L'analisi strutturale a supporto della progettazione prestazionale

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Slide della lezione alla Scuola Master Pesenti del Politecnico di Milano, Novembre 2013, sul concetti e i metodi dell'analisi strutturale a supporto della progettazione prestazionale.

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L'analisi strutturale a supporto della progettazione prestazionale

  1. 1. L’ANALISI STRUTTURALE A SUPPORTO DELLA PROGETTAZIONE PRESTAZIONALE Franco Bontempi Professore Ordinario di Tecnica delle Costruzioni Facolta’ di Ingegneria Civile e Industriale Universita’ degli Studi di Roma La Sapienza www.francobontempi.org November 2013 Str o N GER www.stronger2012.com 1
  2. 2. Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 2 www.francobontempi.org
  3. 3. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com CONCEPTS & METHODS November 2013 www.francobontempi.org 3
  4. 4. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org
  5. 5. Processo di analisi e processo di sintesi (1) Str o N GER www.stronger2012.com START DATI START K=0 DATI K Pre-processing CALCOLO CALCOLO November 2013 MODIFICA K=K+1 RISULTATI K RISULTATI Post-processing END www.francobontempi. org END SI’ www.francobontempi.org TEST NO
  6. 6. Processo di analisi e processo di sintesi (2) Str o N GER www.stronger2012.com K=0 DATI K ANALISI SINTESI START CALCOLO MODIFICA K=K+1 RISULTATI K END November 2013 SI’ TEST www.francobontempi.org NO www.francobontempi. org
  7. 7. Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 7
  8. 8. November 2013 November 2012 www.francobontempi.org www.francobontempi.org Str o N 8 GER www.stronger2012.com
  9. 9. www.francobontempi.org Values Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 9
  10. 10. www.francobontempi.org Knowledge Growth Process Str o N GER www.stronger2012.com NEW KNOWLEDGE REQUIRED BY AN INNOVATIVE DESIGN ACTUAL KNOWLEDGE BASIS KNOWLEDGE REQUIRED BY AN EVOLUTIVE DESIGN November 2013 www.francobontempi.org 10
  11. 11. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org
  12. 12. www.francobontempi.org Struttura / Sistema Strutturale • STRUTTURA – situazione puntuale: definita nello spazio e nel tempo. • SISTEMA STRUTTURALE – estensione: – spaziale: ambiente / contesto sostenibilita’ / compatibilita’ – temporale: ciclo di vita (life-cycle) - robustezza November 2013 www.francobontempi.org 12
  13. 13. www.francobontempi.org Structural Analysis and Design • SISTEMA STRUTTURALE: 1. complessita’ del quadro prestazionale (affidabilita’, sicurezza /security, dependability) 2. CONCEZIONE STRUTTURALE 3. ANALISI STRUTTURALE: motore del processo decisionale strumenti generali e efficaci November 2013 www.francobontempi.org 13
  14. 14. www.francobontempi.org Structural System Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 14
  15. 15. www.francobontempi.org PROBLEM CONTEXT Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 15
  16. 16. www.francobontempi.org MAIN CONTEXT Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 16
  17. 17. www.francobontempi.org DESIGN CONCERN Str o N GER www.stronger2012.com STRUCTURAL BEHAVIOR & EXPECTED PERFORMANCE ANTHROPIC USE (highway & railway) WIND & TEMPERATURE STRUCTURAL MODELING SOIL & EARTHQUAKE NEGOTIATION & REFRAMING November 2013 No www.francobontempi.org JUDGEMENT & DECISIONS 17
  18. 18. Requirements Analysis System Modeling And Analysis - Analyze missions and enviroments - Identify functional requirements - Define performance and design constraint requirement Requirement loop www.francobontempi.org System Design PROCESS INPUT Str o N GER www.stronger2012.com Functional Analysis/ Resources Allocation - Decomposition to lower-level function - Allocate performance - Define functional interfaces - Define functional architecture Design loop Synthesis Historic Analyses Evolutive / Innovative Design Risk Management - Transform architecture - Define alternative product concepts - Define physical interfaces - Define alternative product and process solutions PROCESS OUTPUT
  19. 19. PRESCRITTIVO / PRESTAZIONALE (1) APPROCCIO PRESCRITTIVO APPROCCIO PRESTAZIONALE 1) BASI DEL PROGETTO, 2) LIVELLI DI SCUREZZA, 3) PRESTAZIONI ATTESE NON ESPLICITATI www.francobontempi. org Str o N GER OBIETTIVI PRESTAZIONALI E LIVELLI DI SICUREZZA ESPLICITATI 1) REGOLE DI CALCOLO E 2) COMPONENTI MATERIALI SPECIFICATI E DETTAGLIATI QUALITA' ED AFFIDABILITA' STRUTTURALI ASSICURATI IN MODO INDIRETTO November 2013 INSIEME DI STRUMENTI LOGICI E MATERIALI #1 INSIEME DI STRUMENTI LOGICI E MATERIALI #2 www.stronger2012.com INSIEME DI STRUMENTI LOGICI E MATERIALI #3 GARANZIA DIRETTA DELLE PRESTAZIONI E DELLA SICUREZZA STRUTURALI www.francobontempi.org 19
  20. 20. PRESCRITTIVO / PRESTAZIONALE (2) www.francobontempi. org Str o N GER www.stronger2012.com prescrittivo Elementi Costituenti Elementi Costituenti Elementi Costituenti Elementi Costituenti Elementi Costituenti Elementi Costituenti Elementi Costituenti Elementi Costituenti November 2013 www.francobontempi.org Requisiti Requisiti prestazionale Requisiti Requisiti Elementi Costituenti Elementi Costituenti 20
  21. 21. PRESCRITTIVO / PRESTAZIONALE (1) APPROCCIO PRESCRITTIVO APPROCCIO PRESTAZIONALE 1) BASI DEL PROGETTO, 2) LIVELLI DI SCUREZZA, 3) PRESTAZIONI ATTESE NON ESPLICITATI www.francobontempi. org Str o N GER OBIETTIVI PRESTAZIONALI E LIVELLI DI SICUREZZA ESPLICITATI 1) REGOLE DI CALCOLO E 2) COMPONENTI MATERIALI SPECIFICATI E DETTAGLIATI QUALITA' ED AFFIDABILITA' STRUTTURALI ASSICURATI IN MODO INDIRETTO November 2013 INSIEME DI STRUMENTI LOGICI E MATERIALI #1 INSIEME DI STRUMENTI LOGICI E MATERIALI #2 www.stronger2012.com INSIEME DI STRUMENTI LOGICI E MATERIALI #3 GARANZIA DIRETTA DELLE PRESTAZIONI E DELLA SICUREZZA STRUTURALI www.francobontempi.org 21
  22. 22. PRESCRITTIVO / PRESTAZIONALE (2) www.francobontempi. org Str o N GER www.stronger2012.com prescrittivo Elementi Costituenti Elementi Costituenti Elementi Costituenti Elementi Costituenti Elementi Costituenti Elementi Costituenti Elementi Costituenti Elementi Costituenti November 2013 www.francobontempi.org Requisiti Requisiti prestazionale Requisiti Requisiti Elementi Costituenti Elementi Costituenti 22
  23. 23. www.francobontempi.org Evolutive vs Innovative Design Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 23
  24. 24. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org
  25. 25. www.francobontempi.org System Decomposition Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 25
  26. 26. www.francobontempi.org Structural Decomposition Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 26
  27. 27. Tipologia impalcato Franco per la navigazione marit. Posizionamento e tracciato Tipologia strutturale Profilo longitudinale impalcato www.francobontempi.org Rapporto freccia/luce Tipologia impalcato Franco per la navigazione marit. Tipologia Profilo longitudinale impalcato Tipologia Configurazione Configurazione Profondità Profondità Altezza Lunghezza Spessore Altezza Tecniche di costruzione Classe di calcestruzzo JET-GROUNDING Tecniche di intervento Lunghezza Altezza Lunghezza TRATTAMENTI TERRENI Spessore Spessore DIAFRAMMI Classe di calcestruzzo Tecniche di costruzione Classe di acciaio Tecniche di costruzione Classe di calcestruzzo Tecniche di intervento Lunghezza JET-GROUNDING LATO SICILIA Interferro Tecniche di intervento CARPENTERIE Copriferro Passo Altezza Classe di acciaio GETTI IN C.A. ARM ATURE FOUNDATIONS OF PYLONS Diametro Peso Lunghezza Classe CALCESTRUZZO FONDAZIONI DELLE ANTENNE TRATTAMENTI TERRENI Cubatura Spessore Granulometria degli aggregati DIAFRAMMI Classe di calcestruzzo JET-GROUNDING Tecniche di intervento Classe di calcestruzzo Altezza Lunghezza TRATTAMENTI TERRENI Classe di acciaio Spessore DIAFRAMMI Classe di calcestruzzo Classe di acciaio Tecniche di costruzione Tecniche di costruzione Tecniche di intervento LATO CALABRIA Tecniche di intervento Lunghezza Interferro CARPENTERIE Copriferro Lunghezza Passo GETTI IN C.A. LATO SICILIA Classe di acciaio ARM ATURE Calcestruzzo Interferro Diametro Cubatura Peso CARPENTERIE Classe Copriferro Granulometria degli aggregati Passo Configurazione Quota Classe di acciaio Distanza dalla torre Altezza GETTI IN C.A. Lunghezza Tp o o i a s u t u a e i l g r t r l t FOUNDATIONS OF PYLONS Ra p o o f e c c a u c e p t r r i l / T p o o g a mp a c a o i l i i l t Inclinazione sistemi ancoraggio Pr f o l n g u d n a e m a c a o o l o t i l i pl t i i Tp o o g a i l i Co n i u r z o n e f g ai Pr o n d à of t i Al z z a e t Classe di calcestruzzo ungezza L h Sp s s o e e r ARMATURE Diametro CALCESTRUZZO Larghezza Tecniche di costruzione Po z o n a me t o e r a c a o si i n t i t F r n c o p r a a v g a i n e ma r . a el n i zo t i Cubatura Peso JET-GROUNDING Tc n c h e i c o t u z o e e i d sr i n Cl s s e i c a c s r u z o a d l et E T - GROUNDI G J N Te c i h e d i n e v e n o nc i t r t Tecniche di intervento Al z z a e t ungezza L h T RAT T A ENT T ERRENI M I Classe Sp s s o e e r DI F RAMMI A Cl s s e i c a c s r u z o a d l et Cl s e d i a c a o a s i i Altezza Tc n c h e i c o t u z o e e i d sr i n Te c i h e d i n e v e n o nc i t r t ungezza L h LATO SI I LI C A I t r er o nef r CARPE E RI E N T Co r f r o pi er Lunghezza Pa s o s Cl s s e i a c i i o a d ca GET T I N C. . A ARMAT URE F OUNDAT ONS OF I PY ONS L Di me t o a r Pe s o Cl s e a s CAL CEST UZ Z O R F ONDAZ IONI DELL E ANT E NNE Spessore Cu b t u a a r Gr n u o me r a d e l a g g e a t i a l t i gi r g TRATTAMENTI TERRENI Cl s s e i c a c s r u z o a d l et E T - GROUNDI G J N Te c i h e d i n e v e n o nc i t r t DIAFRAMMI Al z z a e t Classe di calcestruzzo ungezza L h T RAT T A ENT T ERRENI M I Sp s s o e e r DI F RAMMI A Cl s s e i c a c s r u z o a d l et Cl s e d i a c a o a s i i Tc n c h e i c o t u z o e e i d sr i n FONDAZIONI DELLE ANTENNE Classe di acciaio Te c i h e d i n e v e n o nc i t r t LATOC ALABRI A ungezza L h I t r er o nef r CARPE E RI E N T Co r f r o pi er Pa s o s Str o N GER GET T I N C. . A Tecniche di costruzione Cl s e d i a c a o a s i i ARMAT URE Di me t o a r Pe s o Cl s e a s Ca e s r z z o l c t u Cu b t u a a r Cubature Gr n u o me r a d e l a g g e a t i a l t i gi r g Co n i u r z o n e f g ai MOVIMENTI DI TERRA Qu o a t Di t n z a d l a o r e s a al t r Al z z a e t Tecniche di intervento ungezza L h Lr heza ag z Tc n c h e i c o t u z o e e i d sr i n Granulometria degli aggregati Classe di calcestruzzo n l n z o n e s s e mi a c o a g g o I ci ai i t n r i JET-GROUNDING Cl s s e i c a c s r u z o a d l et E T - GROUNDI G J N Tecniche di intervento Te c i h e d i n e v e n o nc i t r t Al z z a e t ungezza L h Sp s s o e e r T RAT T A ENT T ERRENI M I DI F RAMMI A Cl s s e i c a c s r u z o a d l et Lunghezza Cl s e d i a c a o a s i i Tc n c h e i c o t u z o e e i d sr i n Tecniche di intervento Cu b t u e a r MO V MENT I DI ERRA I T Te c i h e d i n e v e n o nc i t r t Te c i h e d i n e v e n o nc i t r t Interferro ungezza L h I t r er o nef r CARPE E RI E N T CARPENTERIE Co r f r o pi er Pa s o s LATO SI I LI C A Cl s e d i a c a o a s i i ARMAT URE Copriferro Di me t o a r Pe s o Altezza Cl s e a s GET T I N C. . A CAL CEST UZ Z O R Cu b t u a a r Gr n u o me r a d e l a g g e a t i a l t i gi r g Passo Al z z a e t ungezza L h LATO SICILIA Pr o n d à of t i Z AVORRA Pe s o Cu b t u a a r Classe di acciaio Cl s e d i a c e s r z z z o a cl t u Gr n u o me r a d e l a g g e a t i a l t i gi r g Lr heza ag z ungezza L h PI ST RE DI ANCORAGGI A O Sp s s o e e r ARM ATURE Di me t o a r Lunghezza Diametro CALCESTRUZZO Cl s e d i a c a o a s i i Cubatura T EST AT DI A C ORAGGI A N O ungezza L h BARRE PRECOMPRESSI NE O Nu r o m e Cl s e d i a c a o a s i i Peso Di me t o a r MANI COT T ODI RACCORDO ANCH ORAGES Cl s e d i a c a o a s i i TRATTAMENTI TERRENI Co n i u r z o n e f g ai Qu o a t Di t n z a d l a o r e s a al t r AN RA GI CO G Classe Al z z a e t ungezza L h Lr heza ag z Spessore GETTI IN C.A. Tc n c h e i c o t u z o e e i d sr i n n l n z o n e s s e mi a c o a g g o I ci ai i t n r i Cl s s e i c a c s r u z o a d l et E T - GROUNDI G J N Te c i h e d i n e v e n o nc i t r t Al z z a e t DIAFRAMMI ungezza L h Sp s s o e e r T RAT T A ENT T ERRENI M I DI F RAMMI A Granulometria degli aggregati Cl s s e i c a c s r u z o a d l et Cl s e d i a c a o a s i i Tc n c h e i c o t u z o e e i d sr i n Cu b t u e a r Classe di calcestruzzo MO V MENT I DI ERRA I T Te c i h e d i n e v e n o nc i t r t Altezza Te c i h e d i n e v e n o nc i t r t SUP PORT ING CONDIT O N I ungezza L h I t r er o nef r CARPE E RI E N T Co r f r o pi er Pa s o s Lunghezza LATOC ALABRI A Di me t o a r SISTE M DI A S OSTE GNO /RITEG N O ARMAT URE Pe s o Cl s e d i a c a o a s i i Cu b t u a a r GET T I N C. . A CAL CEST UZ Z O R Cl s e a s Profondità Gr n u o me r a d e l a g g e a t i a l t i gi r g Al z z a e t Classe di acciaio ungezza L h Pr o n d à of t i Z AVORRA Pe s o ZAVORRA Cu b t u a a r Cl s s e i c a c s r u z o a d l et Peso Gr n u o me r a d e l a g g e a t i a l t i gi r g Lr heza ag z ungezza L h PI ST RE DI ANCORAGGI A O Cubatura Sp s s o e e r Cl s e d i a c a o a s i i Di me t o a r T EST AT DI A C ORAGGI A N O ungezza L h Tecniche di costruzione BARRE PRECOMPRESSI NE O Nu r o m e Classe di calcestruzzzo Cl s e d i a c a o a s i i Di me t o a r MANI COT T ODI RACCORDO Cl s e d i a c a o a s i i Al e z a t e r c a t z oi α α = 1 α = 2 ar heza ezt asvr sl e L g z s . r e a Granulometria degli aggregati Al z a e z . a s v r s l e e z s t r t e a Al z z a e i c n c i e t d o As e mb a g i o d i c n c i s l g e o Sp s s o e e r Lr heza ag z PI A T RE A T ERAL I S L Tecniche di intervento Larghezza ungezza L h Cl a s e Ac c a o i i Mo a i à d i o n n s s o n e dl t c e i Sp s s o e e r Al z z a e t Lunghezza Lr heza ag z R RI D MENT I T RASVERSA I I G I I L Pa s o s GAMBEEL EM. CORRENTI Cl a s e Ac c a o i i LATO CALABRIA PIASTRE DI ANCORAGGIO Mo a i à d i o n n s s o n e dl t c e i Sp s s o e e r Spessore ungezza L h Lr heza ag z Lunghezza I RRI I DI ENT I O NG. G M L Pa s o s Cl a s e Ac c a o i i Mo a i à d i o n n s s o n e dl t c e i www.stronger2012.com Classe di acciaio Sp s s o e e r Cu v a u a r t r SI T EMI R ANGI VENT O S F Ra p o o v u o o p e n o p t r t / i Cl a s e Ac c a o i i Mo a i à d i o n n s s o n e dl t c e i SAL DAT URE Diametro Mo d l à d i a s e mb . d i c n c i at i l e o Al z z a e t Interferro TESTATA DI ANCORAGGIO Cl a s e Ac c a o i i Sp s s o e e r PI A T RE A T ERAL I S L Lr heza ag z Lunghezza ungezza L h Mo a i à d i o n n s s o n e dl t c e i Cl a s e Ac c a o i i BARRE PRECOMPRESSIONE Sp s s o e e r R RI D MENT I T RASVERSA I I G I I L CONCI ODI SOMMI TÀ Pa s o s CARPENTERIE Numero Mo a i à d i o n n s s o n e dl t c e i Cl a s e Ac c a o i i Sp s s o e e r ungezza L h I RRI I DI ENT I O NG. G M L Copriferro Lr heza ag z Classe di acciaio Pa s o s Mo a i à d i o n n s s o n e dl t c e i SAL DAT URE Mo d l à d i a s e mb . d i c n c i at i l e o Al z z a e t ANTENNA LATO SI I LI C A Cl a s e Ac c a o i i Diametro Sp s s o e e r PI A T RE A T ERAL I S L Lr heza ag z MANICOTTO DI RACCORDO ungezza L h Mo a i à d i o n n s s o n e dl t c e i Cl a s e Ac c a o i i Classe di acciaio ANCHORAGES Sp s s o e e r R RI D MENT I T RASVERSA I I G I I L Pa s o s Mo a i à d i o n n s s o n e dl t c e i CONCI DI O BASE Passo Cl a s e Ac c a o i i Sp s s o e e r Configurazione ungezza L h I RRI I DI ENT I O NG. G M L Lr heza ag z Pa s o s Mo a i à d i o n n s s o n e dl t c e i SAL DAT URE Mo d l à d i a s e mb . d i c n c i at i l e o Quota Cl a s e Ac c a o i i T R AF ONDI I Di me t o a r GETTI IN C.A. ungezza L h ACCESI EDARREDI S Sc a i a c e s o al d s Cl s e a s CARRI ONTEDI SERVI O P ZI EL EMENTI SECONDARI Distanza dalla torre Po a a r t t Di e n i n i m so ANCORAGGI Ma s a s DI S . CONT . VORT X- HEDDI G P R E S N Smo z m n t o r a e Co t n e l s i a s at eat c β β =1 β = 2 ar heza ezt asvr sl e L g z s . r e a Classe di acciaio Altezza Al z a e z . a s v r s l e e z s t r t e a Al z z a e t PY ONS L As e mb a g i o s l g Cl a s e Ac c a o i i Lunghezza Sp s s o e e r ANT ENNE PI A T RE A T ERAL I S L Lr heza ag z ARMATURE Cl a s e Ac c a o i i Larghezza Sp s s o e e r R RI D MENT I T RASVERSA I I G I I L Pa s o s Diametro Calcestruzzo ungezza L h Mo a i à d i o n n s s o n e dl t c e i TRAVESI R Cubatura Mo a i à d i o n n s s o n e dl t c e i Cl a s e Ac c a o i i Sp s s o e e r Tecniche di costruzione ungezza L h I RRI I DI ENT I O NG. G M L Lr heza ag z Pa s o s Peso Mo a i à d i o n n s s o n e dl t c e i SAL DAT URE Mo d l à d i a s e mb . d i c n c i at i l e o Al e z a t e r c a t z oi Inclinazione sistemi ancoraggio γ =1 γ =2 γ ar heza ezt asvr sl e L g z s . r e a Al z a e z . a s v r s l e e z s t r t e a Classe di calcestruzzo Al z z a e i c n c i e t d o As e mb a g i o d i c n c i s l g e o JET-GROUNDING Sp s s r e e o ar heza L g z PI ST RE L AT ERAL I A Lunheza g z Tecniche di intervento Cl s s e Ac i i o a ca M dat àdconessoe o i l i n i n Classe Sp s s r e e o Ae z a l t z ar heza L g z Altezza I RRI I DI ENT I T RASV RSAL I G M E Pa s o GAM BE EL E CO RRENT M . I Cl s s e Ac i i o a ca M dat àdconessoe o i l i n i n Sp s s r e e o Lunheza g z Lunghezza ar heza L g z R RI GI I MENT L ONG. I D I Pa s o Cl s s e Ac i i o a ca M dat àdconessoe o i l i n i n Sp s s r e e o Spessore Cu v a u a r t r SI ST M F RANGI VENT E I O Ra p p r o v u o o p e n o ot t / i TRATTAMENTI TERRENI Cl s s e Ac i i o a ca M dat àdconessoe o i l i n i n SAL DAT URE DIAFRAMMI Mo a i à d i s s e mb . e i o n c i dl t a l d c Classe di calcestruzzo Ae z a l t z Cl s s e Ac i i o a ca Sp s s r e e o PI ST RE L AT ERAL I A ar heza L g z Lunheza g z Granulometria degli aggregati Classe di acciaio M dat àdconessoe o i l i n i n Cl s s e Ac i i o a ca Sp s s r e e o I RRI I DI ENT I T RASV RSAL I G M E CONCI DI SOMMI À O T Pa s o M dat àdconessoe o i l i n i n Tecniche di costruzione Cl s s e Ac i i o a ca Sp s s r e e o Lunheza g z R RI GI I MENT L ONG. I D I ar heza L g z Pa s o Cubature M dat àdconessoe o i l i n i n SAL DAT URE A NTENNA A O CALA BRI L T A Mo a i à d i s s e mb . e i o n c i dl t a l d c MOVIMENTI DI TERRA Ae z a l t z Cl s s e Ac i i o a ca Sp s s r e e o PI ST RE L AT ERAL I A Tecniche di intervento ar heza L g z Lunheza g z Configurazione M dat àdconessoe o i l i n i n Cl s s e Ac i i o a ca Sp s s r e e o Tecniche di intervento I RRI I DI ENT I T RASV RSAL I G M E Pa s o M dat àdconessoe o i l i n i n CON CI DI BASE O Cl s s e Ac i i o a ca Sp s s r e e o SUPPORTING CONDITION Lunheza g z R RI GI I MENT L ONG. I D I ar heza L g z Pa s o M dat àdconessoe o i l i n i n SAL DAT URE Mo a i à d i s s e mb . e i o n c i dl t a l d c Cl s s e Ac i i o a ca I RAF ONDI T Di me r o a t Lunghezza CARPENTERIE Sc a d i a c e s o al s Cl s e a s CA RI ONT E DI SERVI O R P ZI EL EMENT I SE O NDARI C Po a a r t t Copriferro Di me s o n i ni Ma s a DI P. COT R. V RT EX- HEDDI G S N O S N Sm r z m n o o a et Co a n e e a s i a st t l t c θ θ =1 θ = 2 aghezasezt aser ae Lr . r v sl Passo Al e z a s e z t a s e r a e t z . r v sl Ae z a l t z Cl s s e Ac i i o a ca Sp s s r e e o SISTEMA DI SOSTEGNO/RITEGN O Cl s s e Ac i i o a ca Sp s s r e e o I RRI I DI ENT I T RASV RSAL I G M E Pa s o M dat àdconessoe o i l i n i n Cl s s e Ac i i o a ca Sp s s r e e o Lunheza g z R RI GI I MENT L ONG. I D I ar heza L g z Pa s o M AIN ST RU URA CT L SYSTEM M dat àdconessoe o i l i n i n SAL DAT URE Diametro ar heza L g z Lunheza g z M dat àdconessoe o i l i n i n R AVERSI T Mo a i à d i s s e mb . e i o n c i dl t a l d c ARM ATURE Altezza Cubatura Lr heza ag z Sp s s o e e r GETTI IN C.A. Cu v a u a r t r Cl s e a c i i o a ca CALCESTRUZZO ungezza L h Lr heza ag z R RI D M E I I G I I N T Peso Classe di acciaio ungezza L h PI ST RE A SI STEMA STRUTTUR ALE PRINC IPALE Distanza dalla torre LATO CALABRIA As s e mb a g o l i PI ST RE L AT ERAL I A Quota Interferro Lunheza g z ACCESSI ED ARREDI Classe Lunghezza Sp s s o e e r Cu v a u a r t r LATO SI I LI C A Cl s e a c i i o a ca Tp o o g a i l i SAL DAT URE Granulometria degli aggregati Mo a l à r a l z a i a d t e i zt v i Cl s e a c i i o a ca ungezza L h Lr heza ag z SAD E DL S CENT NA I Sp s s o e e r Altezza Cu v a u a r t r Cl s e a c i i o a ca SE LE L Larghezza ungezza L h Lr heza ag z PI ST RE A Lunghezza Sp s s o e e r Cu v a u a r t r Cl s e a c i i o a ca ungezza L h Lr heza ag z R RI D M E I I G I I N T Profondità Sp s s o e e r Cu v a u a r t r A TOCA A BRI L L A Cl s e a c i i o a ca Tp o o g a i l i SAL DAT URE Mo a l à r a l z a i a d t e i zt v i ZAVORRA Cl s e a c i i o a ca ungezza L h Peso Tecniche di costruzione Lr heza ag z CENT NA I Sp s s o e e r Cu v a u a r t r Cubatura Cl s e a c i i o a ca neassecvi I t r a ner ssecppedi avi I t a o i c L u e d e a a mp a a c l c t Nu me r o u n p e r a v o f i c Classe di calcestruzzo Ar a n o mi a e c a o e n l v Si e ma d i e s i u a st t st r Di me r o u n i a t f Inclinazione sistemi ancoraggio Ar a o mi a e f u i e n nl n Di m t o f i a er l U NI F Granulometria degli aggregati Nu me r o l p e r u i i i f f n CAM PATA LATO SI I LI C A FI I L Cl s e a c i i o a ca Lnghzzai i u e f l SUSPENSI N SYST O EM MAI CA N BLES Di me t o a r Cl s e a c i i o a ca F L O D’ VVOL GI ENT O I A M Pa s o s SISTE M DI A S OSP ENSIO NE CAV PRI CIPALI I N Larghezza Si t e ma d c o s p a me t o s i i t n L u e d e a a mp a a c l c t Nu me r o u n p e r a v o f i c Ar a n o mi a e c a o e n l v Si e ma d i e s i u a st t st r Classe di calcestruzzo Lunghezza Di me r o u n i a t f Ar a o mi a e f u i e n nl n C AM PATA CENTRALE PIASTRE DI ANCORAGGIO Di m t o f i a er l U NI F Nu me r o l p e r u i i i f f n FI I L Cl s e a c i i o a ca Spessore Lnghzzai i u e f l Di me t o a r JET-GROUNDING Cl s e a c i i o a ca F L O D’ VVOL GI ENT O I A M Pa s o s Si t e ma d c o s p a me t o s i i t n Classe di acciaio L u e d e a a mp a a c l c t Nu me r o u n p e r a v o f i c Tecniche di intervento Ar a n o mi a e c a o e n l v Si e ma d i e s i u a st t st r Di me r o u n i a t f Diametro CA M PATA LATOCA LABRI A Ar a o mi a e f u i e n nl n Di m t o f i a er l U NI F TESTATA DI ANCORAGGIO Nu me r o l p e r u i i i f f n FI I L Cl s e a c i i o a ca Lnghzzai i u e f l Lunghezza Di me t o a r Cl s e a c i i o a ca F L O D’ VVOL GI ENT O I A M BARRE PRECOMPRESSIONE Pa s o s Si t e ma d c o s p a me t o s i i t n Co f g r a i n e g e o me i a ni u zo r c t neassepndni I t r e i ρ ρ =1 Altezza Numero ρ = 2 Di me r o u n i a t f Ar a o mi a e f u i e n nl n Nu me o d i u i p e p e n i o r f n r dn Di s o s z o n e e o me r c a p i i g t i HA NGERS Classe di acciaio Di m t o f i a er l Nu me r o l p e r u i i i f f n FI I L PONTE PENDINI Cl s e a c i i o a ca Lnghzzai i u e f l Di me t o a r Diametro Sp s s o e e r COL A RI L Cl s e a c i i o a ca ner sseuni I t a f Sp s s o e e r DI S ANZ A T ORI MECCANI CI T I Lunghezza MANICOTTO DI RACCORDO Si e ma d i s s a g o st i f i U NI F Classe di acciaio Pa s o s Cl s e a c i i o a ca Si e ma d i s s a g o st i f i ungezza L h Di me t o a r Altezza teorica CAPI CORDA E SNO DI Cl s e a c i i o a ca Tp o o g a s n d o i l i o α α =1 α =2 Tp o o g a i l i Spessore Ca a e r s c h e me c a n c h e r t i i t c i SMORZ AT ORI Ca a t e s i h e v s c o e r i t c r i s Larghezza sez. trasversale Ma t r a e ei l I t r ase ne ucecm ae aeai L a pt l t r l L a g h e z a d e ’ mp a c t o r l i l a Co n e s o n e c a s o n t a v r s o n i - r e i F r ma d e a s e z o e o l i n TRATTAMENTI TERRENI Altezza sez. trasversale Lr gezzadl cssoe a h e a n Al z z a d l c s s o e e t e a n L u n h e z a e l o mp o n n e g z d c et Va i a i n e d e e c o mp n e n i r zo l o t ungezza L h Altezza dei conci Al z z a e t PI A T RE A T ERAL I S L Sp s s o e e r HI GHWAY BOX ES DIAFRAMMI Classe di calcestruzzo Cl s e a c i i o a ca Lr heza ag z CAS SONI ST RADA I L Al z z a e t R RI D MENT I T RASVERSA I I G I I L Assemblaggio dei conci Sp s s o e e r Cl s e a c i i o a ca Sp s s o e e r BRI G E DECK D I t r ase ne Tp o o g a i l i RI S B Spessore Cl s e a c i i o a ca Ar a e s s e t e e r i t n Mo me t d ’ e r i a ni i n z IMPA LCATO C OR RENTE Classe di acciaio Tp o o g a i l i SAL DAT URE Mo a l à r a l z a i a d t e i zt v i Larghezza Cl s e a c i i o a ca F r ma d e a s e z o e o l i n Lr gezzadl cssoe a h e a n Al z z a d l c s s o e e t e a n L u n h e z a e l o mp o n n e g z d c et Va i a i n e d e e c o mp n e n i r zo l o t Sp s s o e e r PIASTRE LATERALI PI A T RE A T ERAL I S L Cl s e a c i i o a ca Lunghezza ungezza L h Al z z a e t R RI D M E I I G I I N T RAI LWAY BOX L ONGI U DI AL I T N Sp s s o e e r Cl s e a c i i o a ca CASSONE F ERROVIARI O Tecniche di costruzione Classe Acciaio Al z z a e t Sp s s o e e r I t r ase ne RI S B Tp o o g a i l i Cl s e a c i i o a ca Modalità di connessione Ar a e s s e t e e r i t n Mo me t d ’ e r i a ni i n z Tp o o g a i l i SAL DAT URE Mo a l à r a l z a i a d t e i zt v i Cl s e a c i i o a ca Spessore F r ma d e a s e z o e o l i n Lagezzadl r aer o r h et v s Al z z a d l r a e r o t e et v s L u n h e z a e l o mp o n n e g z d c et τ =1 τ Cubature =2 τ Va i a i n e d e e c o mp n e n i r zo l o t ungezza L h Altezza Lr heza ag z PI AS RA SUP RI ORE T E Sp s s o e e r CROS GI DER S R Cl s e a c i i o a ca ungezza L h MOVIMENTI DI TERRA Lr heza ag z PI ST RA N F ERI ORE A I T RAVERS O Larghezza Sp s s o e e r Cl s e a c i i o a ca ungezza L h IRRIGIDIMENTI TRASVERSALI Al z z a e t PI A T RE A T ERAL I S L Sp s s o e e r Tecniche di intervento Passo Cl s e a c i i o a ca Lr heza ag z Al z z a e t R RI D MENT I T RASVERSA I I G I I L Sp s s o e e r Cl s e a c i i o a ca GAMBE ELEM. CORRENTI Al z z a e t Sp s s o e e r Classe Acciaio I t r ase ne RI S B Tp o o g a i l i SAL DAT URE Mo a l à r a l z a i a d t e i zt v i Cl s e a c i i o a ca Modalità di connessione Ar a e s s e t e e r i t n Mo me t d ’ e r i a ni i n z Tecniche di intervento Tp o o g a i l i Cl s e a c i i o a ca φ φ =1 φ = 2 Spessore ungezza L h Lr heza ag z PI AS RA SUP RI ORE T E Sp s s o e e r Cl s e a c i i o a ca ungezza L h Lunghezza Lr heza ag z PI ST RA N F ERI ORE A I Sp s s o e e r Cl s e a c i i o a ca ungezza L h Lunghezza Al z z a e t PI A T RE A T ERAL I S L Larghezza Sp s s o e e r Cl s e a c i i o a ca Lr heza ag z N NER I IRRIGIDIMENTI LONG. Al z z a e t R RI D MENT I T RASVERSA I I G I I L Sp s s o e e r Passo Cl s e a c i i o a ca INT E RNE Al z z a e t Sp s s o e e r I t r ase ne RI S B Tp o o g a i l i Classe Acciaio Cl s e a c i i o a ca Ar a e s s e t e e r i t n Interferro Mo me t d ’ e r i a ni i n z APPROACH SP AN Tp o o g a i l i SAL DAT URE Mo a l à r a l z a i a d t e i zt v i Modalità di connessione Cl s e a c i i o a ca ZO NE SPEC I LI DI A IMPA LCATO Tp o o g a i l i Ca a e r s c h e me c a n c h e r t i i t c i CARPENTERIE PI ST NI L ONGI U D N AL I O T I Ca a t e s i h e v s c o e r i t c r i s Ma t r a e ei l Spessore Tp o o g a i l i Ca a e r s c h e me c a n c h e r t i i t c i PI T ONI T RASV RSAL I S E Ca a t e s i h e v s c o e r i t c r i s Ma t r a e ei l APPOGGI DI EST REMI À T OUT ER Copriferro Gr d d i b e t à a i i r l Curvatura Tp o o g a i l i Ca a e r s c h e me c a n c h e r t i i t c i GI UNT DI L A AZ O NE F ERR. I T I Ma t r a e ei l Sc o r me n o i t T ERMINALI Tl e a n a ol r z SISTEMI FRANGIVENTO Tp o o g a i l i Ca a e r s c h e me c a n c h e r t i i t c i GI NT I DI AT AZ ONE ST RAD. U L I Rapporto vuoto/pieno Ma t r a e ei l Sc o r me n o i t Gr d d i b e t à a i i r l Classe Acciaio Passo Modalità di connessione SALDATURE Gr i t e s e r i gl ai t n i Hi h way sy stem g LATO SICILIA Modalità di assem bl. dei conci Gr l a i n e n i i gi t i t r Classe di acciaio Si e mi i r e n t a st d t u i Stradale So r s t u u r a s a d a e v a r t r t l Ba i r e r r e Altezza Ac e s i c s Dr e a g g i n Seco nda ry struct ural sy stem Se n a e i a s t a a l e g l t c r d Ro a e t i Bl c c i d i s s g g o o h i a i f Sist ema stru ttu rale sec on d ario Classe Acciaio Pi s r a n e n a e s e r a a t i t r - t n Ta v r s n e r e i Ra l wa y s yste m i Te a o d l n a l i i i e Gr i t e s e r i gl ai t n i Fe roviario r Ar m n o e r v a r o m a et f oi i Gr l a i n e n i i gi t i t r Spessore Ma c a p e i f r o v a i r i i d er i r Ba i r e r r e ARMATURE Si e mi i r e n t a st d t u i Dr e a g g i n PIASTRE LATERALI Se g n l t c a e r o i r a aei f vai Si ste mi me cc an i i c Larghezza Diametro CALCESTRUZZO Ac e s i c s Cubatura S l m no qudnoi vi m ai et i i i c t l I u mi a z o n e t a d l e n e n a l n i sr a i t r Op era ti n o I u mi a z o e s t a d l e s t r a l n i n r a e en Si stem i el ettri i c Funziona mento Auxili ary struct ural sy stem Lunghezza Tr z o n e e r o v a a ai f r i i r Di t b . e a m e e t i a si r i . l r c l Prote zi on i me cc an i he c Modalità di connessione Ca r - p n t e i s e v z o i o r d r i i Ma in n n e te a c Eq ui pa gg i men ti a Manutenz ione As e n s r - mo t c a i h i c oi n a r c Ta s a o i s i c v i r l t r u a Classe Acciaio Si tema di s mon i o r gg i t a o Eme rg n cy e E me gen r za Peso De m d i a z o n e u i f c i I mp e me a i z z a i n e r bi l zo Si tema di s mon i o r gg i t a o Sist ema stru ttu rale au sil iario Si ste mi me cc an i i c Classe Spessore Si stem i el ettri i c Eq ui pa gg i men ti a IRRIGIDIMENTI TRASVERSALI Al me t z o n e d i a i n ai i r c CONCIO DI SOMMITÀ Passo GETTI IN C.A. Modalità di connessione Classe Acciaio Spessore Granulometria degli aggregati Lunghezza IRRIGIDIMENTI LONG. Larghezza Passo Altezza Modalità di connessione SALDATURE Modalità di assem bl. dei conci Lunghezza Altezza ANTENNA LATO SICILIA Classe Acciaio Spessore PIASTRE LATERALI Profondità Larghezza Lunghezza ZAVORRA Modalità di connessione Peso Classe Acciaio Spessore Cubatura IRRIGIDIMENTI TRASVERSALI Passo Modalità di connessione CONCIO DI BASE Classe di calcestruzzzo Classe Acciaio Spessore Granulometria degli aggregati Lunghezza IRRIGIDIMENTI LONG. Larghezza Passo Larghezza Modalità di connessione SALDATURE Modalità di assem bl. dei conci Lunghezza Classe Acciaio TIRAFONDI November 2013 Diametro ACCESSI ED ARREDI Scala di accesso PIASTRE DI ANCORAGGIO Lunghezza Spessore Classe CARRIPONTE DI SERVIZIO Classe di acciaio Portata DISP. CONTR.VORTEX-SHEDDING Sm orzamento ELEMENTI SECONDARI Dimensioni Massa Costante elastica Diametro β β =1 TESTATA DI ANCORAGGIO β =2 Lunghezza Larghezza sez. trasversale BARRE PRECOMPRESSIONE Altezza sez. trasversale Altezza PYLONS Numero Assemblaggio Classe Acciaio Classe di acciaio Spessore ANTENNE PIASTRE LATERALI Larghezza Lunghezza Diametro Modalità di connessione MANICOTTO DI RACCORDO Classe Acciaio TRAVERSI Spessore ANCHORAGES Classe di acciaio
  28. 28. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com
  29. 29. www.francobontempi.org BASI DEL PROGETTO CONFIGURAZIONE TOPOLOGICA presenza di Via Forcella ANALISI STORICA 1 comportamento esplicato durante il sisma IN PIANTA REGOLARITA' STRUTTURALE IN ELEVAZIO NE Str o N GER integrazione dei diaframmi di testa www.stronger2012.com IN SOMMITA' coronamento principale completamento 2 DISPOSIZIONI PER GARANTIRE L'INTEGRITA' STRUTTURALE INCATENAME NTI blocco NO blocco SE CONNESSIONI DISTRIBUITE INTEGRAZIONI DELLA CAPACITA' MECCANICA 3 disposizione in pianta piano terra indicazioni per le iniziezioni di miscele leganti e disposizioni di reti di rinforzo primo e secondo piano disposizioni di reti di rinforzo disposizioni indicative in facciata dei principali rinforzi in rete disposizione in facciata 4 November 2013 ELEMENTI SPECIALI 29
  30. 30. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org
  31. 31. structural organization tight couplings loose www.francobontempi.org COMPLEXITY CONCERN mechanical behavior November 2013 linear interactions nonlinear 31
  32. 32. www.francobontempi.org Factors influencing Structural Complexity NON LINEAR Str o N GER TIGHT www.stronger2012.com COUPLING INTERACTIONS CONNECTIONS BEHAVIOR LINEAR LOOSE LOW AMBIGUITY UNCERTAINTY HIGH November 2013 www.francobontempi.org 32
  33. 33. www.francobontempi.org Nonlinearity MAIN CABLES TOWERS Str o N GER GEOMETRIC NONLINEARITY HANGERS www.stronger2012.com 777 183 3300 183 +383.00 +54.00 +52.00 627 +383.00 +77.00 m +63.00 +118.00 CONTROL DEVICES MATERIAL NONLINEARITY SOIL BEHAVIOR SOIL/STRUCTURE INTERFACE November 2013 www.francobontempi.org CONTACT 33
  34. 34. www.francobontempi.org Uncertainty GEOMETRY AND MATERIAL Str o N GER 777 183 3300 183 +383.00 www.stronger2012.com +54.00 +52.00 627 +383.00 +77.00 m +63.00 +118.00 LOADING SYSTEM STRUCTURAL MODEL November 2013 www.francobontempi.org 34
  35. 35. www.francobontempi.org Interactions TRAFFIC – STRUCTURE Str o N GER 777 183 3300 183 +383.00 www.stronger2012.com +54.00 +52.00 627 +383.00 +77.00 m +63.00 +118.00 WIND - STRUCTURE SOIL - STRUCTURE GLOBAL/LOCAL STRUCTURAL BEHAVIOUR November 2013 www.francobontempi.org 35
  36. 36. RELIABILITY A way to assess the dependability of a system ATTRIBUTES AVAILABILITY MAINTAINABILITY SAFETY the trustworthiness of a system which allows reliance to be justifiably placed on the service it delivers SECURITY INTEGRITY DEPENDABILITY of STRUCTURAL SYSTEMS Str o N GER FAULT THREATS An understanding of the things that can affect the dependability of a system ERROR FAILURE Low level / passive performance it is a defect and represents a potential cause of error, active or dormant the system is in an incorrect state: it may or may not cause failure permanent interruption of a system ability to perform a required function under specified operating conditions FAULT TOLERANT DESIGN www.stronger2012.com www.francobontempi.org High level / active performance FAULT DETECTION MEANS FAULT DIAGNOSIS ways to increase the dependability of a system 36 FAULT MANAGING
  37. 37. www.francobontempi.org TIME HORIZON Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 37
  38. 38. www.francobontempi.org HPLC vs LPHC Events Str o N GER www.stronger2012.com HPLC LPHC PROBLEM FRAMEWORK HIGH PROBABILITY LOW CONSEQUENCES LOW PROBABILITY HIGH CONSEQUENCES Deterministic QUALITATIVE / DETERMINISTIC ANALYSIS PRAGMATIC SCENARIOS ANALYSIS COMPLEXITY: Nonlinear Behavior and Structural Organization Stochastic November 2013 QUANTITATIVE PROBABILISTIC ANALYSIS 38
  39. 39. www.francobontempi.org FAILURE CONCERN Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 39
  40. 40. www.francobontempi.org Str o N GER Timeline e snodo causale ASPETTI STRUTTURALI / PROGETTUALI t PROGETTO CARENTE MANCATO RISPETTO NORME TECNICHE COSTRUZIONI 2 COMPRENSIONE DEL SISTEMA STRUTTURALE ESISTENTE (AGGREGATO EDILIZIO) INSUFFICIENTE CROLLO INIZIO ATTIVITA' DI DEMOLIZIONE NON ADEGUATA MANCATA VIGILANZA AMMINISTRAZIONI PIANO DI DEMOLIZIONE NON ADEGUATO / MANCANZA PROGETTO DI DEMOLIZIONE ESTESA MANCATO CONTROLLO DIREZIONE LAVORI / RESPONSABILE SICUREZZA IN FASE DI ESECUZIONE PRATICA EDILIZIA PRATICA URBANISTICA ASPETTI AUTORIZZATIVI / AMMINISTRATIVI 1 ASPETTI REALIZZATIVI / SICUREZZA SUL LAVORO November 2013 www.francobontempi.org 3 40
  41. 41. www.francobontempi.org ASPETTI STRUTTURALI / PROGETTUALI PROGETTO CARENTE MANCATO RISPETTO NORME TECNICHE COSTRUZIONI COMPRENSIONE DEL SISTEMA STRUTTURALE ESISTENTE (AGGREGATO EDILIZIO) INSUFFICIENTE CROLLO Str o N GER INIZIO ATTIVITA' DI DEMOLIZIONE NON ADEGUATA MANCATA VIGILANZA AMMINISTRAZIONI PIANO DI DEMOLIZIONE NON ADEGUATO / MANCANZA PROGETTO DI DEMOLIZIONE ESTESA MANCATO CONTROLLO DIREZIONE LAVORI / RESPONSABILE SICUREZZA IN FASE DI ESECUZIONE PRATICA EDILIZIA PRATICA URBANISTICA ASPETTI AUTORIZZATIVI / AMMINISTRATIVI ASPETTI REALIZZATIVI / SICUREZZA SUL LAVORO A. Costruzione esistente B. Aggregato edilizio November 2013 www.francobontempi.org 41
  42. 42. www.francobontempi.org ASPETTI STRUTTURALI / PROGETTUALI PROGETTO CARENTE MANCATO RISPETTO NORME TECNICHE COSTRUZIONI COMPRENSIONE DEL SISTEMA STRUTTURALE ESISTENTE (AGGREGATO EDILIZIO) INSUFFICIENTE CROLLO Str o N GER INIZIO ATTIVITA' DI DEMOLIZIONE NON ADEGUATA MANCATA VIGILANZA AMMINISTRAZIONI PIANO DI DEMOLIZIONE NON ADEGUATO / MANCANZA PROGETTO DI DEMOLIZIONE ESTESA MANCATO CONTROLLO DIREZIONE LAVORI / RESPONSABILE SICUREZZA IN FASE DI ESECUZIONE PRATICA EDILIZIA PRATICA URBANISTICA ASPETTI AUTORIZZATIVI / AMMINISTRATIVI ASPETTI REALIZZATIVI / SICUREZZA SUL LAVORO Purtroppo, i crolli nella regione Puglia non appaiono infrequenti e lo stesso isolato aveva avuto una grave crisi strutturale con ordine di sgombero (edificio con affaccio su Via De Leon). Tale circostanza, sicuramente nota all’Ufficio Tecnico, avrebbe potuto suggerire ai funzionari dell’Ufficio un’attenzione maggiore di quella usualmente richiesta, rammentando ai professionisti proponenti che ci si trovava ad operare in un edificio esistente in muratura all’interno di un impianto strutturale di fatto unico 1 A. Costruzione esistente B. Aggregato edilizio November 2013 www.francobontempi.org 42
  43. 43. www.francobontempi.org ASPETTI STRUTTURALI / PROGETTUALI PROGETTO CARENTE MANCATO RISPETTO NORME TECNICHE COSTRUZIONI COMPRENSIONE DEL SISTEMA STRUTTURALE ESISTENTE (AGGREGATO EDILIZIO) INSUFFICIENTE CROLLO Str o N GER INIZIO ATTIVITA' DI DEMOLIZIONE NON ADEGUATA MANCATA VIGILANZA AMMINISTRAZIONI PIANO DI DEMOLIZIONE NON ADEGUATO / MANCANZA PROGETTO DI DEMOLIZIONE ESTESA MANCATO CONTROLLO DIREZIONE LAVORI / RESPONSABILE SICUREZZA IN FASE DI ESECUZIONE PRATICA EDILIZIA PRATICA URBANISTICA ASPETTI AUTORIZZATIVI / AMMINISTRATIVI ASPETTI REALIZZATIVI / SICUREZZA SUL LAVORO Le ripercussioni del non aver considerato con diligenza e perizia l’edificio da demolire come inserito di fatto in un aggregato edilizio hanno comportato superficialità e negligenza nello sviluppo degli aspetti relativi alle fasi di demolizione. Il piano di sicurezza e coordinamento appare insufficiente, come lo è il piano di demolizione da inserire al suo interno. 2 November 2013 www.francobontempi.org Purtroppo, i crolli nella regione Puglia non appaiono infrequenti e lo stesso isolato aveva avuto una grave crisi strutturale con ordine di sgombero (edificio con affaccio su Via De Leon). Tale circostanza, sicuramente nota all’Ufficio Tecnico, avrebbe potuto suggerire ai funzionari dell’Ufficio un’attenzione maggiore di quella usualmente richiesta, rammentando ai professionisti proponenti che ci si trovava ad operare in un edificio esistente in muratura all’interno di un impianto strutturale di fatto unico 1 A. Costruzione esistente B. Aggregato edilizio 43
  44. 44. www.francobontempi.org ASPETTI STRUTTURALI / PROGETTUALI PROGETTO CARENTE MANCATO RISPETTO NORME TECNICHE COSTRUZIONI COMPRENSIONE DEL SISTEMA STRUTTURALE ESISTENTE (AGGREGATO EDILIZIO) INSUFFICIENTE CROLLO Str o N GER INIZIO ATTIVITA' DI DEMOLIZIONE NON ADEGUATA MANCATA VIGILANZA AMMINISTRAZIONI PIANO DI DEMOLIZIONE NON ADEGUATO / MANCANZA PROGETTO DI DEMOLIZIONE ESTESA MANCATO CONTROLLO DIREZIONE LAVORI / RESPONSABILE SICUREZZA IN FASE DI ESECUZIONE PRATICA EDILIZIA PRATICA URBANISTICA ASPETTI AUTORIZZATIVI / AMMINISTRATIVI ASPETTI REALIZZATIVI / SICUREZZA SUL LAVORO La stessa inadeguatezza, a livello di omissione, è ravvisabile da parte delle istituzioni e degli attori cui è delegata la vigilanza. 3 November 2013 Le ripercussioni del non aver considerato con diligenza e perizia l’edificio da demolire come inserito di fatto in un aggregato edilizio hanno comportato superficialità e negligenza nello sviluppo degli aspetti relativi alle fasi di demolizione. Il piano di sicurezza e coordinamento appare insufficiente, come lo è il piano di demolizione da inserire al suo interno. 2 www.francobontempi.org Purtroppo, i crolli nella regione Puglia non appaiono infrequenti e lo stesso isolato aveva avuto una grave crisi strutturale con ordine di sgombero (edificio con affaccio su Via De Leon). Tale circostanza, sicuramente nota all’Ufficio Tecnico, avrebbe potuto suggerire ai funzionari dell’Ufficio un’attenzione maggiore di quella usualmente richiesta, rammentando ai professionisti proponenti che ci si trovava ad operare in un edificio esistente in muratura all’interno di un impianto strutturale di fatto unico 1 A. Costruzione esistente B. Aggregato edilizio 44
  45. 45. www.francobontempi.org ASPETTI STRUTTURALI / PROGETTUALI PROGETTO CARENTE MANCATO RISPETTO NORME TECNICHE COSTRUZIONI COMPRENSIONE DEL SISTEMA STRUTTURALE ESISTENTE (AGGREGATO EDILIZIO) INSUFFICIENTE CROLLO INIZIO ATTIVITA' DI DEMOLIZIONE NON ADEGUATA Str o N GER MANCATA VIGILANZA AMMINISTRAZIONI PIANO DI DEMOLIZIONE NON ADEGUATO / MANCANZA PROGETTO DI DEMOLIZIONE ESTESA MANCATO CONTROLLO DIREZIONE LAVORI / RESPONSABILE SICUREZZA IN FASE DI ESECUZIONE PRATICA EDILIZIA PRATICA URBANISTICA ASPETTI AUTORIZZATIVI / AMMINISTRATIVI ASPETTI REALIZZATIVI / SICUREZZA SUL LAVORO appare dirimente l’utilizzo di un mezzo meccanico di una certa grandezza (terna) e l’eliminazione dell’ultimo contrafforte, costituito da un muro perpendicolare (a quello in comune fra l’edificio da demolire e l’edificio crollato), di fatto lavorante come contrafforte, all’esterno di una volte a botte la cui spinta non è stato più possibile equilibrare. 4 November 2013 La stessa inadeguatezza, a livello di omissione, è ravvisabile da parte delle istituzioni e degli attori cui è delegata la vigilanza. 3 Le ripercussioni del non aver considerato con diligenza e perizia l’edificio da demolire come inserito di fatto in un aggregato edilizio hanno comportato superficialità e negligenza nello sviluppo degli aspetti relativi alle fasi di demolizione. Il piano di sicurezza e coordinamento appare insufficiente, come lo è il piano di demolizione da inserire al suo interno. 2 www.francobontempi.org Purtroppo, i crolli nella regione Puglia non appaiono infrequenti e lo stesso isolato aveva avuto una grave crisi strutturale con ordine di sgombero (edificio con affaccio su Via De Leon). Tale circostanza, sicuramente nota all’Ufficio Tecnico, avrebbe potuto suggerire ai funzionari dell’Ufficio un’attenzione maggiore di quella usualmente richiesta, rammentando ai professionisti proponenti che ci si trovava ad operare in un edificio esistente in muratura all’interno di un impianto strutturale di fatto unico 1 A. Costruzione esistente B. Aggregato edilizio 45
  46. 46. www.francobontempi.org Profilo di responsabilità ASPETTI STRUTTURALI / PROGETTUALI PROGETTO CARENTE Str o N GERCROLLO MANCATO RISPETTO NORME TECNICHE COSTRUZIONI COMPRENSIONE DEL SISTEMA STRUTTURALE ESISTENTE (AGGREGATO EDILIZIO) INSUFFICIENTE INIZIO ATTIVITA' DI DEMOLIZIONE NON ADEGUATA MANCATA VIGILANZA AMMINISTRAZIONI PIANO DI DEMOLIZIONE NON ADEGUATO / MANCANZA PROGETTO DI DEMOLIZIONE ESTESA MANCATO CONTROLLO DIREZIONE LAVORI / RESPONSABILE SICUREZZA IN FASE DI ESECUZIONE responsabilità PRATICA EDILIZIA PRATICA URBANISTICA ASPETTI AUTORIZZATIVI / AMMINISTRATIVI ASPETTI REALIZZATIVI / SICUREZZA SUL LAVORO tempo November 2013 www.francobontempi.org 46
  47. 47. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org
  48. 48. 1st level: Material Point 3rd level: Structural Element 4th level: Structural System November 2013 www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com 2nd level: Element Section Usual ULS & SLS Verification Format Levels of Structural Crisis Structural Robustness Assessment www.francobontempi.org 48
  49. 49. Bad vs Good Collapse STRUCTURE & LOADS Collapse Mechanism “IMPLOSION” OF THE STRUCTURE NO SWAY SWAY www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com is a process in which objects are destroyed by collapsing on themselves “EXPLOSION” OF THE STRUCTURE is a process NOT CONFINED
  50. 50. www.francobontempi.org Design Strategy #1: Continuity Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 50
  51. 51. www.francobontempi.org Design Strategy #2: Segmentation Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 51
  52. 52. Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 Edificio alto www.francobontempi.org www.francobontempi. org 52
  53. 53. Str o N GER www.francobontempi. org Analisi di un componente tipico www.stronger2012.com November 2013 D0 www.francobontempi.org
  54. 54. Str o N GER Scenari (1-2) www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi. org D1 www.francobontempi.org D2
  55. 55. Str o N GER Scenari (3-4) www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi. org D3 www.francobontempi.org D4
  56. 56. Str o N GER www.stronger2012.com Modalità di collasso (1-2) November 2013 D1 www.francobontempi.org D2 www.francobontempi. org
  57. 57. Str o N GER www.stronger2012.com Modalità di collasso (3-4) November 2013 D3 www.francobontempi.org D4 www.francobontempi. org
  58. 58. Sintesi dei risultati: elemento critico www.francobontempi. org 0 4 Lo scenario D4 è quello più cattivo: l’elemento strutturale critico individuato è la colonna più esterna! Str o N November 2013 GER www.stronger2012.com www.francobontempi.org
  59. 59. Str o N GER www.stronger2012.com Modellazione edificio alto November 2013 3/31/2011 www.francobontempi.org www.francobontempi. org
  60. 60. Str o N GER www.francobontempi. org www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org
  61. 61. Str o N GER www.stronger2012.com Scenari di danneggiamento www.francobontempi. org Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 Scenario 4 (1 asta eliminata) (3 aste eliminate) (5 aste eliminate) (7 aste eliminate) November 2013 www.francobontempi.org
  62. 62. Str o N GER www.stronger2012.com Collasso secondo scenario 1 November 2013 www.francobontempi. org www.francobontempi.org
  63. 63. Str o N GER www.stronger2012.com Collasso secondo scenario 2 November 2013 www.francobontempi. org www.francobontempi.org
  64. 64. Str o N GER www.stronger2012.com Collasso secondo scenario 3 November 2013 www.francobontempi. org www.francobontempi.org
  65. 65. Str o N GER www.stronger2012.com Collasso secondo scenario 4 November 2013 www.francobontempi. org www.francobontempi.org
  66. 66. Str o N GER Sintesi dei risultati www.stronger2012.com Moltiplicatore Ultimo e sua variazione λu 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 www.francobontempi. org Delta u ∆ λF Fλu 0,48 4,05 D0 3,57 D1 0,86 3,19 1,41 1,65 2,64 2,40 D3 D4 D2 Scenario di danneggiamento Si hanno valutazioni quantitive del comportamento strutturale in presenza di danno! November 2013 www.francobontempi.org
  67. 67. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org
  68. 68. www.francobontempi.org TOOLS Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 68
  69. 69. www.francobontempi.org www.stronger2012.com LS SA FP LG CC FG fb PO KG SM Franco Str o N GER FB Luca Stefania Francesco Luisa Chiara Filippo Francesca Pierluigi Konstanti nos Sauro Bontempi Sgambi Arangio Petrini Giuliani Crosti Gentili Brando Olmati Gkoumas Manenti
  70. 70. www.francobontempi.org Analysis Strategy #1: Sensitivity governance of priorities Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 70
  71. 71. www.francobontempi.org Analysis Strategy #2: Bounding behavior governance Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 71
  72. 72. www.francobontempi.org Analysis Strategy #3: Redundancy Human Factor Governance Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 72
  73. 73. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com OBJECTS & EXPERTISES November 2013 www.francobontempi.org 73
  74. 74. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com BRIDGE ANALYSIS AND DESIGN November 2013 www.francobontempi.org 74
  75. 75. www.francobontempi.org Cujaba River Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 75
  76. 76. Etsch November 2013 www.francobontempi.org Str o N GER www.francobontempi.org www.stronger2012.com 76
  77. 77. Mendelstrasse November 2013 www.francobontempi.org Str o N GER www.francobontempi.org www.stronger2012.com 77
  78. 78. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com MESSINA STRAIT BRIDGE (2001-2006) November 2013 www.francobontempi.org 78
  79. 79. Numerical Modeling for the Structural Analysis and Design of MESSINA STRAIT BRIDGE: subdivision and development of activities. www.francobontempi.org STRUCTURAL QUALITY - design life - railway runability - highway runability - free channel - robustness - durability - management 1 2 BOUNDARY CONDITIONS GLOBAL GEOMETRY AND TOPOLOGY CONSTRAINTS: rigid and elastic constraints, imposed displacements ANTROPIC ACTIONS a) permanent loading system b) variable - railway - highway c) accidental BASIC STRUCTURAL CONFIGURATION CONVENTIONAL MODELING: QUASI STATIC REPRESENTATION NATURAL ACTIONS - temperature - wind - earthquake 3 4 PARAMETERS - individuation - definition - uncertainty - description - bounding GLOBAL MODELING - 2D - 3D TOPOLOGY - suspension system - towers - towers foundation - anchor system - main deck - deck landing - ... GLOBAL GEOMETRY - main span - sx span - dx span SECTIONAL GEOMETRY - continuous girder sections - transverse section - main cables - hangers - towers - secondary elements MATERIALS CHARACTERISTICS - girders - cables November 2013 FB - june 6, 2005 / franco.bontempi@uniroma1.it DETAILED MODELING ALTERNATIVE STRUCTURAL CONFIGURATIONS EXPERT AND FIXED CHOICES LOCAL OPTIMIZATION - girders section - transverse section - restraint zone 6 GLOBAL OPTIMIZATION - topology - morphology - parametric EXTENDED MODELING 5 MODELING WITH DYNAMIC INTERACTION www.francobontempi.org MEASURES a) qualitative b) materials volumes c) serviceability - modal characteristics - deflections - deformations - reversibility d) collapse scenarios - collapse characteristics - robustness e) accidental scenarios - configurations - risks SYNTHESIS OF STRUCTURAL SOLUTION AND DOCUMENTATION 79 7
  80. 80. Analysis of the Messina Strait Bridge Sap 2000 Str o N GER www.francobontempi.org www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 80
  81. 81. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 81
  82. 82. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 82
  83. 83. www.francobontempi.org Multilevel Modeling and Analysis Global analysis / Macro-level models (Synthesis) Str o N GER www.stronger2012.com Meso-level models Micro-level models November 2013 www.francobontempi.org 83
  84. 84. www.francobontempi.org 1 ELEMENTS Soil-Structure Interaction SEP 14 2005 15:49:11 U ROT Str o N GER www.stronger2012.com Z X November 2013 June 2011 Y www.francobontempi.org www.francobontempi.org 84
  85. 85. www.francobontempi.org Analysis with Seismic Action dA(t) Str o N x GER Zone D z z x y dB(t) y z www.stronger2012.com Zone A 0.25 0.2 0.2 0.15 0.1 0.15 0 10 20 30 40 -0.1 -0.15 50 60 70 0.05 0 -0.05 0 10 20 30 40 50 60 -0.1 -0.15 -0.2 70 spostam ento(m ) 0 spostam ento(m ) 0.1 0.05 0.1 0.05 0 -0.05 tempo(s) 10 20 30 40 50 60 70 -0.1 -0.2 -0.25 -0.25 tempo(s) November 2013 0 -0.15 -0.2 -0.25 y dD(t) Vertical signal 0.25 0.15 spostamento(m) y Transversal signal 0.2 z x Zone B 0.25 -0.05 dC(t) x Longitudinal signal Zone C www.francobontempi.org tempo(s) 85
  86. 86. www.francobontempi.org Wind-traffic Interactions Tiro cavi all'ancoraggio Sponda siciliana, lato nord Sponda calabrese, lato nord Sponda siciliana, lato sud Sponda calabrese, lato sud 140000 AXIAL FORCE IN THE MAIN CABLES Str 135000 o N GER Vento = f(s,t) www.stronger2012.com Vento = f(s,t) Tiro (Ton) 130000 125000 120000 115000 600 1100 1600 2100 Tempo (s) 2600 3100 86
  87. 87. www.francobontempi.org ENGINEERING DISCIPLINES Str o N GER Performance-Based Wind Engineering (PBWE) PERFORMANCEBASED ENGINEERING (PBE) PBWE ENVIRONMENT / ACTIONS www.stronger2012.com WIND ENGINEERING STRUCTURAL BEHAVIOUR ENVIRONMENT STRUCTURE INTERACTION The Performance-Based Wind Engineering concerns the application of the PBE concept to the Wind Engineering; the main goal is to obtain satisfaction performances whit a certain degree of reliability from the structures under wind action November 2013 PROBABILISTIC FORMULATION www.francobontempi.org CONCEPTUAL FRAMEWORK 2 UNCERTANTIES 1 PROBABILISTIC PROCEDURES 87
  88. 88. www.francobontempi.org Aeroelastic Analysis Structure Wind field ENVIRONMENT EXCHANGE ZONE Aerodynamic and aeroelastic phenomena Structural systems Wind site basic parameters Str o N GER www.stronger2012.com Wind action Site-specific Wind Structural system as modified by service loads Environmental effects (like waves) Non environmental actions Types of uncertainties 1. 2. 3. Aleatory Epistemic Model 1. 2. 3. Aleatory Epistemic Model 1. 2. 3. Aleatory Epistemic Model EXCHANGE ZONE ENVIRONMENT = UNCERTANTY PROPAGATION er riv Vm Mean wind velocity profile Vm+ v(t) Turbulent wind velocity profile 88
  89. 89. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com CODE DEVELOPMENT (2003-2005) November 2013 www.francobontempi.org 89
  90. 90. www.francobontempi.org Italian Code for Constructions D.M. 14 settembre 2005 Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 90
  91. 91. www.francobontempi.org Ambiente di progetto AMBIENTE DI PROGETTO MODELLI DELLE AZIONI Str o N GER www.stronger2012.com FENOMENI DI INTERAZIONE DOMINIO STRUTTURALE MODELLI STRUTTURALI RISPOSTA PRESTAZIONALE Modellazione del problema strutturale e della risposta prestazionale. November 2013 www.francobontempi.org 91
  92. 92. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 92
  93. 93. www.francobontempi.org Robustezza Strutturale QUALITY NOMINAL PERFORMANCE REQUIRED PERFORMANCE DAMAGE or ERROR NOMINAL SITUATION November 2013 www.francobontempi.org 93
  94. 94. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com TALL BUILDING (2005-2006) November 2013 www.francobontempi.org 94
  95. 95. www.francobontempi.org Torre Pontina (Latina) Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 95
  96. 96. www.francobontempi.org Torre Baccari (Latina) Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 96
  97. 97. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com OFFSHORE WIND TURBINES (2007- ... ) November 2013 www.francobontempi.org 97
  98. 98. www.francobontempi.org Analysis and Design of Offshore Wind Turbines (OWT) Str o N GER www.stronger2012.com GLOBAL STRUCTURAL MODELING November 2013 DESIGN ENVIRONMENT MODELING www.francobontempi.org 98
  99. 99. Wind-Waves Nonlinear Interaction for Offshore Wind Turbines (OWT) P u P (t) Turbulent wind Me an w ate r lev w P (t) v P (t) P Vm(zP) Mean wind el Hu b Waves M ud R level z lin e H y vw(z’) y’ x,x’ Current z’ Vcur(z’) el r lev wate Mean www.francobontempi.org h November 2013 line Mud www.francobontempi.org 99
  100. 100. www.francobontempi.org Dependability of Offshore Wind Turbines (OWT) λ = 1.00 λ = 1.10 λ = 1.32 λ = 1.44 Str o N GER www.stronger2012.com Increase 2013 November of damage from the reference baseline ULS configuration to www.francobontempi.org 100 the last equilibrium configuration
  101. 101. www.francobontempi.org Structural Design for OWT Farm of Manfredonia Gulf (Adriatic Sea) Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 101
  102. 102. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com PRECAST CONNECTIONS November 2013 www.francobontempi.org 102
  103. 103. Design of a Cable-Stayed Bracket Str o N GER www.francobontempi.org www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 103
  104. 104. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 104
  105. 105. www.francobontempi.org Vsd Str o N GER >290 <-290 Reinforcement Bars www.stronger2012.com End of external bracket displacement 0,00 -2,00 -3,00 0 500 1000 -4,00 -5,00 -6,00 -7,00 1500 2000 Load [KN] Uy [mm] -1,00 Y X Vsd=600 KN - th=8mm Vsd=850 KN - th=10mm Vsd=1050 KN - th=12mm Vsd=1500 KN - th=18mm -8,00 November 2013 www.francobontempi.org 105
  106. 106. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 106
  107. 107. www.francobontempi.org Innovative Continuity System for Precast Structures Joints Str o N GER www.stronger2012.com 350 000 Part III 300 000 load [N] 250 000 200 000 150 000 100 000 simulated disp. 50 000 0 November 2013 www.francobontempi.org 0 1 2 3 4 vertical displacement [mm] 5 6 107
  108. 108. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com STRUCTURAL FIRE DESIGN November 2013 www.francobontempi.org 108
  109. 109. www.francobontempi.org Fire Safety Engineering Fire Safety Engineering identify risks and design safeguards that aid in preventing, controlling, and mitigating the effects of fires. Str o N GER www.stronger2012.com The fire is a serious danger to the high-rise buildings. In fact, the action of fire may cause collapse mechanisms that can threaten the structural safety. November 2013 In steel structure, some aspects, such as non linear geometry and thermo-plastic material, play particularly important roles cannot be captured by simple unrestrained standard furnace tests on single beams, slabs or columns. Fire safety in tunnels is challenging because of the particular environment, bearing in mind also that a fire can occur in different phases of the tunnel lifecycle. www.francobontempi.org 109
  110. 110. DESIGN RESPONSE www.francobontempi.org SS0b ESTIMATED DESIGN PARAMETERS (1+2) ACTION DEFINITION AND DEVELOPMENT (3+4) SYSTEM PASSIVE AND ACTIVE RESPONSE SS5 life safety: occupant behavior, location and condition SS1 initiation and development of fire and fire efluent SS6 property loss BUS OF INFORMATION ACTION FSE SS0a PRESCRIBED DESIGN PARAMETERS SS2 movement of fire effluent SS7 business interruption SS3 structural response and fire spread beyond enclosure of origin SS8 contamination of environment SS4 detection, activitation and suppression SS9 destruction of heritage SAFETY & PERFORMANCE (0) DESIGN CONSTRAINTS AND POSSIBILITIES RESULTS November 2013 www.francobontempi.org 110
  111. 111. STRUCTURAL CONCEPTION threats www.francobontempi.org Yes No STRUCTURAL TOPOLOGY & GEOMETRY passive structural characteristics threats Yes No STRUCTURAL MATERIAL & PARTS STRUCTURAL SYSTEM CHARACTERISTICS threats Yes No FIRE DETECTION & SUPPRESSION active structural characteristics threats Yes STRUCTURAL SYSTEM WEAKNESS No ORGANIZATION & FIREFIGHTERS threats Yes No alive structural characteristics November 2013 MAINTENANCE & USE threats Yes www.francobontempi.org No 111
  112. 112. www.francobontempi.org Finite Element Modeling Sometimes the first collapse mechanism is not representative of the global collapse of the structure. In these cases advanced structural analyses (dynamic implicit or explicit) should be carried on in order to assess the overall resources of the structure. Point D Point E Point F Point G Str o N GER Point C Point B Point A www.stronger2012.com The progression of the collapse has to be traced up to the global collapse of the structure and numerical problems due to the triggering of local mechanism should be overcome to this purpose. The redundant structure can find different load paths and different load carrying mechanisms to support additional load when local resistance is reached at a single location. 0 5 10 15 20 25 30 TIME [MIN] 0,20 ELEMENT COLLAPSE IMPLICIT (S. C. 1) 0,00 -0,20 Static Diana -1,20 Implicit Diana -1,40 P 15 – Point A Local 17 18 18 18 P 11 – Point B Local 20 20 21 21 P 14 – Point C Local 21 22 23 23 P 5 – Point D Local 21 22 23 23 Local 21 22 23 23 Local 21 22 23 23 B 5 – Point G displacement [m] Explicit Abaqus -1,00 IMPLICIT (S. C. 2) P 10 – Point F Static Abaqus Implicit Abaqus -0,80 STATIC (S. C. 2) P 6 – Point E -0,40 -0,60 EXPLICIT (S. C. 1) Global 21 22 27 27 Local Collapse time [min] Gentili F., Giuliani L., Petrini F., Numerical investigation of fire induced collapse of a single storey two span frame, Proceedings of Eurosteel, 6th European Conference on Steel and Composite Structures, Budapest (Hungary), 31 August – 2 September 2011. November 2013 www.francobontempi.org 112
  113. 113. Str o N GER November 2013 www.francobontempi.org 113 www.francobontempi.org www.stronger2012.com
  114. 114. Scenario n° 1 n° Scenario n° 2 n° #1 Scenario n° 3 n° November 2013 Str o N GER www.francobontempi.org www.stronger2012.com Scenario n° 4 n° www.francobontempi.org 114
  115. 115. Structural Robustness www.francobontempi.org Structural integrity of buildings and safety of people in urban areas have been often endangered in the past by malevolent or accidental fires. The design of active fire safety measures proved to be insufficient in several cases. Under those circumstances, the passive fire resistance of structural elements and the intrinsic robustness of the system are the only measures to rely on, in order to maintain the structural integrity of the building during and after the fire and avoid major economic losses and additional casualties due to collapsing members. Gentili F., Giuliani L., Simulation of the structural behavior of steel-framed buildings in fire, Proceedings of Applications of Structural November 2013 www.francobontempi.org 115 Fire Engineering (ASFE), Prague (Czech Republic), 29-30 April 2011.
  116. 116. www.francobontempi.org Multiphysics The quantitative assessment of structural performance is based on a multi-physics analysis, including: fire risk analysis, fire dynamics, heat transfer and structural behavior. Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 116
  117. 117. www.francobontempi.org Computational Fluid Dynamics - CFD With the wide adoption of performance-based fire safety design, CFD simulation is becoming a routine practice for obtaining the necessary fire design information. CASE OF STUDY An adequate representation of fire can not ignore from the study of some factors: PURLIN Section: HEA 160 Material: S235 BEAM Section: IPE 500 Material: S355 Str o N GER •Fuel Properties; y x •Fuel Location; COLUMN Section: IPE 450 Material: S355 www.stronger2012.com 5m •Ventilation. 7.5 m z 5.5 m 1200 Scenario 1 1000 Scenario 2 The use of standard fire does not necessary give conservative results. Scenario 3 Temperature [°C] CFD models permit a quite realistic representation of fire scenarios, because it takes into account the distribution of fuel, the geometry and the occupancy of individual compartments in a structure. 800 600 Scenario 4 400 200 0 0 5 10 15 time [min] 20 25 30 Gentili F., Grossi L., Bontempi F., Role of CFD in the quantitative assessment of structural performance in fire scenarios, Proceedings www.francobontempi.org 117 of November of Structural Fire Engineering (ASFE), Prague (Czech Republic), 29-30 April 2011. Applications 2013
  118. 118. Str o N GER November 2013 www.francobontempi.org 118 www.francobontempi.org www.stronger2012.com
  119. 119. Interaction among Fire, Heat transfer, Structural and Human behavior Models. Str o N GER November 2013 www.francobontempi.org 119 www.francobontempi.org www.stronger2012.com
  120. 120. www.francobontempi.org Gas Explosion Simulations 010103 restaurant bar Str o N GER unyielding wall 010103 restaurant www.stronger2012.com kitchen bar 010102 yielding wall 0.40 P14 010101 Part III 0.35 P14 010102 0.30 Pressure [ barg ] P14 010103 0.25 0.20 0.15 0.10 Pressure Envelope [barg] 0.05 0.00 -0.05 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 time [ sec ] November 2013 www.francobontempi.org 120 pierluigi.olmati@uniroma1.it
  121. 121. 139 METODO DIRETTO INDUTTIVO LD: Local Damage C: Collapse H: Hazard P[C] = ∑ P[C|LD] P[LD|H] P[H] u c2 collasso Performance = ߣ [%] Performance = 0 Colonna Livello di danno D: è il numero di elementi chiave rimossi contemporaneamente. November 2013 www.stronger2012.com c3 P[LD|H] ≈ 1 Local Damage rimozione istantanea dell’ elemento chiave ߣPStr o N GER successo u(t) c1 PUSHOVER NLD analysis EVENTO D=1 D=2 D=3 un elemento chiave rimosso due elementi chiave rimossi tre elementi chiave rimossi www.francobontempi.org www.francobontempi.org Blast Design Approach 121
  122. 122. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com BOOKS November 2013 www.francobontempi.org 122
  123. 123. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 123
  124. 124. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 124
  125. 125. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 125
  126. 126. Str o N GER www.francobontempi.org www.stronger2012.com THESIS November 2013 www.francobontempi.org 126
  127. 127. www.francobontempi.org Str o N GER 2000 www.stronger2012.com 2001 November 2013 www.francobontempi.org 127
  128. 128. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com 2002 November 2013 www.francobontempi.org 128
  129. 129. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com 2003 November 2013 www.francobontempi.org 129
  130. 130. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com 2004 November 2013 www.francobontempi.org 130
  131. 131. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com 2005 November 2013 www.francobontempi.org 131
  132. 132. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com 2006 November 2013 www.francobontempi.org 132
  133. 133. www.francobontempi.org 2007 Str o N GER www.stronger2012.com 2008 November 2013 www.francobontempi.org 133
  134. 134. www.francobontempi.org 2009 Str o N GER www.stronger2012.com 2010 November 2013 www.francobontempi.org 134
  135. 135. DE GAUDENZI ORIANA TdC BOLDRINI SARA TdC DEMIN ANDREA CM COPPI ALESSIO CM 152 153 154 CONVERSANO SCHWARTZ SAVIOTTI LORENZO RICCARDO ANGELA CM CM TdC 155 156 MEMMO ROMANELLI TdC CM 157 158 159 161 MONTI CICORIA LUCCI MASTROIORIO FRANCESCA MARIA MADDALENA ADRIANO FRANCESCO MAURIZIO PIETRO PSA PSA PSA TdC 162 VITATERNA DARIO TdC 163 MINNOCCI FABIO CM 164 165 166 167 168 169 170 171 172 BUCCHI MANNUCCI KOKKINIOTI MIECZYSLAWA ANANIA MOLINARO ORTENZI CERRI GALIETI FRANCESCA SILVIA CHRYSA FILA ELZBIETA PIETRO STEFANIA MONICA ALBERTO DAVIDE TdC TdC TdC TdC TdC TdC TdC TdC TdC www.francobontempi.org TdC 151 November 2013 DOMENICO 150 2012 CECINI 149 2012 147 148 2011 Stochastic methods for the simulation of seismic signals Energy Harvesting in civil structures under wind action: application of piezoelectric devices Explicit modeling of soil-structure interaction for buildings damage assessment Modellazione avanzata dei nodi semi-rigidi e dei panneli d'anima nello studio del comportamento sismico di strutture in acciaio Analisi non lineare per lo studio delle prestazioni di una struttura ospedaliera soggetta a sisma on-going Analisi strutturale di turbine eoliche offshore Finite Element Analysis of Innovative Solutions of Precast Concrete Beam-Column Ductile Connections on-going on-going Str o N GER www.stronger2012.com on-going on-going on-going Regole di progettazione di strutture in C.A. secondo NTC 2008 Metodi di progetto e verifica di strutture in C.A. secondo NTC 2008 Valutazione del comportamento meccanico dei nodi semi-rigidi nelle strutture in acciaio con il metodo a componenti on-going on-going on-going on-going on-going on-going on-going on-going on-going www.francobontempi.org 135
  136. 136. www.francobontempi.org Str o N GER www.stronger2012.com CONTACTS November 2013 www.francobontempi.org 136
  137. 137. www.francobontempi.org www.francobontempi.org November 2013 www.francobontempi.org 137
  138. 138. La StroNGER S.r.l. è costituita da persone provenienti dal mondo della ricerca universitaria nel settore dell’Ingegneria Civile. A livello personale, i soci lavorano insieme da anni sia nel settore scientifico che in quello professionale, condividendo principi, valori, idee, studio e conoscenze. StroNGER S.r.l. Structures of the Next Generation Energy Harvesting and Resilience Spin-off di ricerca Rome – Athens – Milan – Nice Cote Azur Str o N GER Soci fondatori: Chiara Crosti, Ph.D., P.E. Stefania Arangio, Ph.D., P.E. Francesco Petrini, Ph.D., P.E. Konstantinos Gkoumas, Ph.D., P.E. Coordinatore scientifico: Prof. Franco Bontempi, Ph.D., P.E. STRONGER s.r.l. info@stronger2012.com Sede legale: Via Cardinale Andrea Aiuti 17 00123 - Roma C.F. 12123751005 – P. IVA 12123751005 November 2013 Iscritta al Registro delle Imprese di Roma Nr. REA 1352657 www.stronger2012.com www.francobontempi.org
  139. 139. Progettazione, Adeguamento, Ottimizzazione ≠Strutture complesse composte di materiali tradizionali quali acciaio, cemento armato, muratura e/o elementi prefabbricati, o composte di materiali innovativi ≠Componenti strutturali speciali ≠Ponti pedonali, stradali e ferroviari, con particolare attenzione per quelli di grande luce ≠Gallerie e opere di sostegno ≠Turbine eoliche onshore e offshore ≠Progettazione prestazionale in caso di azioni come quelle eoliche e sismiche ≠Progettazione orientata all'intera vita utile delle opere ≠Valutazione della sicurezza e affidabilità strutturale di costruzioni esistenti ≠Progettazione di interventi di adeguamento su opere civili esistenti al fine di migliorarne le funzionalità o per renderle conformi alle vigenti normative ≠Strategie di monitoraggio strutturale tramite tecniche tradizionali e con integrazione di dati da telerilevamento ≠Identificazione del danno tramite metodi tradizionali e tecniche di soft computing Progettazione, Adeguamento, Ottimizzazione Ingegneria Forense ≠Sviluppo di modelli numerici a elementi finiti a diversa scala di dettaglio e con diversi codici di calcolo commerciali e non ≠Modellazione delle azioni strutturali tramite software specifici ≠Analisi strutturali statiche, dinamiche, lineari, non lineari, termiche etc. Valutazioni di Resilienza Modellazione Numerica Avanzata ≠Valutazione e miglioramento della resilienza di aree urbane e di strutture e infrastrutture strategiche ≠Identificazione degli elementi strategici e definizione delle strategie di miglioramento Valutazioni di Resilienza Sicurezza delle Strutture in caso di Incendio Sicurezza delle Strutture in caso di Incendio ≠Analisi numeriche avanzate di supporto alla progettazione e agli interventi di adeguamento ≠Valutazione della vulnerabilità di costruzioni esistenti Sostenibilità e Recupero Energetico Ingegneria Forense ≠Attività di consulenza tecnica ≠Svolgimento di back analysis per la ricostruzione del processo di November di collasso di opere civili danneggiamento o 2013 Modellazione Numerica Avanzata Sostenibilità e Recupero Energetico www.francobontempi.org ≠Valutazioni di sostenibilità ambientale delle opere civili ≠Progetti per l'ottimizzazione energetica ≠Progetti per l'integrazione di dispositivi per il recupero energetico nelle opere civili
  140. 140. StroNGER S.r.l. was founded by researchers and scientists from the academic world and researchers in the civil engineering field. On a personal level all founding partners work together for many years both in the scientific and professional sector, sharing the same principles, values, ideas, studies and knowledge. StroNGER S.r.l. Structures of the Next Generation Energy Harvesting and Resilience Research spin-off Rome – Athens – Milan – Nice Cote Azur Str o N GER Co-founders: Chiara Crosti, Ph.D., P.E. Stefania Arangio, Ph.D., P.E. Francesco Petrini, Ph.D., P.E. Konstantinos Gkoumas, Ph.D., P.E. Scientific advisor: Prof. Franco Bontempi, Ph.D., P.E. STRONGER s.r.l. info@stronger2012.com Registered office: Via Cardinale Andrea Aiuti 17 00123 - Roma C.F. 12123751005 – P. IVA 12123751005 November 2013 Iscritta al Registro delle Imprese di Roma Nr. REA 1352657 www.stronger2012.com www.francobontempi.org
  141. 141. Design, Rehabilitation, Optimization ≠Complex structures in steel, reinforced concrete and masonry, also precast or with innovative materials ≠Special structural components ≠Pedestrian, highway and railway bridges, with a special focus on long spans ≠Tunnels and foundation works ≠Offshore and onshore wind turbines ≠Performance-based Wind Design & Performance-based Earthquake Design ≠Life-Cycle design and assessment ≠Safety and reliability assessment of existing structures ≠Rehabilitation planning for existing structures for the serviceability improvement or for complying with current codes ≠Structural Health Monitoring also with the integration of remote sensing data ≠Structural damage identification using also soft computing methods Design, Rehabilitation, Optimization Sustainability and Energy Harvesting ≠Development of numerical finite element models of different scale and complexity using both commercial and open-source software ≠Modeling of actions and loads using custom made software ≠Structural analysis of different types: static, dynamic, linear, non-linear, thermic etc. Resilience Advanced Numerical Modeling Resilience ≠Resilience assessment and enhancement of urban areas, structures and strategic infrastructures ≠Identification of strategic elements and definition of improvement techniques Fire Safety Design Fire Safety Design Sustainability and Energy Harvesting ≠Sustainability assessment of structures and infrastructures ≠Energy optimized design ≠Optimal coupling of energy harvesting November 2013 devices with structures and infrastructures Advanced Numerical Modeling Forensic Structural Engineering www.francobontempi.org ≠Advanced numerical modeling for the design and rehabilitation ≠Vulnerability assessment of existing structures Forensic Structural Engineering ≠Technical consulting ≠Back-analysis for the interpretation of structural failures and collapse of civil structures
  142. 142. StroNGER S.r.l. Research Spin-off for Structures of the Next Generation Energy Harvesting and Resilience Rome – Athens – Milan – Nice Cote Azur Str o N GER www.stronger2012.com Sede operativa: Via Giacomo Peroni 442-444, Tecnopolo Tiburtino, 00131 Roma (ITALY) - info@stronger2012.com November 2013 www.francobontempi.org 142
  143. 143. L’ANALISI STRUTTURALE A SUPPORTO DELLA PROGETTAZIONE PRESTAZIONALE Franco Bontempi Professore Ordinario di Tecnica delle Costruzioni Facolta’ di Ingegneria Civile e Industriale Universita’ degli Studi di Roma La Sapienza www.francobontempi.org November 2013 Str o N GER www.stronger2012.com 143

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