Thèses sur le sujet « Antisismico »

L’obiettivo di questo studio è di fornire indicazioni ai partner del progetto ITALICI, il cui scopo comune è quello di realizzare tamponamenti con certificazione “strutturale”. Questi ultimi, fornendo sufficiente resistenza e dissipazione attraverso il corretto impasto di malta e dei blocchi unitamente alla giusta forma, permetterebbero una progettazione delle strutture più efficace e meno dispendiosa.

La Tesis comprende el análisis y el diseño de una estructura de diez (10) pisos de concreto armado; la misma que incluye una comparación del diseño de la estructura sea con o sin aislamiento sísmico en su base. La edificación se encuentra ubicada en la ciudad de Lima sobre un terreno que tiene una buena capacidad portante, y su uso está destinado para oficinas. El proyecto contempla el uso de aisladores sísmicos para el análisis y el diseño del edificio. Así, para la elección del sistema de aislación más apropiado, se han diseñado dos (2) sistemas: (i) aisladores elastoméricos de alto amortiguamiento (HDR); y, (ii) aisladores elastoméricos con núcleo de plomo (LRB). Luego de ello, se ha realizado un análisis dinámico modal espectral al edificio en estudio aislado, según el ASCE7-10, con el propósito de evaluar cuál es el sistema de aislación más adecuado. Una vez elegido el sistema, se ha realizado una comparación de respuesta entre la estructura de base fija y aislada mediante el análisis tiempo-historia; así como, una simple valorativa de sus costos directos.
Tesis

Actualmente existen países que cuentan con códigos para el análisis y diseño de edificaciones aisladas, sin embargo el Perú, a pesar de ser un país con alta sismicidad, no cuenta con una norma propia al respecto. Es por esto que resulta imprescindible contar con un documento que regule los procedimientos de análisis y diseño de los sistemas de aislamiento. El presente trabajo de tesis tiene como objetivo contribuir al desarrollo de una normativa que regule el diseño de edificios aislados en el Perú, por tal razón se elabora un documento que presentará lineamientos para el análisis y diseño de edificaciones aisladas. Esta tesis presenta una descripción de las características físicas y mecánicas de los dispositivos de aislamiento usados en nuestro medio. Se realiza un resumen de tres códigos internacionales: ASCE7 [1], FEMA 356 [2] y NCh2745 [3], los cuales contienen reglas para el análisis y diseño de edificaciones aisladas. Adicionalmente, se recomienda la construcción de espectros de diseño apropiados para la zona de “períodos largos”, la cual corresponde a los edificios aislados, utilizando técnicas y procedimientos estadísticos aceptados. También se elaboran señales sísmicas sintéticas compatibles al espectro de diseño desarrollado. En base a lo que se indica en normas existentes y empleando como marco de referencia a la norma peruana E.030, se proponen lineamientos y procedimientos de análisis y diseño para estructuras aisladas. Mediante un ejemplo práctico, se desarrolla el análisis sísmico de una edificación real con aislamiento sísmico.
Tesis

Ofrece pautas para la elaboración de planes de contigencia en edificaciones para uso público dando a conocer los métodos para diseñar edificios evacuables con el estudio de las disposiciones generales para seguridad frente a un siniestro o incendio de acuerdo con el Reglamento Nacional de Construcciones.

In questo lavoro si è tentato di fornire un metodo per la calibrazione di modelli numerici in analisi dinamiche spettrali. Attraverso una serie di analisi time history non lineari sono stati ottenuti gli spostamenti relativi orizzontali che nascono, in corrispondenza della connessione trave-pilastro di tipo attritivo, quando una struttura prefabbricata monopiano viene investita dalla componente orizzontale e verticale del sisma. Con un procedimento iterativo su varie analisi spettrali sono state calibrate delle rigidezze equivalenti che hanno permesso di ottenere, con buona approssimazione, gli stessi risultati delle analisi time history. Tali rigidezze sono state poi restituite in forma grafica. Per riprodurre gli spostamenti relativi orizzontali con un’analisi dinamica spettrale è quindi possibile collegare le travi ai pilastri con degli elementi elastici aventi rigidezza Kcoll. I valori di rigidezza restituiti da questo studio valgono per un’ampia gamma di prefabbricati monopiano (periodo proprio 0.20s < T < 2.00s) e tre differenti livelli di intensità sismica; inoltre è stata data la possibilità di considerare la plasticizzazione alla base dei pilastri e di scegliere fra due diverse posizioni nei confronti della rottura di faglia (Near Fault System o Far Fault System). La diminuzione di forza d’attrito risultante (a seguito della variazione dell’accelerazione verticale indotta dal sisma) è stata presa in considerazione utilizzando un modello in cui fra trave e pilastro è posto un isolatore a pendolo inverso (opportunamente calibrato per funzionare come semplice appoggio ad attrito). Con i modelli lineari equivalenti si riescono ad ottenere buoni risultati in tempi relativamente ridotti: è possibile così compiere delle valutazioni approssimate sulla perdita di appoggio e sulle priorità d’intervento in una determinata zona sismica.

2016 - 2017
The study of the static and dynamic behaviour of the architectural heritage of historical-artistic value made up of rigid stone blocks is a topic of particular interest in the field of modern Seismic Engineering. Such knowledge, in fact, is indispensable for the planning of correct maintenance for the conservation of this type of cultural heritage, especially in conditions of natural and human-induced risks. Among these types of artifacts, the Neptune Temple (also called Poseidònion) located inside the Archaeological Park of Paestum (southern Italy) and a case study of this research, is an emblem for the architectural, sculptural, constructional and structural aspects. It is also unique in the international panorama for its state of conservation, still complete of the whole trabeation and the two pediments. The work describes the study and the research in progress in this area, illustrating the main results obtained by in-depth theoretical studies of the static and dynamic behaviour of rigid block, from experimental investigations carried out both in the laboratory and on site. These last were conducted under the patronage of ICOMOS Italia and the Archaeological Park of Paestum. These studies and research have the objective of evaluating the static and dynamic behaviour of the main building blocks of the Temple and, also, evaluating their safety about seismic actions... [edited by Author]
XXX ciclo

Il presente elaborato di tesi tratta la valutazione di differenti sistemi di controventatura, sia dal punto di vista di risposta ad un evento sismico che in termini di perdite economiche legate al danneggiamento delle varie componenti. Tra di esse è presentata anche una nuova tipologia strutturale, ideata per ridurre il comportamento “soft-story” e “weak-story”, tipico delle strutture controventate convenzionali. In questo caso, è integrata alla struttura una trave reticolare metallica, che funge da supporto verticale ed è progettata per rimanere in campo elastico. Tale sostegno garantisce una distribuzione più uniforme degli sforzi lungo l’intera altezza della struttura, anziché concentrarli in un unico piano. La ricerca tratta lo studio della fattibilità economica di questa nuova tecnologia, rispetto alle precedenti soluzioni di controventatura adottate, confrontando le perdite economiche delle diverse soluzioni, applicate ad un unico prototipo di edificio collocato a Berkeley, CA. L’analisi sismica tiene in considerazione di tre diversi livelli di intensità, riferiti a un periodo di ritorno di 50 anni, corrispondente alla vita dell’edificio: questi sono caratterizzati dalla probabilità di ricorrenza, rispettivamente del 2%, 10% e 50% ogni 50 anni. L’ambito di ricerca presentato è estremamente innovativo e di primario interesse per lo sviluppo di uno studio sulla resilienza, che può essere adattato anche in un modello di urbanizzazione futura.

In the present study, a new pushover procedure for 3D frame structures is proposed, based on the application of a set of horizontal force and torque distributions at each floor level; in order to predict the most severe configurations of an irregular structure subjected to an earthquake, more than one pushover analysis has to be performed. The proposed method is validated by a consistent comparison of results from static pushover and dynamic simulations in terms of different response parameters, such as displacements, rotations, floor shears and floor torques. Starting from the linear analysis, the procedure is subsequently extended to the nonlinear case. The results confirm the effectiveness of the proposed procedure to predict the structural behaviour in the most severe configurations.

La sicurezza degli spazi architettonici in emergenza implica una corretta gestione del processo di evacuazione. L’attuale approccio alla progettazione è influenzato da determinismo e schematicità: si suppone che conformazione di spazi e facilities (sistemi di wayfinding) sia di per sè in grado di plasmare il comportamento umano. Il progettista spesso adotta metodi semplificati (da manuali e norme) che considerano l’evacuazione un evento fluidodinamico con scelte umane rigidamente codificate. La letteratura dimostra però come i rapporti uomo-ambiente rendano vane le soluzioni comunemente adottate. Inoltre, stessi problemi sono riscontrati a grande (spazi urbani) e piccola scale (singoli edifici). Lo studio propone un nuovo approccio: il behavioural design (BD) intende progettare spazio e facilities basandosi sul reale comportamento umano. Le fasi principali sono perciò comprensione del comportamento umano con prove sperimentali, sviluppo e validazione di simulatori di evacuazione; analisi del processo per individuarne le criticità; proposta di soluzioni e valutazione dell’impatto tramite simulatore o prove reali. La metodologia BD è applicata a 2 casi riguardanti scenari esistenti complessi. Cardine è minimizzare gli interventi grazie alla localizzazione dei punti critici del processo e alla progettazione di nuovi componenti edilizi. Il primo caso ha visto lo sviluppo di un modello per la simulazione dell’evacuazione post-sisma su scala urbana. Il modello può essere usato per stimare il rischio includendo il fattore umano, valutare l’efficacia di interventi su edifici ed asseto urbano, e di procedure di emergenza. Il secondo caso sviluppa nuovi sistemi di wayfinding in edifici storici (teatri). Essi sono progettati per interagire efficacemente con le persone, guidandole attraverso le corrette vie di fuga, e senza apportare sostanziali modifiche al layout architettonico. Il lavoro è stato svolto anche in coordinazione con il cluster TAV-progetto SHELL O.R.4.4.
Occupants' safety in architectural spaces during an emergency is essentially connected to the evacuation process. Current strategies are influenced by a schematic and deterministic approach: it is supposed that building layout and wayfinding systems can directly induce individuals’ behaviors. Interventions on buildings could be enough for reducing people risk, because occupants would surely behave in “the correct way” (e.g.: using right paths). This approach seems to exclude behavioral aspects: experiments demonstrate enormous differences between theoretical and real behaviors in evacuation. Same problems are noticed at both small (building) and wide (urban) scale. Hence, this study focuses on a behavioral point of view and defines a “behavioral design” (BD) approach for increasing people’s safety in architectural spaces. BD is aimed at adapting architectural spaces depending on human behaviors! Hence, method phases include: understanding behaviors in emergency through experiments/real world events; defining and validating evacuation simulation model; analyzing emergency processes through simulator; proposing design solutions based on retrieved critical behaviors and verifying their impact by simulator or drills. The BD method effectiveness is shown by 2 cases. Firstly, an earthquake pedestrians’ evacuation simulator is developed. The model is able to represent man-environment interferences in damaged scenarios and can be used for evaluating vulnerability-reduction interventions on buildings, urban planning and rescuers’ management strategies. The second case concerns wayfinding systems definition in building heritage (theater). Systems are defined so as to address correct evacuation path choices, by reducing overall risks with no architectural modifications. This issue is considerably significant in these buildings because of preservation principles and minimum intervention criterion. This work was developed in accordance with “TAV-progetto SHELL-O.R.4.4” activities.

La tesi di dottorato ha come oggetto il patrimonio architettonico rappresentato dalle cosiddette case baraccate, la cui tecnica costruttiva, definita alla fine del XVIII secolo dal governo borbonico, ha rappresentato il modello per la ricostruzione post-terremoto di diverse città italiane nell’arco di tempo compreso tra il 1783 ed il 1908. In tali costruzioni la concezione della struttura portante, rappresentata da una gabbia ligne immersa nelle pareti murarie perimetrali ed interne, è il risultato di una “memoria sismica” basata su una tradizione costruttiva pregressa e su intuizioni e conoscenze scientifiche la cui fondatezza è stata per lo più verificata solo da un punto di vista empirico. In questo senso la ricerca ha avuto come obiettivo principale quello di valutare l’efficienza sismica del sistema costruttivo in esame attraverso la definizione di uno specifico modello meccanico di analisi. In aggiunta, la ricerca si è interessata all’analisi e descrizione degli aspetti costruttivi, tipologici e morfologici, che caratterizzano la tecnica baraccata, riscontrati in alcuni esempi ancora esistenti sul territorio calabrese. Uno degli edifici più emblematici di questa tecnica costruttiva, il palazzo vescovile di Mileto (VV), è stato analizzato in dettaglio ed ha rappresentato l’oggetto di analisi del modello meccanico sviluppato. In relazione agli ambiti di ricerca sopra descritti, la tesi è struttura in tre parti, in ciascuna della quale la tecnica antisismica baraccata è stata indagata da un diverso punto di vista: Analisi storico-costruttiva La prima parte della tesi, di carattere introduttivo, indaga la genesi e la diffusione della tecnica costruttiva in relazione ad esempi analoghi, presenti nei territori ad alto rischio sismico dell’Italia e più in generale del mondo. Le peculiarità del sistema costruttivo sono indagate da un punto di vista qualitativo, individuando i principi antisismici che lo contraddistinguono. Accanto a questa attività di “ricostruzione storica” della tecnica costruttiva, la prima parte della tesi contiene anche un’indagine sul patrimonio esistente volta a documentare l’esistenza e lo stato di conservazione di costruzioni baraccati ancora esistenti, alcune delle quali scoperte “ex-novo” a seguito di una campagna di indagini in-situ in diversi centri calabresi. Analisi meccanica Nella parte centrale della tesi, invece, viene descritto il modello meccanico definito per l’analisi di sistemi baraccati. L’obiettivo è stato quello di tradurre in un linguaggio scientifico moderno le intuizioni empiriche che caratterizzano la configurazione strutturale delle case baraccate. Attraverso un’analisi meccanica multiscala, è stata definita una metodologia di modellazione semplificata per descrivere i complessi fenomeni meccanici che caratterizzano il comportamento sismico delle strutture miste in legno e muratura. In particolare, in una prima fase è stata condotta un’analisi micro-meccanica su una parete baraccata, già oggetto di test sperimentali al Laboratorio CNR-Ivalsa di Trento nel 2013, che ha permesso la calibratura dei parametri meccanici che caratterizzano gli elementi della parete (telaio ligneo, connessioni, muratura). Successivamente, l’approccio di analisi semplificata chiamato a Telaio equivalente (EFM – Equivalente Frame Method), largamente diffusa in letteratura per lo studio di strutture murarie, è stato implementato per l’analisi sismica di un intero edificio baraccato. Caso studio L’ultima parte della tesi, infine, si è interessata dello studio di un caso emblematico di casa baraccata sette-ottocentesca. In particolare, il palazzo vescovile di Mileto (VV), dato il suo enorme valore storico, costruttivo e culturale, è stato scelto come oggetto di uno studio specifico, finalizzato all’applicazione e validazione del modello meccanico definito. Parallelamente all’analisi sismica, è stata condotta una dettagliata analisi costruttiva del palazzo, il cui pessimo stato conservativo ha consentito di rilevare dettagliatamente le soluzioni costruttive originarie. In aggiunta, al fine di evitare la completa perdita del palazzo vescovile, interessato negli ultimi anni ad estesi crolli e numerosi atti vandalici, la tesi si è interessata alla ricostruzione delle vicende amministrative degli ultimi decenni relative al bene. Tali ricerche fanno parte un’attività di recupero, materiale e culturale, promossa dal Dipartimento di Architettura di Roma TRE, che ha recentemente consentito l’avvio di una procedura di apposizione del vincolo architettonico sul palazzo, che dovrebbe dare l’avvio alla sua definitiva salvaguardia e valorizzazione.
The doctoral dissertation concerns about architectural heritage represented by the so-called “Baraccato” houses. The most ancient Baraccato structural system was defined by the Bourbon Government in the late 18th century and it represented the anti-seismic model for the reconstruction of several italian cities between 1783 and 1908. In such constructions the load-bearing system, composed by a timber-framed masonry infill, is the result of a "seismic memory" based on a experience and pratical knowledge whose scientific validity has been mostly verified only from an empirical point of view. For this reason, the main scope of the thesis was to assess the seismic efficiency of the constructive system by defining a specific mechanical model. In addition, the research deals with the analysis and description of the typological and morphological aspects that characterize the Baraccato houses found in some examples still existing in Calabria, a region in the South of Italy. One of the most emblematic buildings of this construction technique, the Episcopal Palace of Mileto, was analyzed in detail and has been the object of analysis of the mechanical model proposed. With reference to the research areas of interest described above, the thesis consists of three main parts: Historical and constructive analysis The first part explores the genesis and spread of the Baraccato technique with regard to similar examples, widespread in the territories of high seismic risk of Italy and more generally in the world. The research shows the constructive characteristic of the Baraccato building, identifying the anti-seismic quality. In addition to the "historical reconstruction" of the Baraccato technique, the first part of the thesis contains the results of a survey on existing heritage aimed at evaluating the extent of Baraccato heritage in different centres of Calabria and its conservation status. Mechanical analysis In the central part of the thesis, the mechanical model proposed for the analysis of the most ancient Baraccato system is shown. The aim was to translate the empirical intuitions that characterize the structural configuration of the Baraccato buildings with a modern scientific language. Through a multiscale mechanical analysis, a simplified modeling methodology has been defined to describe the complex mechanical phenomena that characterize the seismic behaviour of mixed wood and masonry structures. As a matter of fact, in a first phase a micro-mechanical analysis was carried out on a single Baraccato wall, already undergoing experimental tests at the CNR-Ivalsa Laboratory of Trento in 2013, which allowed the calibration of the mechanical parameters that characterize the wall elements, like wooden frame, connections and masonry. Subsequently, the simplified analysis approach, called EFM (Equivalent Frame Method), widely used in the literature for the study of masonry structures, has been implemented for the seismic analysis of an entire Baraccato building. Case study The last part of the thesis concerns about the study of an emblematic case of eighteenth-century Baraccato house. In particular, the Bishop palace of Mileto (South Italy), because of its enormous historical, cultural and constructive value, was chosen as the subject of a specific study, aimed at application and validation of mechanical model defined. In addition, the poor state of conservation of the building has allowed to detect the original construction solutions, providing a rare testimony of the original Baraccato technique. As a matter of fact, in order to avoid the complete loss of the Bishop's Palace, affected by several collapses and acts of vandalism in the last few years, the thesis contains the results of a recovery activity, material and cultural life, promoted by the Architecture Department of Rome Tre University, which has recently led to the beginning of a procedure for affixing the architectural constraint on the Palace, which should guarantee its definitive preservation and enhancement.

Scuola di Dottorato Scienza e Tecnica "Bernardino Telesio" Ciclo XXVII, a.a. 2014
Il 1783 segna per la Calabria una data infausta, un terremoto dalle proporzioni inaudite colpisce la Calabria Ulteriore con repliche che continuarono incessantemente per circa tre anni. Le conseguenze furono catastrofiche intere città completamente rase al suolo, circa 30.000 morti a cui si aggiunsero ulteriori 5.000 per gli stenti successivi al terremoto, l’economia della regione completamente annientata. Ferdinando IV in maniera tempestiva attua una serie di iniziative tra le quali la promulgazione delle Istruzioni generali, il primo regolamento antisismico di Europa. Tale codice rappresenta la sintesi dei più avanzati principi della nascente ingegneria antisismica, come il perseguire la connessione delle pareti murarie e quindi l’”effetto scatolare”, la regolarità in pianta ed in alzato, la riduzione della massa sismica. L’attuazione delle Istruzioni Borboniche è rappresentata da un sistema costruttivo costituito da muratura rinforzata da telai; una tecnologia che si fonda su un sapere costruttivo intorno alle strutture di legno esistente in Calabria da tempo immemore. Infatti, già durante la civiltà italica, modellini fittili scoperti a nord di Sibari, testimoniano un utilizzo d’intelaiature irrigidite da croci di sant’andrea; altri esempi di edifici a struttura lignea, oltre a quelli di epoca romana caratterizzati dall’opus craticium presenti nel Regno di Napoli e a costruzioni relative alla prima conquista Normanna, sono descritti in alcune cronache d’epoca del XVII e XVIII secolo. La riedificazione successiva all’evento tellurico del 1783 previde una buona organizzazione degli interventi, vera e propria protezione civile ante-litteram e lo sviluppo di diverse tipologie di edifici “baraccati”, tra i quali, forse il più noto, quello incluso nel trattato di Vivenzio e indicato come “Case formate di legno”. I catastrofici terremoti del 1905 e 1908 “collaudarono” il sistema, che diede prova di una corretta risposta ad azioni di tipo dinamico mostrando, unico dissesto comune alle diverse costruzioni Borboniche analizzate, per apparecchi murari non eseguiti a regola d’arte, il ribaltamento di porzione di paramento murario esterno. La campagna sperimentale, che ha incluso prove cicliche quasi statiche su riproduzioni in scala 1 a 1 di parete Borbonica, ha mostrato un appropriato comportamento del campione sotto azioni cicliche, in cui la muratura, almeno per spostamenti di non importante entità, viene riportata al cessare dell’azione della forza orizzontale, nella posizione originaria o prossima grazie alla presenza del telaio ligneo caratterizzato da un’alta flessibilità. Il telaio di legno non ha mostrato alcuna deformazione non reversibile o lesione per tutta la durata della prova, mentre piccole lesioni nei giunti di malta ed espulsioni di pietra hanno caratterizzato il riempimento di muratura. La durabilità del sistema risulta limitata nonostante i diversi accorgimenti suggeriti dalle Istruzioni, a causa dell’alto tenore di umidità generato nell’apparecchio murario e quindi di condizioni favorevoli per attacchi di tipo biotico.
Università della Calabria