE DI STRUTTURE RINFORZATE CONCONTROVENTI DISSIPATIVI (ELASTO-PLASTICI E VISCOELASTICI) E VALUTAZIONE EFFICACIATENENDOCONTODELLEINCERTEZZEDELLINPUT, EDELLEPROPRIETDELLASTRUTTURA

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- Sono stati introdotti parametri sintetici delle curve di fragilit (mxe ) per la stima dellefficacia dellintervento

per i diversi livelli di adeguamento e sono stati considerati anche EDP globali, ISD (inter-storey drift) e TSD

(top-storey drift), al fine di valutare la loro affidabilit nella stima dellefficacia dell adeguamento

0

1

5

m50

m50

4

3

2

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.4 2.8

3.22.0

m50,I

m50,

- La metodologia stata applicata a diversi scenari di hazard al fine di valutare la riduzione del rischio sismico

per i diversi livelli di adeguamento ed in generale si osservato che:

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.4 2.80

1

2

3

4

5

m16

,m50

,m84

m84m

50

m16

3.22.00

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

c

Retrofitted frameBare frame

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.4 2.8

3.22.0

( )50

50

.a CODE

IMm

S T=

16

84

IM

IMc=

IDR

Local EDPs

TSD

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2

vf()[yrs-1]

x10-2

1) EDPs locali e globali conducono a stime del rischio

sismico significativamente diverse

2) se non si adottano anche altri provvedimenti, superato

un certo livello di taglio alla base (corrispondente a circa

=1.2 nellesempio) si ottengono riduzioni minime del

rischio sismico

Universit di Camerino - Scuola di Architettura e Design

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Progettazione integrata di sistemi strutturali dotati di dissipatori viscosi lineari

Aspett i Indagati La possibilit di utilizzare i sistemi di controllo sismico per progettare edifici snelli, senza compromettere le

prestazioni strutturali attraverso una progettazione integrata dei due sistemi minimizzando i costi; Con riferimento a smorzatori viscosi, una metodologia di progettazione integrata delle risorse di rigidezza elastica

di una struttura e le propriet viscoelastiche un sistema di controventatura dissipativa stata proposta esviluppata per assicurare una prestazione sismica di progetto;

I principi e le ipotesi per la progettazione di un sistema integrato MDOF proporzionalmente smorzato e lavalidazione dell'efficacia della metodologia di progettazione integrata proposta stata effettuata valutando la

risposta dinamica.

Valori ottimi dei parametri di progetto al variare del periodo del sistema integrato T e della prestazione

sismica di progetto u - SDOF system

Rapporto rigidezza laterale della struttura - kb:rig idezza del controvento dissipativo - cv:costante di viscosit del controvento dissipativo

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Castaldo P., Palazzo B., A simplified approach for the integrated design of viscoelastically damped structural systems,XV Convegno ANIDIS 2013: LIngegneria Sismica in Italia, Padova, 30 giugno - 04 luglio 2013, Padova University

Press,ISBN: 9788897385592, pp. 1-10.

De Iuliis M., Castaldo P., Approccio prestazionale per la progettazione integrata di sistemi strutturali dotati di dispositiviviscosi lineari, Proceedings of ANIDIS 2011, 18-22 settembre 2011, Bari, ISBN:9788875220402, pp. 302.

Castaldo P., De Iuliis M., Optimal integrated design of structural and viscoelastic bracing-damper systems: theoretical

principles, XV Convegno ANIDIS 2013: LIngegneria Sismica in Italia, Padova, 30 giugno - 04 luglio 2013, PadovaUniversity Press,ISBN: 9788897385592, pp. 1-10.

Prodotti Principali

Progettazione integrata di sistemi strutturali dotati di dissipatori viscosi lineari

Risposta viscoelastica al primo livello sisma Friuli 1976. Aliquote di energia sisma Friuli 1976.

3-story proportionally damped MDOF integrated system

Unit Operativa UNISA Bruno Palazzo (Coordinatore) Luigi Petti Alessio Lodato Paolo Castaldo

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Sistemi innovativi di protezione sismicaAspetti Indagati

Un elemento strutturale innovativo composto da duecolonne metalliche accoppiate con collegamenti continui

in acciaio dolce, stato proposto e indagato.

Le colonne dissipative - DC, collegate da piatti in acciaio aforma di X, forniscono sia rigidezza che smorzamento al

sistema strut turale utilizzando l'elemento pi usuale e non

invasivo della tecnica delle costruzioni: la colonna.

Operando in maniera analoga ai sistemi delle paretiaccoppiate a taglio, il comportamento dell'elemento

proposto stato teoricamente analizzato sia in campo

lineare che non lineare al variare dei vincoli esterni.

Telai con e senza elementi DC sono stati numericamentetestati al fine di confrontare le risposte sismiche

utilizzando analisi dinamiche e pushover non lineari.

I risultati mostrano che il sistema con colonne dissipativesotto uguali eccitazioni sismiche, presenta drift di piano

ed indici di danno nella struttura principale pi contenuti

rispetto al caso senza DC.

Lelemento DC pu essere considerato come un nuovoelemento strutturale per realizzare edifici meno

danneggiabili sotto eccitazioni di forte intensit.

La Colonna Dissipativa

Prodotti Principali : A NEW STRUCTURAL ELEMENT PROVIDING ADDITIONAL

STIFFNESS

AND DAMPING : THE DISSIPATIVE COLUMN DCPalazzo Bruno, Castaldo Paolo,Marino Ivana

1 Procedura per il dimensionamento di

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1. Procedura per il dimensionamento di

smorzatori viscosi: estensione

Si dimostrata la validit di questa

semplice formula, inizialmente ottenuta per

telai shear-type con m=cost e k=cost,per

telai generici di tipo moment-resisting.

Procedura: Estensione:

1( 1)

1

L tot

oil

c N N m

k

+

= =

1

NL

oil

c

k

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Studio e messa a punto di metodologie progettuali semplificate diMOTIVAZIONI RISULTATI

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qi

q = q0 * KR

Strutture in c.a. convenzionali

NLSA T* < TC

T* TC

Fattore diincrementoDa individuare

( )*yC**fpcscals*if F/F,T/T,n,,C),T(qq =

Strutture in c.a. con controventi dissip.

NTC08

q0 = f(classe di duttilit, tip. strutturale, u/1)KR= f(caratteristiche di regolarit in

altezza della struttura)

Sq =CS TTq /)1(1

*+=

LSA

Se(

g)

T (sec)

spettro elastico NTC08

Spettro anelastico str. iniziale

Spettro anelastico str. finale

TB Tc

Incremento dello Smorzamento

Riduzione del periodo

qf

s

T*f

T*

qi

TASK 2.3.2 UNIBAS ATTIVIT 4: Dissipazione di Energia

Studio e messa a punto di metodologie progettuali semplificate disistemi di dissipazione basate su analisi lineari con fattore di struttura:

fattore di strutt.base NTC08

*yF

Studio e messa a punto di metodologie progettuali semplificate di


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ns 3 4 5 6 8

ns 3 4 5 6 8

Studio e messa a punto di metodologie progettuali semplificate di

sistemi di dissipazione basate su analisi lineari con fattore di struttura:Dir m

1 m

2 m

3

X -0.78 1.40 2.54

Y -0.79 1.45 2.32

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

C

Ccal

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

C

Ccal0%

20%

40%

60%

80%

100%

Fc/F* Tf*/Ti* ms

1 X- *1 1 V- *1

2 X- *1 2 V- *1

3 X- *1 3 V- *1

4 X- *1 4 V- *1

1X-*1.15 1V-*1.15

2X-*1.15 2V-*1.15

3X-*1.15 3V-*1.15

4X-*1.15 4V-*1.15

1X-*1.3 1V-*1.3

2X-*1.3 2V-*1.3

3X-*1.3 3V-*1.3

4X-*1.3 4V-*1.3

1X-*1.5 1V-*1.5

2X-*1.5 2V-*1.5

3X-*1.5 3V-*1.5

4X-*1.5 4V-*1.5

*3*

*

21

y

Cf

scal

F

Fm

T

TmmC ++=

TASK 2.3.2 UNIBAS ATTIVIT 4: Dissipazione di Energia

2. Fattori di riduzione delle forze R per la prog.

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2. Fattori di riduzione delle forze R per la prog.

sismica di strutture ad alto smorzamento

SOLA DUTTILITA SOLO SMORZAMENTO

5%

30% 30%

330% 0

Spettro di progetto Spettro elastico Spettro elasticq

oq

= =

5%

Spettro elasticoSpettro di progetto

q= 30%Spettro di progetto Spettro elastico=

PROPOSTA:

T (sec)

T (sec)

dispersione R5 >> dispersione R30

T (sec)

5

3030

0.9 1.1R

R =

R5 per =4

R30 per =4


INGEGNERIA SISMICA

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INGEGNERIA SISMICA


STUDIEDAPPLICAZIONIDISISTEMIACONTROVENTIDISSIPATIVI



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82Unit di ricerca: Universit di Udine resp. S. Sorace)

3. Completamento dello studio di unapplicazione simulata del sistema a controventi dissipativi alledificio di

Bisignano.

x

y x1

x2

y1 y2

x1 and x2 alignments y1 and y2 alignments

0 5 10 15 20 25 300

1

2

3

Interstory Drift [mm]

Story

SE yDirection

DB-ROriginal

0 5 10 15 20 25 300

400

800

1200

1600

2000

Time [s]

Energy[kJ]

BDE y Direction

Input Energy

FV-dissipated

Energy

Sorace, S., and Terenzi, G. (2012). Dissipative bracing-based seismic retrofit of R/C school buildings. The Open Construction &

Building Technology Journal, vol. 6, p. 334-345, ISSN: 1874-8368, doi: 10.2174/1874836801206010334

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83nit di ricerca: Universit di Udine resp. S. Sorace)

4. Applicazione del sistema a controventi dissipativi ad un edificio reale esistente.

Edificio scolastico, oggetto di un intervento di miglioramento sismico basato sullimpiego del sistema a controventi

dissipativi (progetto redatto da professionisti locali).

0 0.15 0.3 0.45 0.6 0.75 0.90

1

2

Interstory Drift Ratio [%]

Story

SDE yDirection

Protected Original

Sorace, S., and Terenzi, G. (2012). Dissipative bracing-based seismic retrofit of R/C school buildings. The Open Construction &

Building Technology Journal, vol. 6, p. 334-345, ISSN: 1874-8368, doi: 10.2174/1874836801206010334

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5. Applicazione simulata del sistema a controventi dissipativi ad un edificio di diversa tipologia rispetto a

quelle gi analizzate nel corso del primo Progetto ReLUIS-DPC.

Sorace, S., Terenzi, G., and Bertino, G. (2012). Viscous dissipative, ductility-based and elastic bracing design solutions

for an indoor sports steel building. Advanced Steel Construction, vol. 8, p. 295-316, ISSN: 1816-112X.

Intermediate floor side Opposit e side

5 10 15 20 25 300

50

100

Time [s]

Energy[kJ] Input Energy

FV-Dissipated

Energy

Modal Damping Energy

0

150

200

250

300

350

400

450

500

VDB Solution

BDE y Direction

Manuale - applicazione

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Per quanto riguarda lesempio applicativo stato selezionato un edificio in c.a. degli anni 80 di 6

piani per il quale sono disponibili gli elaborati progettuali originali


Manuale - applicazione

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0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

Bare Frame

Retrofitted Frame

Pushover Y

du= 0.75% H = 0.111 m

d [m].

Vb

[kN]

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 0.05 0.1 0.15 0.2

Pushover X

du= 0.75% H = 0.111 m

d [m].

Bare Frame

Retrofitted Frame

- Sono stati considerati per ladeguamento sia controventi elasto-plastici che viscoelastici e, in entrambi i

casi, sono state sviluppate diverse configurazioni al fine di ricercare la soluzione ottimale

- Per la soluzione scelta tutte le componenti dei

controventi (dispositivi e bracci di collegamento) sono

state dimensionate e sono stati inoltre studiati i

principali dettagli costruttivi.



INGEGNERIA SISMICA

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INGEGNERIA SISMICA


ACCOPPIAMENTODISSIPATIVOEMITIGAZIONEDEL

MARTELLAMENTODISTRUTTUREADIACENTI



TASK: 2.3.2Sviluppo ed Analisi di nuove tecnologie per ladeguamento sismico

Rete dei Laboratori Universitari di

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Rete dei Laboratori Universitari diIngegneria Sismica

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

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7. Accoppiamento dissipativo Analisi e mitigazione del martellamento in diverse

configurazioni strutturali

Caso di studio completato: torre campanaria dei primi anni Sessanta priva di adeguato giunto sismico

rispetto alla retrostante chiesa in muratura

x

yz

Pratesi, F., Sorace, S., and Terenzi, G. (2013). Analysis and mitigation of seismic pounding of a slender R/C bell

tower. Submitted for possible publication to Engineering Structures.

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7. Accoppiamento dissipativo Analisi e mitigazione del martellamento in diverse

configurazioni strutturali

Caso di studio completato: torre campanaria dei primi anni Sessanta priva di adeguato giunto sismico

rispetto alla retrostante chiesa in muratura

Pratesi, F., Sorace, S., and Terenzi, G. (2013). Analysis and mitigation of seismic pounding of a slender R/C bell

tower. Submitted for possible publication to Engineering Structures.

A B C

D

E

A B C

D

E

kH

kd

reb-gapcnl

rest-gap

m1 m2

kH

rest-

gap

c2c3

c4c5

kd5kd4

kd3kd2

kd1

reb-gap

c1

m1 m2gap-

C2gap-

C3gap-

C4gap-C5


INGEGNERIA SISMICA

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G G S S C


PREDISPOSIZIONEDELMANUALEDIPROGETTAZIONE



REte dei Laborator i Universitari di Ingegneria Sismica

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Organizzazione del Manuale Attivit 4 e referenti :

1. Introduzione (isolamento, dissipazione, ecc.) [alla fine SERINO-MEZZI]

2. Normative (metodologie di analisi), aspetti economici [SERINO- MEZZI]

3.Dispositivi : panoramica (viscosi, viscoelastici, elastoplatici), parametri

caratteristici, modelli reologici [SORACE]

4.1 Controventi dissipativi: sistemi, come sono fatti, come si inseriscono,

come funzionano [GATTULLI DALLASTA]

4.2 Accoppiamento dissipativo: sistemi, come sono fatti, come si inseriscono,

come funzionano [GATTULLI DALLASTA]

5.1 Controventi dissipativi: metodologia/e di progetto [VULCANO]

5.2 Accoppiamento dissipativo: metodologia/e di progetto [GATTULLI]

5. Esempi applicativi [TUTTI - SORACE]


INGEGNERIA SISMICA

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RISULTATI RAGGIUNTI NEL TERZO ANNO

ATTIVITA 5 Controllo semi-attivo

INTEGRAZIONEFRAISISTEMIDICONTROLLOSEMI-ATTIVOE

QUELLIDIMONITORAGGIOEDEARLYWARNING(UNIPARTH)



Progetto ReLUIS/DPC 2010-2013 Convegno FinaleNapoli 8-9 ottobre 2013

Aula Carlo Ciliberto Complesso Universitario di Monte S. Angelo

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USO INTERGRATO CONTROLLO SEMIATTIVO // EARLY WARNING SISMICO

2) Stima della PGA acura del sistema diEWS

1) Terremoto in arrivo al sitorilevato da rete sismica

0

2

4

6

8

10

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

uc

[V]

Sa (T1) [g]

Uc [Sa]

Sviluppo di algoritmi di controllo per luso passivo intelligente di dissipatorimagnetoreologici

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

Sa[g]

T[s]

T1

Sa (T1)

3) Stima accelerazione spettraleSa(T1) basata su stima PGA e formaspettrale EC8

4) Uso di un algoritmo di controlloper la calibrazione dei dispositiviMR in funzione della Saprevista

5) Calibrazione ottima deidispositivi MR (i.e.alimentazione con tensioneucottima)

F[kN]

x [mm]

voltage



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- Dimostrata lefficaciadella tecnica di controllo proposta, anche confrontata con tecnichepi sofisticate (e.g. controllo attivo)

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

# 1 # 2 # 3 # 4 # 5 # 6 # 7 # 8 # 9 # 10 # 11 # 12 # 13 # 14 # 15 # 16

Earthquakes

J2

(maxbasemoment)___

SEWS-SA Passive Semi-Active Active

(riduzione

momento

flettente pile)

- Valutata lelevata robustezzadella tecnica di controllo riguardo le incertezze relative alleinformazioni fornite dal sistema di Early Warning e alle possibili condizioni di funzionamentoestremo (e.g. black out)



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- Prodotti algoritmi di controllo regionalizzati, per una calibrazione dei dispositivi ancor piefficace, basata sulla risposta sismica locale attesa.


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PRODOTTI OTTENUTI NEL TERZO ANNO

Prototipi di nuovi sistemi di protezione sismica passiva, anche a basso

costo

Linee guida per la soluzione di problematiche operative relativamenteallinserimento di isolatori alla base di costruzioni esistenti e nuove

Manuale di progettazione per strutture dotate di sistemi di d issipazione di

energia con esempi applicativi

Rapporti di prove su dispositivi e sistemi integrati di protezione

Indicazioni pre-normative

Articoli e memorie di carattere scientifico


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SVILUPPI FUTURI

Completamento delle attivi t di ricerca avviate ed in corso

Completamento delle prove su tavola vibrante finalizzate al confronto fradiversi sistemi di isolamento proposti dalle singole UR del task

Fornitura di indicazioni e metodologie operative ai progettisti qualificati alfine di diffondere lutilizzo delle tecniche di protezione di tipo passivo (in

prevalenza), ma anche semiattivo ed ibrido per la riduzione del rischiosismico del costruito in Italia

Predisposizione di materiale divulgativo di carattere generale, ad uso ditecnici professionisti e per corsi universitari specialistic i

6. g. serieno

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