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SCENARI PER AZIONI                                             ESTREME         Stefania ARANGIO & Franco BONTEMPI         ...
Sommario                  Introduzione   Il carattere sistemico degli eventi eccezionali                 Parte I          ...
Sommario                  Introduzione   Il carattere sistemico degli eventi eccezionali                 Parte I          ...
Il concetto di sistema strutturale                                     4
EVENTI HPLC vs LPHC                     HPLC                               LPHC                 HIGH PROBABILITY          ...
Modello di sviluppo di un evento eccezionale                                 (Adattato da                                 ...
STRUCTURAL                                     CONCEPTION                                                   Yes           ...
DEFINE CONTEXT                (social, individual, political,                       La gestione del rischio               ...
Sommario                  Introduzione   Il carattere sistemico degli eventi eccezionali                 Parte I          ...
Azioni estreme e                 robustezza strutturaleNTC2008 – PRINCIPI FONDAMENTALILe opere devono possedere il requisi...
Robustezza strutturale                                          Circolare, Armatura a spirale                 RELIABILITY ...
Livelli di crisi: PARTI vs SISTEMA                                                   sulle parti strutturali              ...
SUDDIVIDERE LA COSTRUZIONI IN COMPARTIMENTI IN MODO TALE CHE IL COLLASSO    DI UNA PARTE DELLA STRUTTURA NON SI PROPAGHI A...
AUMENTANDO LA CONNESSIONE DELLE PARTI STRUTTURALI, INTRODUCENDO UNELEVATO GRADO DI CONTINUITA’, IN MODO CHE LE AZIONI SI P...
Collassi favorevoli vs sfavorevoliPer strutture soggette a eventi eccezionali è importante garantire modi di collassifavor...
Un esempio di mancanza di robustezza strutturaleDurante una alluvione (2009) un masso trascinato dalla corrente ha urtato ...
Sommario                  Introduzione   Il carattere sistemico degli eventi eccezionali                 Parte I          ...
Incendio                  STRUTTURA REALE             MODELLAZIONE CON STRAUS717/10/2012             franco.bontempi@uniro...
Definizione degli scenari di incendio      Start AnalisiQualitativa  AnalisiQuantitativa  Verifiche SI           NOPresent...
1° SCENARIO             t CR= 670 sec = 11 min                                           TCR= 675 °C17/10/2012   franco.bo...
2° SCENARIO                t CR= 950 sec =16 min                                           TCR= 725 °C               3° SC...
1° SCENARIO                               2° SCENARIO   t CR= 670 sec                           t CR= 950 sec   TCR= 675 °...
Simulazione di scenari di esplosione                                restaurant                                            ...
Definizione degli scenari: esempio      TOPICS    SITUAZIONE REALE     MODELLO NUMERICO PROBLEMA CONSIDERATO              ...
Analisi di elementi di connessione              in caso di azioni eccezionali  (after ANGELASAVIOTTI)                Facul...
Simulazione degli effetti di una esplosione                                   ANALISI NON LINEARE CICLICA                 ...
Analisi dei risultatiConfigurazione deformata (step 25 – spostamento   impresso δ=80 mm)                           Faculty...
Modellazione tridimensionaleModellazione dettagliatadegli elementi in c.a , dellamalta, delle barre inacciaio158634 elemen...
Utilizzo di diversi software               29
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www.stronger2012.com17/10/2012   franco.bontempi@uniroma1.it                      31
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MADE EXPO 2012 arangio bontempi

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  1. 1. SCENARI PER AZIONI ESTREME Stefania ARANGIO & Franco BONTEMPI Facolta’ di Ingegneria Civile e Industriale, Universita’ degli Studi di Roma La Sapienza Progettazione per le azioni eccezionali - Esplosioni, Incendi e Urti Forum della Tecnica delle Costruzioni 201217/10/2012 franco.bontempi@uniroma1.it 1
  2. 2. Sommario Introduzione Il carattere sistemico degli eventi eccezionali Parte I Robustezza strutturale Parte IIIdentificazione di scenari per azioni estreme
  3. 3. Sommario Introduzione Il carattere sistemico degli eventi eccezionali Parte I Robustezza strutturale Parte IIIdentificazione di scenari per azioni estreme
  4. 4. Il concetto di sistema strutturale 4
  5. 5. EVENTI HPLC vs LPHC HPLC LPHC HIGH PROBABILITY LOW PROBABILITY PROBLEM LOW CONSEQUENCES HIGH CONSEQUENCESFRAMEWORKDeterministic QUALITATIVE / PRAGMATIC DETERMINISTIC SCENARIOS ANALYSIS ANALYSIS COMPLEXITY: Nonlinear Behavior and Structural Organization Stochastic QUANTITATIVE PROBABILISTIC ANALYSIS
  6. 6. Modello di sviluppo di un evento eccezionale (Adattato da Reason, 1990) 6
  7. 7. STRUCTURAL CONCEPTION Yes threats No STRUCTURAL TOPOLOGY & GEOMETRY passive Yes structural threats characteristics No STRUCTURAL MATERIAL & PARTS Yes threats NoCARATTERISTICHE FIRE DETECTION & SUPPRESSION DEBOLEZZE DEL SISTEMA DEL SISTEMA STRUTTURALE active structural characteristics threats Yes STRUTURALE No ORGANIZATION & FIREFIGHTERS Yes threats No alive MAINTENANCE structural & USE characteristics Yes threats No
  8. 8. DEFINE CONTEXT (social, individual, political, La gestione del rischio organizational, technological) DEFINE SYSTEM (the system is usually decomposed into a number of smaller subsystems and/or components) HAZARD SCENARIO ANALYSIS (What can go wrong? How can it happen? What controls exist?) RISK ANALYSIS RISK RISK ESTIMATE ESTIMATE ASSESSMENT MANAGEMENT CONSEQUENCES PROBABILITIES (magnitude) (of occurrence) SENSITIVITY DEFINE RISK SCENARIOS ANALYSIS RISK ASSESSMENT (compare risks against criteria RISK TREATMENT Non è possibile assegnare delle probabilità diMONITOR Option 1 – avoidance AND Option 2 – reduction accadimento. REVIEW Option 3 – transfer Option 4 - acceptance In caso di azioni estreme non è quindi possibile applicare approcci probabilistici .
  9. 9. Sommario Introduzione Il carattere sistemico degli eventi eccezionali Parte I Robustezza strutturale Parte IIIdentificazione di scenari per azioni estreme
  10. 10. Azioni estreme e robustezza strutturaleNTC2008 – PRINCIPI FONDAMENTALILe opere devono possedere il requisito di robustezza nei confronti diazioni eccezionali intesa come la «capacità di evitare dannisproporzionati rispetto all’entità delle cause innescanti quali incendio,esplosioni, urti».Il requisito di robustezza strutturale puo’ essere raggiunto anchemediante l’adozione di opportune scelte progettuali e di adeguatiprovvedimenti costruttivi.
  11. 11. Robustezza strutturale Circolare, Armatura a spirale RELIABILITY Rettangolare, Staffatura AVAILABILITY Capacita’ nominaleATTRIBUTES MAINTAINABILITY STRUCTURAL QUALITY SAFETY Capacita’ minima richiesta SECURITY INTEGRITYMeno ROBUSTA Piu’ ROBUSTA NEGATIVE CAUSE it is a defect and represents a FAULT potential cause of error, active or dormant THREATS the system is in an incorrect state: ERROR it may or may not cause failure permanent interruption of a system ability FAILURE to perform a required function under specified operating conditions
  12. 12. Livelli di crisi: PARTI vs SISTEMA sulle parti strutturali SLE/SLU: verifiche ROBUSTEZZA: verifica sul sistema strutturale17/10/2012 franco.bontempi@uniroma1.it 12
  13. 13. SUDDIVIDERE LA COSTRUZIONI IN COMPARTIMENTI IN MODO TALE CHE IL COLLASSO DI UNA PARTE DELLA STRUTTURA NON SI PROPAGHI ALLE PARTI ADIACENTI 17/10/2012 franco.bontempi@uniroma1.it 13
  14. 14. AUMENTANDO LA CONNESSIONE DELLE PARTI STRUTTURALI, INTRODUCENDO UNELEVATO GRADO DI CONTINUITA’, IN MODO CHE LE AZIONI SI POSSANO TRASFERIRE DALLA PARTE COLLASSATA A QUELLE ADIACENTI, OVVERO LA COSTRUZIONE POSSEGGA AL SUO INTERNO UNA RIDONDANZA DI PERCORSI ATTI A TRASMETTERE L’AZIONE 17/10/2012 franco.bontempi@uniroma1.it 14
  15. 15. Collassi favorevoli vs sfavorevoliPer strutture soggette a eventi eccezionali è importante garantire modi di collassifavorevoli, in genere attraverso confinamento del meccanismo di collasso (implosione). 17/10/2012 franco.bontempi@uniroma1.it 15
  16. 16. Un esempio di mancanza di robustezza strutturaleDurante una alluvione (2009) un masso trascinato dalla corrente ha urtato violentemente il pilone del viadotto causando la chiusura dell’autostrada per vari giorni Immagini da Ortolani e Spizuoco, 2009
  17. 17. Sommario Introduzione Il carattere sistemico degli eventi eccezionali Parte I Robustezza strutturale Parte IIIdentificazione di scenari per azioni estreme
  18. 18. Incendio STRUTTURA REALE MODELLAZIONE CON STRAUS717/10/2012 franco.bontempi@uniroma1.it 18
  19. 19. Definizione degli scenari di incendio Start AnalisiQualitativa AnalisiQuantitativa Verifiche SI NOPresentazione dei risultati end
  20. 20. 1° SCENARIO t CR= 670 sec = 11 min TCR= 675 °C17/10/2012 franco.bontempi@uniroma1.it 20
  21. 21. 2° SCENARIO t CR= 950 sec =16 min TCR= 725 °C 3° SCENARIO t CR= 1110 sec = 19 min TCR= 750 °C17/10/2012 franco.bontempi@uniroma1.it 21
  22. 22. 1° SCENARIO 2° SCENARIO t CR= 670 sec t CR= 950 sec TCR= 675 °C TCR= 725 °C 3° SCENARIO 4° SCENARIOt CR= 1110 sec t CR= 4445 sec TCR= 750 °C TCR= 975 °C17/10/2012 franco.bontempi@uniroma1.it 22
  23. 23. Simulazione di scenari di esplosione restaurant 010103 (after PIERLUIGI bar OLMATI) 010103 unyielding wall restaurant kitchen bar 010102 yielding wall 0.40 P14 010101 0.35Part III P14 010102 0.30 P14 010103 Pressure [ barg ] 0.25 0.20 0.15 0.10 Pressure 0.05 Envelope 0.00 [barg] -0.05 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 time [ sec ] 23
  24. 24. Definizione degli scenari: esempio TOPICS SITUAZIONE REALE MODELLO NUMERICO PROBLEMA CONSIDERATO restaurant 010103[1]«Congestione Interazione fluido-domestica» bar struttura 010103[2] un-frangible wall Variazione delCollasso di restaurant comportamentouna parete kitchen bar strutturale a seconda delnon tipo di paretestrutturale frangible wall[3] 010103 Differenti sviluppiPosizione del dell’esplosione nel tempo epunto di nello spazio lasciandoinnesco immutate le caratteristiche geometriche dello scenario kitchen
  25. 25. Analisi di elementi di connessione in caso di azioni eccezionali (after ANGELASAVIOTTI) Faculty of Civil and Industrial Engineering Department of Structural and Geotechnical Engineering 25/25
  26. 26. Simulazione degli effetti di una esplosione ANALISI NON LINEARE CICLICA Spostamento verticale impresso Federal Building in Oklahoma City - http://911research.wtc7.n et/index.html Faculty of Civil and Industrial Engineering Department of Structural and Geotechnical Engineering 26/2517/10/2012 franco.bontempi@uniroma1.it
  27. 27. Analisi dei risultatiConfigurazione deformata (step 25 – spostamento impresso δ=80 mm) Faculty of Civil and Industrial Engineering Department of Structural and Geotechnical Engineering 27/25 17/10/2012 franco.bontempi@uniroma1.it
  28. 28. Modellazione tridimensionaleModellazione dettagliatadegli elementi in c.a , dellamalta, delle barre inacciaio158634 elementi solidi9106 elementi bar31639 nodi142941 gradi di libertà Faculty of Civil and Industrial Engineering 17/10/2012 Department of Structural and Geotechnical Engineering franco.bontempi@uniroma1.it 28/25
  29. 29. Utilizzo di diversi software 29
  30. 30. FB LS SA FP LG CC FG fb PO KG SM Konstanti Franco Luca Stefania Francesco Luisa Chiara Filippo Francesca Pierluigi Sauro nos Bontempi Sgambi Arangio Petrini Giuliani Crosti Gentili Brando Olmati Gkoumas Manenti17/10/2012 franco.bontempi@uniroma1.it 30
  31. 31. www.stronger2012.com17/10/2012 franco.bontempi@uniroma1.it 31

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