Rosario MONTUORI | Curriculum
Curriculum Docente
Marzo 2020 Professore Ordinario settore ICAR 09 – Tecnica Delle Costruzioni – presso l’Università degli Studi di Salerno
Ottobre 2018 Professore Associato settore ICAR 09 – Tecnica Delle Costruzioni – presso l’Università degli Studi di Salerno (dal 1 ottobre 2018 - al 29 febbraio 2020).
Ottobre 2005 Vincitore del concorso per Ricercatore Universitario settore ICAR 09 – Tecnica Delle Costruzioni – presso l’Università degli Studi di Salerno (dal 2 novembre 2005 al 30 settembre 2018)
Giugno 2003 Vincitore del concorso per il conferimento dell'assegno di ricerca bandito con D.R. DEL 21 FEBBRAIO 2003 N.709 per la collaborazione ad attività di ricerca relativo al settore scientifico – disciplinare ICAR/09 per la realizzazione del seguente Progetto di ricerca: COLLEGAMENTI INNOVATIVI PER IL CONTROLLO DEL MECCANISMO DI COLLASSO DI STRUTTURE SISMO-RESISTENTI IN ACCIAIO presso il Dipartimento di Ingegneria Civile dell’Università degli studi di Salerno.
Aprile 2001 Vincitore di una borsa di studio Post - Dottorato di durata biennale relativa alla ricerca di metodologie di progettazione di controventi eccentrici che al collasso esibiscano un meccanismo di tipo globale.
Marzo 2001 Conseguimento dell’abilitazione all’insegnamento di matematica applicata (48A) nelle scuole superiori mediante superamento del concorso pubblico indetto con D.D.G. 31 marzo 1999 - 1 aprile 1999 – Regione Campania.
Gennaio 2001 Conseguimento del titolo di dottore di ricerca in “Ingegneria Strutturale” con presentazione della tesi finale dal titolo “Il calcolo a rottura nella progettazione delle strutture sismo-resistenti in acciaio”.
Giugno 2000 Conseguimento dell’abilitazione all’insegnamento di matematica (classe 47A) nelle scuole superiori mediante superamento del concorso pubblico indetto con d.d. 31 marzo 1999 - 1 aprile 1999, Regione Molise.
Gennaio 1998 Vincitore del concorso per l’ammissione al dottorato di ricerca in “Ingegneria Strutturale” - XIII ciclo all’Università degli Studi di Salerno.
Luglio 1997 Abilitazione alla professione di Ingegnere.
Aprile 1997 Università degli Studi di Salerno - Laurea in Ingegneria Civile con votazione 110 e lode.
| Didattica extra Universitaria |
Settembre 2017 Lezione dal titolo “• Analisi critica e strategie di progetto di telai in acciaio” al corso di aggiornamento tecnico per Ingegneri svolto nell’ambito della Sessione Speciale delle XXVI Giornate delle Costruzioni Metalliche, Venezia 30 Settembre 2017
Settembre 2017 Lezione di due ore dal titolo “Design of Steel Structures” tenuta in occasione della manifestazione “Don’t Shake my Hearth” organizzata da ICEAS -International Association of Civil Engineering Students, presso l’Università degli Studi di Salerno.
Ottobre 2016 Lezioni per un totale di 8 ore al Master “SOSTENIBILITÀ - AMBIENTE- ENERGIA BORN to RE-BUILD” organizzato dalla Jobiz Formazione (www.jobizformazione.com) aventi per oggetto “L’ analisi della vulnerabilità delle costruzioni in cemento armato e muratura e i possibili interventi di consolidamento”.
Ottobre 2015 Lezione dal titolo “Progettazione sismica delle strutture intelaiate” al corso di aggiornamento tecnico per Ingegneri svolto nell’ambito della Sessione Speciale delle XXV Giornate delle Costruzioni Metalliche, Salerno 3 ottobre 2015
Febbraio – maggio 2014 Incaricato quale docente esperto con comprovata esperienza di didattica laboratoriale e sperimentale della conduzione del corso “Imparare ad osservare, sperimentare e dedurre” della durata di 30 ore bandito dal Liceo Statale “Renato Caccioppoli” di Scafati (SA). Codice Progetto C-1 FSE-2013-1275.
Marzo 2011 Docenza riguardante la progettazione degli Interventi di adeguamento di tipo tradizionale per edifici in muratura al “Corso di Valutazione della Vulnerabilità e Progettazione dell’Adeguamento Strutturale di Costruzioni Esistenti ai sensi del D.M. 14/01/2008” organizzato dall’Ordine degli Ingegneri della Provincia di Salerno.
Novembre 2010 Lezione dal titolo “Strategie innovative per Telai Sismo-Resistenti” tenuto presso l’aula delle lauree della Facoltà di Ingegneria in occasione del Workshop di aggiornamento professionale “Strategie di progettazione e tecnologie innovative in acciaio per la protezione sismica a 30 anni dal terremoto”, organizzato dal Dipartimento di Ingegneria Civile dell’Università di Salerno.
Maggio – Giugno 2008 Tre lezioni in aula per un totale di 15 ore al corso “La progettazione delle strutture in acciaio: eurocodici e testo unico sulle costruzioni”, organizzato nell’ambito delle attività del Progetto schola2 - attività ORU 01.3 JOB - presso l’Università degli Studi di Salerno finanziato dal MIUR nell’ambito del Programma Operativo Nazionale (Asse III, Misura III. 5, Azione Orientamento), supportato dall’Unione Europea, Fondo Sociale Europeo.
Gennaio – Maggio 2008 77 ore di docenza relative a: “TECNICHE DI CONSOLIDAMENTO DEGLI EDIFICI”, “TECNOLOGIE EDILIZIE BIOCOMPATIBILI” e “PROJECT WORK: IL PROGETTO DI RECUPERO”, nel corso di formazione PIT S20 finanziato dalla Regione Campania finalizzato alla formazione di “tecnici per il recupero edilizio-ambientale.
Novembre - Dicembre 2007 Due lezioni in aula per un totale di 8 ore di docenza relativamente alla statica dei rinforzi strutturali al corso “VALUTAZIONE E RIDUZIONE DELLA VULNERABILITÀ DEL COSTRUITO STORICO”, organizzato nell’ambito delle attività del Progetto schola2 - attività ORU 01.3 JOB - presso l’Università degli Studi di Salerno finanziato dal MIUR nell’ambito del Programma Operativo Nazionale (Asse III, Misura III. 5, Azione Orientamento), supportato dall’Unione Europea, Fondo Sociale Europeo.
Maggio - Giugno 2007 Due lezioni in aula per un totale di 8 ore di docenza nell’ambito del Corso Breve di Aggiornamento Professionale “PROGETTO, VALUTAZIONE E ADEGUAMENTO SISMICO DEGLI EDIFICI - TEORIA ED ESEMPI ESPLICATIVI”, organizzato dall’ordine degli Ingegneri della provincia di Avellino.
Marzo 2005 4 ore di lezione nell’ambito del Corso di Aggiornamento Professionale “La progettazione strutturale in zona sismica: il nuovo quadro normativo”, che si è svolto presso il Centro Sociale di Pagani nel periodo Febbraio - Marzo organizzato dal Comune di Pagani.
Marzo-Maggio 2002 40 ore di docenza riguardanti l’analisi e gli interventi di recupero su di strutture in cemento armato ed in muratura. Docenza svolta per il corso “Esperto in recupero edilizio e manutenzione programmata” tenutosi presso l’istituto tecnico per geometri di Cava De’ Tirreni. Progetto Edilforma AFM/MIUR Convenzione del 2/9/1998.
Luglio 2001 20 ore di docenza riguardanti le tipologie costruttive degli edifici in muratura, l’analisi, il calcolo sismico e la vulnerabilità sismica degli edifici in muratura. Docenza svolta nel corso “Tecnico in ingegneria naturalistica per la salvaguardia dell’ambiente e dell’edilizia minore”, organizzato dall’ITCG “E. Cenni” di Vallo della Lucania.
Marzo - Luglio 2001 58 ore di docenza riguardanti la tecnica delle costruzioni in c.a., il rischio sismico, la vulnerabilità urbana e degli e edifici in muratura, la prefabbricazione strutturale. Docenza svolta nel corso di formazione “Tecnico esperto in innovazione tecnologica e della sicurezza” organizzato dall’A.T.A.S. “IFTS CAMPANIA 14”.
Settembre 2000 6 ore di docenza riguardanti la resistenza e stabilità delle strutture e delle membrature metalliche. Docenza svolta nel corso di formazione rivolto ad Architetti ed Ingegneri “Gli acciai e i materiali metallici” organizzato nell’ambito del progetto ADAPT 209/A2/Reg “Nuove Tecnologie, Metodologie materiali per le costruzioni” organizzato dalla IPRECO S.a.s. – Benevento.
Aprile 2000 16 ore di docenza riguardanti la modellazione di strutture in muratura agli elementi finiti e la valutazione della vulnerabilità degli edifici in muratura con il metodo elaborato dal G.N.D.T (Gruppo Nazionale di Difesa dai Terremoti). Docenza svolta nel corso di alta formazione organizzato nell’ambito del progetto “Tecnico esperto delle tecnologie del recupero edilizio” codice n° 1733 il cui soggetto proponente è il Comune di Ariano Irpino, finanziato dal Ministero dell’Università e della Ricerca Scientifica e Tecnologica e di cui è attuatore il Parco Scientifico e Tecnologico di Salerno e delle aree interne della Campania.
| Relazioni ad invito a convegni |
Plenary Lecture dal titolo “Problem of Minimum Mass for a Particular Tensegrity Structure” alla “4th International Conference on OPTIMIZATION TECHNIQUES in ENGINEERING (OTENG '16)” organized by WSEAS (World Scientific and Engineering Academy and Society). October 22, 2016, Rome.
Keynote Lecture dal titolo “Design of Steel Moment Resisting Frames With Special Mechanical Devices: the Free from Damage Structure” alla “3rd annual International Conference on Mechanics and Mechanical Engineering (MME 2016)” December 17, 2016 in Sichuan, Chengdu, China.
Expert Talk dal titolo “The Use of Reduced Beam Section for the Design of Steel Structures in Seismic Zone” in Sixth International Conference on Advances in Civil, Structural and Environmental Engineering (ACSEE 2017). 09 – 10 December, 2017. Hotel Novotel Roma Eur, Viale dell'Oceano Pacifico, 153, 00144 ROME, ITALY. Organized by Institute of Research Engineers and Doctors (IRED) Headquarters, 42 Broadway, Suite 12-217, New York, NY 10004, USA.
Keynote Lecture dal titolo "New Design Methodology for Steel Moment Resisting Frames Equipped with Dissipative Devices" at the "International Conference on Construction, Aerotropolis and Environmental Engineering"(ICCAE 2018) - November 23-25,2018 - Vanung University, Taoyuan City, Taiwan, Organized by: Vanung University, Society of Construction Engineers and Guangdong Academy of International Academic Exchange, School of Civil Engineering and Architecture of Wuhan University of Technology.
Keynote Lecture dal titolo Progress on Seismic Isolation and Energy Dissipation in collaborazione con Gianmario Benzoni e Giuseppe Lomiento alla "16th World Conference on Seismic Isolation, Energy Dissipation and Regulation of Dynamic Characteristics of Structures" 2019 July, 01-06, Saint-Petersburg.
| Attività svolte all’estero |
June 26 through August 24, 2014 Caltrans SRMD Testing Facility at the University of California, San Diego: per invitation of prof. Gianmario Benzoni, the Caltrans SRMD Testing Facility Director, to carry out independent research in collaboration with him.
June 26 through August 24, 2014 Department of Mechanical and Aerospace Engineering at the University of California San Diego: collaborative research within the research project "Innovative Structures for Energy Efficient Buildings" supported by the Italian Ministry of Foreign Affairs (Grant No. 00173/2014, Italy-USA Scientific and Technological Cooperation 2014-2015). Responsible for Italy: Prof Fernando Fraternali, University of Salerno Italy; Responsible for USA: prof. Mauricio C. de Oliveira, Adjunct Associate Professor, University of California, San Diego 9500 Gilman Dr, Mail Code 0411, La Jolla, CA 92093-0411, USA.
July 19 through August 23, 2016 Research concerning the design of Reinforced Concrete Structures Equipped with Special Dissipative Devices in collaboration with Gianmario Benzoni, the Caltrans SRMD Testing Facility Director, University of California, San Diego. In addition in this period he delivered a series of 6 lectures, at the Caltrans SRMD Testing Facility, on the “Design of Steel Structures for Failure Mode Control”.
| Editor di riviste |
Da Gennaio 2016 Associate Editor di Ingegneria Sismica – International Journal of Earthquake Engineering. (www.ingegneriasismica.org).
Aprile-Ottobre 2016 Guest editor per la realizzazione di due numeri di Ingegneria Sismica – International Journal of Earthquake Engineering mediante selezione di lavori presentati alla XXV edizione delle “Giornate Italiane della Costruzione in Acciaio” tenutasi a Salerno il 1-2 ottobre 2015.
Da Agosto 2016 Editorial Board of “American Journal of Mechanical Engineering” ISSN (Print): 2328-4102 ISSN (Online): 2328-4110 http://www.sciepub.com/journal/AJME/editors
Da Agosto 2016 Editorial board of “American Journal of Civil Engineering and Architecture” ISSN (Print): 2328-398X ISSN (Online): 2328-3998 http://www.sciepub.com/journal/AJCEA/editors
Da Settembre 2017 Membro del Comitato Scientifico della rivista “Costruzioni Metalliche” http://www.collegiotecniciacciaio.it/costruzionimetalliche/
Da Ottobre 2017 Editorial Board Membership of the journal " The Open Construction & Building Technology Journal " https://benthamopen.com/TOBCTJ/editorial-board/
Da Maggio 2018 Editorial Board of the journal “Advances in Civil Engineering” – Hindawi https://www.hindawi.com/journals/ace/editors/
| Premi e riconoscimenti scientifici |
Il lavoro "Esame comparativo tra due soluzioni per l’adeguamento del sistema strutturale sismo-resistente di un edificio in c.a.” di Montuori Rosario, Nastri Elide, Piluso Vincenzo (2013) pubblicato su PROGETTAZIONE SISMICA, vol. 4, p. 29-47, ISSN: 1973-7432, doi: 10.7414/PS.4.3.29-47 è stato premiato come secondo Miglior Articolo nel biennio 2013-14.
Eccellente risultato nella Valutazione Qualità della Ricerca 2004-2010 (VQR 2004-2010) ottenendo per tutti i 4 lavori presentati una valutazione pari a 1 (eccellente).
Eccellente risultato nella Valutazione Qualità della Ricerca 2011-2015 (VQR 2011-2015) ottenendo per tutti i 3 lavori presentati una valutazione pari a 1 (eccellente).
| Progetti di ricerca |
Partecipazione quale componente ai seguenti Progetti di Ricerca:
| Reliability of Moment Resistant Connections of Steel Building Frames in Seismic Areas (RECOS) (as sub-contractor) | 1997-1999 | INCO-Copernicus 4th Framework Program |
| Analisi sperimentale e modellazione per componenti di collegamenti in acciaio soggetti a fatica oligociclica. Responsabile scientifico prof. Vincenzo Piluso | 1998-1999 | UNISA 60% |
| Strategie Innovative per la protezione dei collegamenti. Responsabile scientifico prof. Vincenzo piluso | 2000-2001 | UNISA 60% |
| Analisi della capacità di rotazione plastica di collegamenti bullonati. Responsabile scientifico prof. Vincenzo piluso | 2002-2003 | UNISA 60% |
| COLLEGAMENTI INNOVATIVI PER IL CONTROLLO DEL MECCANISMO DI COLLASSO DI STRUTTURE SISMO-RESISTENTI IN ACCIAIO- Programma di Ricerca di Interesse Nazionale 2001 – Coordinatore scientifico prof. Federico Mazzolani, Responsabile scientifico prof. Ciro Faella | 2001-2003 | PRIN |
| AFFIDABILITÀ E PROGETTAZIONE DI TELAI COMPOSTI ACCIAIO-CALCESTRUZZO A NODI SEMIRIGIDI Programma di Ricerca di Interesse Nazionale 2003. Coordinatore scientifico prof. Francesco Cafarella, Responsabile scientifico prof. Vincenzo piluso | 2003-2005 | PRIN |
| Metodologie Innovative per il progetto di controventi concentrici. Responsabile scientifico prof. Vincenzo piluso | 2004-2005 | UNISA 60% |
| RELUIS (Rete dei Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica) Linea di Ricerca N.5: "Sviluppo di approcci innovativi per il progetto di strutture in acciaio e composte acciaio-calcestruzzo" Unità di ricerca N. 6 "Risposta sismica e regole di progetto di ponti a struttura composta acciaio-calcestruzzo" http://www.reluis.it/index.php?option=com_content&view=article&id=130&Itemid=119&lang=it | 2006-2008 | Protezione Civile - RELUIS |
| RELUIS (Rete dei Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica) Linea di Ricerca N.1: "Aspetti nella Progettazione Sismica delle Nuove Costruzioni" - Task 2 "Strutture in acciaio e composte acciaio-calcestruzzo" - Task 2.1 "Criteri di Progettazione e Metodologie per la Previsione del Comportamento Ultimo dei Collegamenti Trave-Colonna e Colonna-Fondazione sotto Azioni Sismiche" | 2010-2013 | Protezione Civile – RELUIS |
| ReLUIS-DPC 2014-2018. PR 3 - Strutture in acciaio & composte acciaio-calcestruzzo WP4 - Sistemi strutturali - Subask 4.2.3-Sistemi ibridi e WP3: Collegamenti | 2014-2018 | Protezione Civile – RELUIS |
| EQUALJOINTS Plus (2017-2019) “Valorisation of knowledge for European pre-QUALified steel JOINTS”. Grant Agreement No. 754048 - RFCS - Research Fund for Coal and Steel. | 2017-2019 | Research Fund for Coal and Steel European Research Commission |
Corresponsabile scientifico con il prof. Vincenzo Piluso dei seguenti progetti di ricerca:
| Affidabilità sismica delle strutture in acciaio controventate | 2006-2007 | UNISA 60% |
| Analisi Teorico Sperimentale di Controventi ad Instabilità Impedita | 2008 | UNISA-60%-2008 |
| Progettazione a Collasso Controllato di Telai in Acciaio con Dissipatori ad Attrito | 2009 | UNISA-60%-2009 |
| Progettazione a Collasso Controllato di Telai in Acciaio con Dissipatori ad Attrito | 2010 | UNISA-60%-2010 |
| Collegamenti dissipativi trave-colonna : analisi sperimentali e modellazione di tipologie innovative. | 2011-2012 | UNISA-60% |
| Progettazione a collasso controllato di sistemi accoppiati telaio – controvento concentrico | 2013 | UNISA-60% |
Responsabile scientifico dei seguenti progetti di ricerca:
| Progettazione di telai in cemento armato a meccanismo di collasso globale | 2014 | UNISA-60% | ||
| Progettazione di telai in cemento armato a meccanismo di collasso globale | 2015 | UNISA-60% | ||
| Confronto fra diverse metodologie di progetto di telai in cemento armato | 2016 | UNISA-60% | ||
| Confronto fra diverse metodologie di progetto di telai in cemento armato | 2017 | UNISA-60% | ||
| Dal luglio 2015 – in corso |
| Descrizione delle attività di ricerca |
A) TELAI SISMO RESISTENTI IN ACCIAIO, DOG BONES E CONTROLLO DEL MECCANISMO DI COLLASSO
Nella progettazione delle strutture sismo-resistenti si assume che le stesse rimangano in campo elastico in occasione di eventi sismici caratterizzati da un periodo di ritorno paragonabile con la loro vita media probabile. Invece, per eventi che hanno una minore probabilità di verificarsi (periodo di ritorno dell’ordine di 500 anni), si accetta un danneggiamento degli elementi sia portanti che complementari al fine di consentire la formazione di meccanismi dissipativi. Pertanto le risorse plastiche vengono sfruttate solo in caso di sisma violento mediante la dissipazione dell’energia sismica in ingresso in alcune zone della struttura, opportunamente scelte, denominate zone dissipative. La plasticizzazione delle colonne è certamente da evitare in quanto, a causa delle sollecitazioni di sforzo normale presenti, tali elementi risultano poco duttili a seguito del prematuro insorgere del fenomeno della instabilità locale; inoltre, i meccanismi di collasso che possono instaurarsi coinvolgono un numero limitato di zone dissipative. Per tali ragioni, le normative antisismiche di moderna concezione, come l’Eurocodice 8 e lo Uniform Building Code (UBC), con l’intento di sviluppare completamente le risorse plastiche della struttura, forniscono dei semplici criteri di progettazione che mirano ad evitare il formarsi di meccanismi di collasso di tipo locale e a favorire, invece, lo sviluppo di un meccanismo di tipo globale, caratterizzato dalla plasticizzazione delle estremità di tutte le travi e della sezione di base delle colonne del primo piano. Nel caso delle strutture intelaiate le prescrizioni consistono nel prevedere una resistenza flessionale delle colonne maggiore di quella delle travi. In particolare, attraverso diversi metodi, vengono amplificate le resistenze flessionali delle colonne applicando il cosiddetto “criterio di gerarchia trave-colonna. Tuttavia, il soddisfacimento di tale criterio riesce generalmente solo ad evitare che al collasso si formi un meccanismo di piano, ma non basta certo a garantire lo sviluppo di un meccanismo globale. Nell’ambito di questa filosofia progettuale che mira a proteggere gli elementi fragili e a massimizzare il numero degli elementi duttili impegnati nella dissipazione dell’energia sismica, è nata l’idea di realizzare i cosiddetti “dog-bones”, ossia l’indebolimento delle sezioni di estremità delle travi attraverso la riduzione della larghezza delle flange, in modo da favorire la plasticizzazione delle sezioni indebolite in prossimità delle estremità della trave piuttosto che la plasticizzazione delle colonne o dei collegamenti. I “dog-bones”, possono essere realizzati al fine di proteggere i collegamenti stessi e di favorire la plasticizzazione delle travi piuttosto che delle colonne. Sono state affrontate le problematiche riguardanti l’impiego dei “dog-bones” nell’ambito di una metodologia di progettazione, sviluppata per telai sia a nodi rigidi che a nodi semirigidi, finalizzata al conseguimento di un meccanismo di collasso di tipo globale ed al soddisfacimento di tutti i requisiti di servizio. E’ stata evidenziata l’influenza delle riduzioni localizzate di resistenza conseguite attraverso i “dog-bones” e l’influenza della loro posizione. La procedura di progettazione a meccanismo di collasso controllato è stata estesa anche al caso di telai irregolari. Per tali strutture il rispetto dei criteri di gerarchia contenuti nelle attuali normative risulta del tutto incapace di garantire un meccanismo di collasso di tipo globale in quanto i criteri di gerarchia non possono in alcun modo portare in conto l’influenza della irregolarità del telaio stesso.
B) CONTROVENTI ECCENTRICI E CONTROLLO DEL MECCANISMO DI COLLASSO
Nell’ambito delle tipologie strutturali sismo-resistenti, i controventi eccentrici costituiscono una valida soluzione di compromesso tra i telai con nodi resistenti a flessione e i controventi concentrici. Essi si ottengono irrigidendo le maglie intelaiate, dotate di nodi resistenti a flessione, a mezzo di diagonali che suddividono la trave in due o più parti delle quali quella di dimensione minore, denominata link, ha il compito di dissipare l’energia sismica in ingresso mediante la formazione di cerniere plastiche che esibiscano cicli di isteresi a taglio e/o flessione. La presenza delle diagonali consente di superare l’inconveniente principale dei telai, costituito dalla significativa deformabilità laterale. L’azione delle diagonali contiene gli spostamenti laterali entro valori accettabili nell’ottica delle verifiche allo stato limite di servizio, similmente a quanto avviene nei controventi concentrici. Allo stesso tempo, i meccanismi di dissipazione dell’energia sismica a taglio e flessione che si sviluppano nei link sono caratterizzati da ampiezza e stabilità soddisfacenti, similmente a quanto accade nelle sezioni di estremità delle travi nei telai con nodi resistenti a flessione. In definitiva, in termini di duttilità globale i controventi eccentrici possono essere assimilati ai telai, mentre in termini di rigidezza laterale possono essere assimilati ai controventi concentrici. Le parti non dissipative dei controventi eccentrici devono essere progettate in modo da consentire la piena plasticizzazione delle parti dissipative, ossia dei link. Pertanto, esse devono essere dimensionate sulla base delle massime sollecitazioni interne che i link plasticizzati ed incruditi sono in grado di trasmettere. Ciò garantisce che le parti non dissipative rimangano in campo elastico. Questo criterio si basa sulla strategia generale di progettazione delle strutture sismo-resistenti comunemente denominata capacity design. L’obiettivo della metodologia di progetto sviluppata è quello di progettare una struttura con controventi eccentrici in controllo di meccanismo, ossia che sviluppi, al collasso, un meccanismo di collasso di tipo globale, caratterizzato cioè dalla plasticizzazione di tutti i link.Nella metodologia di progettazione proposta, si assume che le sezioni dei link siano note a priori, in quanto progettate in funzione dei taglianti sismici di piano e dei carichi verticali. Pertanto, le incognite di progetto sono rappresentate dai momenti plastici delle colonne e delle diagonali da dimensionare in modo che sia il meccanismo globale a governare il collasso. A tale scopo, i suddetti momenti plastici delle diagonali e delle colonne vengono definiti in maniera tale che la curva di equilibrio corrispondente al meccanismo globale giaccia al di sotto della curva di equilibrio di tutti gli altri meccanismi cinematicamente ammissibili entro tutto il campo di spostamenti compatibile con le risorse di duttilità locale. Pertanto, nello spirito del teorema cinematico del collasso plastico, si garantisce che l’effettivo meccanismo che si innesca è quello globale. Questo risultato riveste una grande importanza nella progettazione sismica, perché meccanismi di collasso di tipo parziale sono responsabili di un peggioramento della capacità di dissipazione dell’energia sismica e, pertanto, danno luogo ad un maggiore rischio di collasso in occasione di eventi sismici distruttivi. Per quanto concerne la lunghezza meccanica dei link, è chiaro che le differenze intrinseche di comportamento allo stato limite ultimo tra le diverse tipologie dell’elemento introducono delle complicazioni nella formulazione analitica delle suddette condizioni di progetto. Per superare questa difficoltà, risulta allora conveniente modellare il link come un elemento a due cerniere flessionali equivalente al link reale in termini di lavoro virtuale interno speso. Le condizioni di progetto restano così indipendenti dalla tipologia di link esaminata e guadagnano generalità di applicazione. A monte di questa operazione, comunque, con riferimento al caso dei link intermedi, risulta necessario indagare le problematiche assunte dall’interazione taglio-momento nell’ambito del calcolo a rottura. Infatti, la letteratura tecnica non si sofferma in modo esaustivo su questo aspetto, limitandosi a formulare espressioni analitiche per il dominio ultimo di interazione senza, però, fornire indicazioni sulla determinazione esatta degli stati di sollecitazione e deformazione dell’elemento in condizioni di rottura.
C) CONTROVENTI CONCENTRICI , CONTROLLO DEL MECCANISMO DI COLLASSO E ANALISI DI AFFIDABILITÀ SISMICA
I controventi concentrici costituiscono una tipologia strutturale sismo-resistente da molti anni utilizzata in virtù della elevata rigidezza laterale. Lo schema strutturale si ottiene a partire da quello dei telai con l’introduzione di aste diagonali tra i nodi di giunzione trave-colonna. La risposta sismica di tale tipologia strutturale è legata alla duttilità del sistema. La duttilità gioca un ruolo di fondamentale importanza nella progettazione antisismica; infatti, le strutture vengono dimensionate in modo che, in occasione di un evento sismico distruttivo, l’energia sismica in ingresso venga dissipata attraverso deformazioni plastiche che devono, però, essere contenute entro limiti compatibili con le risorse di duttilità locale della struttura affinché sia prevenuto il collasso strutturale. In particolare, nel caso di controventi concentrici, la qualità della risposta sismica dipende dalla capacità delle diagonali di sviluppare cicli di isteresi ampi e stabili. Tale comportamento ciclico dipende da tre aspetti fondamentali: le condizioni vincolari dell’asta, la sezione trasversale e la snellezza normalizzata . Pertanto, è evidente come la modellazione delle diagonali assume un particolare significato nella progettazione dei controventi concentrici nello spirito del “capacity design”. Infatti la tradizionale filosofia di progettazione delle strutture sismo-resistenti prevede che le zone dissipative (diagonali) siano progettate in funzione delle caratteristiche della sollecitazione interna derivanti dalle forze sismiche di progetto, mentre quelle non dissipative (travi, colonne e collegamenti) siano progettate in funzione delle massime azioni trasmesse da quelle dissipative quando sono plasticizzate ed incrudite. Tale criterio garantisce che le parti non dissipative rimangano in campo elastico. L’obiettivo della metodologia di progetto proposta è il dimensionamento di controventi che al collasso esibiscano un meccanismo di tipo globale, che si realizza quando la plasticizzazione delle diagonali si estende a tutta l’altezza dell’edifico. Le azioni nelle travi e nelle colonne trasmesse dalle diagonali vengono valutate tenendo conto del contributo sia delle diagonali tese plasticizzate che di quelle compresse instabilizzate. Per la valutazione del contributo delle diagonali compresse è necessario conoscerne il comportamento ciclico. A tale scopo si fa riferimento al modello di Georgescu. che porta in conto il comportamento post-critico sia in compressione che in trazione della membratura. Nella metodologia proposta si assume che le sezioni delle diagonali siano note, in quanto progettate in funzione delle forze sismiche di progetto, mentre le incognite sono rappresentate dalle sezioni delle travi e delle colonne. L’efficacia della metodologia è stata investigata mediante analisi dinamiche non lineari condotte per mezzo del codice di calcolo PC-ANSR. In termini di prestazioni inelastiche, i controventi progettati secondo il criterio proposto sono stati confrontati con quelli dimensionati secondo le raccomandazioni dell’Eurocodice 8, rilevando un notevole incremento di prestazioni sismiche rispetto a quelli ottenuti dall’impiego dell’Eurocodice. Infine, per entrambi i criteri, sia quello proposto che quello dell’EC8, è stata studiata l’influenza del parametro delle diagonali, ossia della snellezza adimensionale così come definita dall’Eurocodice 3. Tale parametro si rileva di fondamentale importanza per il raggiungimento dell’obiettivo di progetto. Infatti, il rispetto dei limiti posti dall’EC8 conduce al sovradimensionamento delle diagonali dei piani alti. Conseguentemente, nella maggior parte dei casi analizzati, all’atto del collasso strutturale dovuto alla instabilità delle colonne o delle travi, tali diagonali evidenziano ancora un comportamento elastico. Se, al contrario, la limitazione riguardante viene derogata almeno per le diagonali ai piani alti, consentendo l’impiego di diagonali con una sovraresistenza uniforme lungo l’altezza dell’edificio, la metodologia di progettazione proposta conduce allo sviluppo di un meccanismo di collasso di tipo globale. Al contrario, nel caso dei controventi progettati secondo le disposizioni dell’EC8 il meccanismo di collasso resta di piano, poiché al collasso si plasticizzano le diagonali di un unico piano. La limitazione imposta dalle normative vigenti alla snellezza delle diagonali, allo scopo di proteggere i piatti di collegamento dalla crisi per flessione ciclica fuori piano, comporta il sovradimensionamento delle diagonali dei piani alti, cui consegue un impegno non uniforme degli elementi dissipativi e lo sviluppo di meccanismi di piano. Allo scopo di superare queste problematiche nasce l’idea di realizzare un indebolimento in corrispondenza delle sezioni di estremità delle diagonali, calibrando la resistenza degli elementi in funzione delle sollecitazioni di progetto ed ottenendo in questo modo coefficienti di sovraresistenza unitari per tutti i piani, condizione atta a promuovere lo sviluppo di un meccanismo di collasso globale. Questa strategia denominata “Reduced Section Solution” (rss) risulta analoga alla strategia dei “dog-bones”, letteralmente “ossi di cane”, impiegata nel caso dei telai al fine di favorire la plasticizzazione delle estremità delle travi, proteggendo i collegamenti trave-colonna e promuovendo lo sviluppo di un meccanismo di collasso di tipo globale. E’ bene chiarire che l’indebolimento delle sezioni di estremità, se razionalmente praticato, non influenza in modo significativo né la snellezza delle diagonali né la loro resistenza all’instabilità. In particolare, tenendo conto che la diagonale con zone di estremità a sezione ridotta risulta essere una membratura a sezione variabile, è possibile determinare sia il corrispondente carico critico Ncr.red che la corrispondente snellezza equivalente λeq. Sulla scia della moderna filosofia di progettazione che va sotto il nome di Performance Based Seismic Design (pbsd), la verifica del comportamento strutturale deve essere volta al controllo della prestazione esibita dal sistema sotto azioni sismiche con data probabilità di superamento. L’approccio recentemente sviluppato da Jalayer e Cornell permette, sotto alcune ipotesi semplificative, di giungere ad un’espressione in forma chiusa per la valutazione dell’affidabilità delle strutture in termini di frequenza annua media di superamento di uno stato limite (lLS) portando in conto le incertezze legate sia all’evento sismico che alla risposta della struttura attraverso una combinazione dei risultati dell’analisi probabilistica del rischio sismico (psha), dell’analisi probabilistica della risposta strutturale (psda) e dell’analisi probabilistica della capacità strutturale (psca). L’analisi probabilistica del rischio sismico (psha) è volta alla definizione della curva di pericolosità (seismic hazard curve) che esprime la frequenza annua media di superamento di un evento sismico di data intensità (lSa(Sa)). In genere si assume come misura dell’intensità sismica im (intensity measure) la pseudo-accelerazione spettrale in corrispondenza del periodo fondamentale di vibrazione della struttura ( Sa(T0) o in breve Sa) per le caratteristiche di sufficienza, efficienza e semplicità computazionale. Il metodo di analisi è quello dell’analisi dinamica incrementale (ida) del tipo multi-striscia, in cui ciascuna striscia è costituita dall’insieme dei risultati relativi alle analisi dinamiche condotte scalando gli accelerogrammi impiegati a livelli crescenti della Sa(T0).L’analisi probabilistica della risposta strutturale richiede, inoltre, che sia attentamente valutato il fenomeno dell’instabilità dinamica (in particolare per i controventi del tipo a V). Tale fenomeno risulta caratterizzato dal tendere all’infinito del parametro rappresentativo della risposta strutturale al crescere dell’accelerazione spettrale che, pertanto, può raggiungere, per alcuni accelerogrammi, un valore limite oltre il quale non si ha più convergenza nella soluzione numerica delle equazioni del moto. In tali situazioni, definite di collasso per instabilità dinamica, i parametri di risposta sismica assumerebbero teoricamente valore infinito. Conseguentemente, i parametri della legge di distribuzione statistica della risposta strutturale non possono essere determinati con il metodo dei momenti, ma piuttosto con il metodo delle statistiche contate o, ancor meglio attraverso modelli di distribuzione statistica che tengano conto specificamente del fenomeno della instabilità dinamica. Un’ultima considerazione va fatta riguardo al valore bD|Sa della dispersione da considerare nella valutazione della lLS. La dispersione della “demand” per valore assegnato della Sa è legata essenzialmente alla dispersione degli spettri nell’intorno della Sa di interesse, e quindi all’influenza dei modi di vibrare superiori al primo (periodi minori) e al danneggiamento strutturale che comporta un incremento del periodo fondamentale di vibrazione. La dispersione risulta, pertanto, crescente con il livello della pseudo-accelerazione spettrale, ossia con il livello di danneggiamento della struttura. Al contrario, nella trattazione di Jalayer e Cornell, al fine di pervenire ad una formulazione in forma chiusa della lLS, viene introdotta l’ipotesi di omoschedasticità ossia di dispersione costante. Pertanto, al fine di tener conto della dipendenza di bD|Sa dall’accelerazione spettrale, sono state sviluppate diverse procedure per giungere alla definizione della dispersione associata al valore della pseudo-accelerazione spettrale cui corrisponde, sulla curva di rischio, una frequenza lSa(Sa) pari proprio alla frequenza annua media di superamento dello stato limite lLS. Per la validazione delle procedure proposte e per la caratterizzazione dei campi di validità della ipotesi di omoschedasticità, si è proceduto anche alla integrazione per via numerica della equazione del PEER, giungendo alla conclusione che in alcuni casi la rimozione di tale ipotesi è assolutamente necessaria per giungere a valori corretti della probabilità di superamento di un certo stato limite.
D) RINFORZO DI COLONNA IN C.A. MEDIANTE L’IMPIEGO DI ANGOLARI E CALASTRELLI
Alcuni problemi di rinforzo di strutture in cemento armato vengono affrontati spesso in bibliografia in maniera qualitativa, piuttosto che quantitativa, mediante la descrizione degli interventi da eseguire. In particolare, per quanto riguarda il rinforzo di elementi strutturali in cemento armato mediante l’impiego di cerchiature in acciaio, vengono fornite regole di dimensionamento di massima che sono sufficienti al più per cogliere l’ordine di grandezza del beneficio ottenuto mediante il rinforzo. Inoltre, nella quasi totalità dei casi, si trascurano alcuni dettagli costruttivi che possono invece influire in maniera determinante sulla quantificazione della efficacia dell'intervento che si va ad eseguire. Ai fini della definizione di un modello analitico quanto più possibile aderente al reale comportamento della sezione, si è fatto riferimento al legame tensione-deformazione del calcestruzzo messo a punto da Mander et al. (1998). Tale legame, che si può definire di ultima generazione, si particolarizza in maniera differente per diverse zone di una stessa sezione a seconda che esse possano essere ritenute efficacemente confinate sia dai calastrelli che dalle staffe preesistenti, solo dai calastrelli, solo dalle staffe preesistenti o non confinate. Pertanto, all’interno di una stessa sezione si utilizzano differenti legami costitutivi: tre per il calcestruzzo confinato ed un altro per il calcestruzzo non confinato. Inoltre, al fine di valutare l'efficacia di un intervento di rinforzo, è necessario studiare la sezione anche nella sua configurazione iniziale, ossia a monte dell’intervento di rinforzo, valutando la resistenza in considerazione dell’armatura longitudinale e della staffatura preesistenti. L'analisi della sezione preesistente, che viene condotta utilizzando sempre la suddivisione della sezione in zone confinate e non confinate, serve sia per avere una informazione sulla entità dell'incremento di resistenza che l'intervento di rinforzo conferisce alla colonna, e sia per poter conoscere lo stato deformativo iniziale del calcestruzzo e dell’acciaio prima dell’intervento di rinforzo stesso. La conoscenza di tale stato deformativo, dovuto alla aliquota dei carichi presenti all’atto dell’intervento, è funzionale alla successiva analisi per poter ricavare la resistenza della colonna rinforzata. Infatti, tale resistenza viene calcolata tenendo conto del fatto che ogni elementino di calcestruzzo, così come ogni barra di armatura, possiede già una deformazione iniziale dovuta appunto ai carichi preesistenti. Nel modello di calcolo utilizzato è stato inserito anche il comportamento delle barre d’armatura in compressione tenendo conto della possibilità che esse hanno di instabilizzarsi. Questa eventualità, specialmente per quelle colonne che hanno una staffatura con passo elevato, può risultare importante nel valutare la capacità portante ultima della sezione. Le prestazioni dell'elemento strutturale vengono espresse sia in termini di resistenza che di duttilità e vengono, pertanto, rappresentate dal massimo momento flettente che la sezione può sopportare e dalla curvatura ultima. Il programma di calcolo messo a punto permette di ricavare l’intero diagramma momento-curvatura della sezione preesistente e della sezione rinforzata per ogni fissato livello di sforzo normale. Inoltre è stato messo in luce il ruolo giocato da alcuni dettagli costruttivi che determinano la possibilità per gli angolari di essere considerati reagenti sia a trazione che a compressione, reagenti solo a compressione oppure essere considerati efficaci ai soli fini del confinamento. In quest’ultimo caso l’efficacia dell’intervento si concretizza solo nel migliorare la qualità del confinamento del calcestruzzo e nell’aumentare l’area di calcestruzzo confinato. Al fine di validare il modello messo a punto è stata condotta una campagna di prove su modelli in scala sia rinforzati che non presso il laboratorio di strutture dell’università di Salerno, ottenendo un ottimo accordo fra le previsioni teoriche e i risultati sperimentali.
E) STRUTTURE COMPOSTE ACCIAIO CALCESTRUZZO
Il comportamento ultimo di colonne in sistema composto acciaio-calcestruzzo soggette alla combinazione di sforzo normale e momento flettente risulta di fondamentale importanza quando si vuole valutare la risposta sismica di un ponte (soprattutto nel caso dei ponti a travata), in quanto tali elementi costituiscono le zone dissipative del sistema strutturale. Nell’ambito delle attività di ricerca sono stati messi a punto modelli finalizzati alla determinazione numerica del legame momento-curvatura e della curva forza-spostamento di colonne in sistema composto acciaio-calcestruzzo del tipo CFT (Concrete Filled Tubular), ovvero costituite da profili tubolari di acciaio riempiti di calcestruzzo. In particolare, per la determinazione del legame momento-curvatura è necessario portare in conto tutti gli aspetti caratterizzanti il comportamento di una sezione in sistema composto acciaio-calcestruzzo del tipo CFT: i legami costitutivi dei materiali costituenti la sezione, il confinamento del calcestruzzo conseguente all’effetto cerchiante esercitato dalla camicia di acciaio, lo stato tensionale di tipo biassiale che si instaura nel tubo di acciaio stesso, e gli effetti di instabilità locale che possono verificarsi nei piatti costituenti la sezione metallica. Tutti questi aspetti influenzano la capacità rotazionale della membratura e sono strettamente collegati tra di loro. La curva forza-spostamento può ottenuta attraverso la caratterizzazione della sezione mediante il suo legame momento-curvatura. Da questo punto di vista, la procedura di calcolo messa a punto è indipendente dalla tipologia costruttiva considerata. Tuttavia, deve essere sottolineato che la forma della sezione ha un ruolo importante nella determinazione del legame momento-curvatura. Innanzitutto l’effetto di confinamento sul calcestruzzo si manifesta in modo differente tra i casi di sezione rettangolare/quadrata o sezione circolare. In particolare, nel primo caso il confinamento è maggiormente efficace in corrispondenza degli angoli piuttosto che al centro dei lati, mentre nel secondo caso esso risulta uniforme lungo la circonferenza. Inoltre, le forme modali di instabilità risultano differenti, influenzando il contributo alla capacità portante della porzione di sezione soggetta a compressione. Nello spirito del metodo di modellazione a plasticità diffusa con discretizzazione a fibre, la sezione retta viene suddivisa in un numero sufficiente di areole, ciascuna caratterizzata dal legame costitutivo corrispondente al materiale strutturale di pertinenza. In particolare, nel caso del calcestruzzo l’effetto del confinamento può essere portato in conto attraverso modelli proposti in letteratura. inoltre, in virtù della espansione laterale del calcestruzzo conseguente, per effetto Poisson, allo sforzo di compressione, nel tubo di acciaio insorgono tensioni di trazione lungo il perimetro del tubo. In altri termini, il tubo di acciaio risulta soggetto ad uno stato tensionale di tipo biassiale. In accordo al criterio di resistenza di Von Mises, da ciò deriva che le tensioni assiali di snervamento in trazione e in compressione risultano squilibrate e il loro valore è legato allo stato tensionale nel piano della sezione retta. Per un assegnato valore dello sforzo assiale, il legame momento-curvatura è ottenuto per punti, attraverso una procedura iterativa. In particolare, ad ogni passo si fissa un valore di calcolo della curvatura e si determina iterativamente il diagramma delle deformazioni sulla sezione retta, finché per essa non risulta soddisfatto l’equilibrio alla traslazione per effetto dello sforzo normale imposto. Una volta determinato il diagramma delle deformazioni, risulta nota la distribuzione delle tensioni su ciascun elemento di area della discretizzazione e il momento flettente corrispondente rappresenta il duale della curvatura imposta. In questo procedimento particolare attenzione deve essere posta nella modellazione della instabilità locale che può verificarsi nei piatti costituenti il profilo in acciaio soggetti a compressione. A questo proposito, per le sezioni scatolari, risulta particolarmente utile il metodo della ampiezza efficace. In particolare, in campo post-critico la distribuzione delle tensioni di compressione risulta non uniforme. L’approccio consiste nel sostituire la distribuzione di tensioni non uniforme reale con un valore costante, uguale alla tensione che insorge in condizioni di instabilità in campo plastico in un piatto ideale caratterizzato da una ampiezza ridotta, definita ampiezza efficace. Il legame momento-curvatura così determinato, può essere utilizzato come input per un programma di calcolo per la determinazione della curva forza-spostamento. Lo schema di riferimento è rappresentato da una mensola (che corrisponde anche al caso di metà trave doppiamente appoggiata soggetta ad una prova del tipo three-point bending test). La membratura è suddivisa in un insieme di elementi finiti, ognuno caratterizzato da un legame momento-curvatura per la sezione retta corrispondente. In questo modo, la procedura di calcolo risulta indipendente dalla tipologia costruttiva considerata a condizione che sia sviluppata una appropriata procedura al fine di valutare il legame momento-curvatura. Gli elementi sono interconnessi mediante i nodi, uno dei quali è individuato come nodo di controllo. La curva forza-spostamento è ottenuta mediante una procedura iterativa al passo, condotta in controllo di spostamento. L’intero modello di previsione deve essere perfezionato mediante prove di laboratorio attualmente in corso presso il Laboratorio Prove Materiali e Strutture del Dipartimento di Ingegneria Civile della Università di Salerno. Gli strumenti di calcolo così affinati consentiranno l’esecuzione di numerose analisi numeriche per la valutazione del comportamento ultimo di pile da ponte in sistema composto acciaio-calcestruzzo, e quindi per la previsione della risposta sismica delle strutture da ponte di questa tipologia.
F) TELAI CON TRAVI RETICOLARI DOTATE DI DISPOSITIVI PER LA DISSIPAZIONE SUPPLEMENTARE DELL’ENERGIA SISMICA
I telai sismo-resistenti con travi reticolari costituiscono una tipologia strutturale introdotta negli Stati Uniti e non ancora molto utilizzata in Europa. Tale tipologia è stata ampiamente utilizzata nel caso di strutture medio-alte anche in zona sismica, soprattutto per l’economicità dei dettagli costruttivi delle travi reticolari e per la possibilità di realizzare strutture con campate molto ampie (15÷20 m). Tale diffusione ha spinto diversi ricercatori ad investigare sulla loro risposta sismica e, di conseguenza, sulla possibilità di migliorarne le prestazioni. Una variante a tale tipologia è costituita dagli Special Truss Moment Frames (STMFs). Anch’essa sviluppata negli Stati Uniti si differenzia da quella originariamente proposta per la scelta delle zone dissipative che, in tal caso, sono collocate in particolari segmenti della trave posizionati nella parte centrale della stessa. L’utilizzo di dispositivi dissipatori per tale tipologia prende spunto dal progetto del World Trade Center in cui dispositivi di natura viscoelastica venivano inseriti all’estremità delle travi reticolari, a livello dei correnti inferiori, al fine di limitare le oscillazioni della struttura dovute all’azione del vento. Nel caso in esame si intende disporre dei dispositivi dissipatori in corrispondenza dell’estremità delle travi reticolari in maniera tale che essi diventino le sole zone dissipative della struttura preservando l’intera trave e le colonne dalla plasticizzazione. L’obiettivo della presente linea di ricerca è quello di mettere a punto una metodologia di progetto a collasso controllato con riferimento ad una nuova tipologia, denominata Ductile Truss Moment Frames (DTMFs), che consiste in una struttura del tipo TMFs in cui le zone dissipative sono rappresentate da dispositivi dissipatori, disposti in corrispondenza delle zone di estremità delle campate a livello del corrente inferiore. La metodologia di progetto a collasso controllato, già proposta con successo per telai e controventi è stata implementata anche per telai con travi reticolari dotate di sistemi dissipatori al fine di ottenere una struttura che al collasso consenta lo sfruttamento di tutte le risorse di duttilità locale rappresentate dai dissipatori preservando, invece, le membrature principali. La combinazione di una procedura di progetto rigorosa, basata sui teoremi del collasso plastico, e dell’utilizzo di dispositivi dissipatori consente di indirizzare la plasticizzazione in elementi prescelti che possono essere sostituiti con semplicità senza coinvolgere la struttura principale.
G) SISTEMI ACCOPPIATI TELAIO-CONTROVENTO CONCENTRICO
Le strutture accoppiate del tipo telaio (MRF)–controvento (CBF) costituiscono una valida soluzione progettuale in quanto combinano i vantaggi associati ad entrambe le tipologie strutturali. Le capacità dissipative delle sezioni di estremità delle travi del telaio e la rigidezza laterale fornita dalle diagonali consentono, da un lato, di ottenere alte capacità dissipative e, dall’altro, di conseguire una elevata rigidezza laterale, in modo tale che entrambi gli stati limite (ultimo e di servizio) possano essere facilmente soddisfatti. In ogni modo, allo scopo di ottenere una elevata duttilità globale, è necessario procedere al controllo del meccanismo di collasso, ossia al controllo della posizione delle cerniere plastiche. Infatti, meccanismi parziali e di piano sono associati a basse capacità dissipative; pertanto, una metodologia di progetto efficiente deve mirare al conseguimento, al collasso, di un meccanismo globale. A tale scopo, i moderni codici sismici, tra cui l’Eurocodice 8, forniscono delle semplici regole per le tipologie sismo-resistenti in acciaio basate sul criterio di gerarchia. Purtroppo tali regole, in alcuni casi, non sono sufficienti a scongiurare il verificarsi di meccanismi di piano. Per questo motivo relativamente a strutture del tipo MRF-CBF, è stata sviluppata ed applicata una metodologia di progetto a collasso controllato, già sviluppata con successo con riferimento ai telai e ad i controventi. Inoltre, è stata investigata l’influenza della percentuale di azione sismica da affidare alle diagonali. Al diminuire di tale percentuale si ottengono, infatti, strutture MRF-CBF di peso maggiore. Questo risultato è la conseguenza della riduzione del contributo della parte controventata alla rigidezza laterale. Di conseguenza la parte a telaio deve avere sezioni maggiori per il soddisfacimento delle verifiche allo stato limite di servizio, ottenendo, complessivamente, un incremento del peso strutturale. Pertanto il maggior risparmio in peso si ottiene affidando agli elementi di controvento l’intera azione sismica. Di contro, però, si ottiene anche una diminuzione delle capacità dissipative della struttura.
H) ELEMENTI IN C.A. PRESSOINFLESSI CONFINATI CON FRP
Prima di passare allo studio delle sezioni presso-inflesse rinforzate con FRP è stato eseguito un esame comparativo dei principali legami costitutivi esistenti in letteratura. Uno dei principali problemi di tali legami costitutivi è che essi dipendono non solo dalla classe del calcestruzzo, dal tipo di fibra utilizzato e dal numero di strati, ma anche dalle dimensioni della sezione stessa. L’analisi delle leggi costitutive prese in considerazione ha mostrato una grande variabilità sia in termini di resistenza che di deformazione ultima. Probabilmente, molte sofisticazioni matematiche introdotte con il fine di fittare meglio le prove sperimentali di volta in volta eseguite, hanno spesso condotto ad ottenere delle leggi che non hanno una validità generale. Infatti quasi tutte le leggi costitutive analizzate sono il frutto della calibrazione effettuata dagli autori sulla base delle proprie prove sperimentali. Una ulteriore fase della ricerca riguarda la determinazione di quale sia l’influenza della riscontrata variabilità dei legami costituivi sulla resistenza e la duttilità di una sezione presso inflessa. Infatti, per sezioni semplicemente compresse la variabilità del legame costitutivo si riflette in egual modo sulla variabilità della resistenza della sezione, mentre per una sezione presso-inflessa, che è poi la quasi totalità dei casi che si ritrovano nella pratica, tale influenza è certamente molto più limitata. Per analizzare tale influenza è stato sviluppato un modello teorico ed un relativo software per il calcolo del momento – curvatura di una sezione rettangolare confinata con FRP. I risulti ottenuti mostrano come la variazione della resistenza della sezione al variare del modello utilizzato per il legame costitutivo dell’FRP è pari al massimo al11%. Al contrario, una variazione molto più grande è stata trovata per quanto riguarda la duttilità di curvatura(fino al 540%). In accordo con questo risultato, risulta evidente che gli sforzi dei ricercatori dovrebbero essere principalmente rivolti al miglioramento della previsione della deformazione ultima del calcestruzzo confinato.
I) STRUTTURE TENSEGRITY
Le strutture Tensegrity sono composte da barre e cavi, con i cavi che sono generalmente caricati solo in compressione. Quanto è iniziato la studio di queste particolari strutture, la teoria per la determinazione delle strutture Tensegrity avente massa minima, quando soggette a compressione, era stata già sviluppata dal prof. Robert Skelton. Tuttavia la sola possibilità di instabilità locale era stata considerata. Lo studio ha riguardato la possibilità di includere anche il fenomeno della instabilità globale e di determinare quali sono le condizioni per cui questa può essere ignorata oppure no. Pertanto i risulti ottenuti sono decisamente utili a capire il ruolo giocato dalla configurazione geometrica e dalle proprietà dei materiali nell’evitare il fenomeno della instabilità globale
Per le altre attività di ricerca si rimanda al file allegato.
