Responsabile: Marichela Sepe

Parole chiave: Modellazione sostenibile, materiali, strutture, spazi urbani

Abstract

Il progetto di ricerca proposto mira a fondere competenze e conoscenze attraverso un’attività di ricerca collaborativa tra le unità di ricerca coinvolte i) nel campo della modellazione analitica e numerica di leggi costitutive affidabili, per prevedere la risposta fino alla rottura (collasso) dei materiali da costruzione più importanti utilizzati nella progettazione strutturale. Vengono presi in considerazione materiali tradizionali (come il calcestruzzo e la muratura) e innovativi (come il calcestruzzo e la malta nano-additivati). Nel progetto sono incluse anche le interrelazioni con ii) il contesto urbano ed economico-legale. Dal punto di vista i), il danno negli elementi in muratura FRCM può verificarsi con caratteristiche molto diverse (debonding all’interno del substrato, debonding all’interfaccia FRCM-substrato, debonding all’interfaccia fibra-matrice, scivolamento della fibra, scivolamento della fibra con fessurazione della malta, rottura a trazione della fibra). Ognuno di questi comportamenti è caratterizzato da una diversa legge costitutiva che deve essere identificata e messa in relazione tra loro. La strategia di modellazione si basa su analisi completamente non lineari di edifici tradizionali e storici mediante strategie agli elementi finiti. Lo stato dell’arte sull’argomento denota una forte necessità di fornire metodologie innovative di modellazione strutturale basate su approcci semplificati in grado di simulare il comportamento non lineare degli edifici storici in muratura e di fornire risultati affidabili con un ragionevole sforzo computazionale. Esistono diverse proposte per una simulazione numerica dettagliata dell’interazione FRCM-muratura, considerando un comportamento uniassiale non lineare e tenendo conto di tutti i possibili meccanismi di danno che possono verificarsi con caratteristiche molto diverse. Le interfacce monostrato, solitamente adottate in ambienti software tridimensionali di uso generale, non sono adatte per una corretta simulazione di un comportamento così complesso, ed è necessario introdurre interfacce multistrato opportunamente calibrate. D’altra parte, per le strutture a telaio multipiano, la riduzione di sistemi strutturali complessi, come gli edifici a telaio multipiano, a modelli semplificati di travi equivalenti è stata adottata da molti ricercatori nella letteratura scientifica ed è ancora una sfida aperta di grande interesse. In particolare, la modellazione di edifici che presentano qualche tipo di irregolarità deve essere migliorata e sviluppata. Le grandi strutture sono solitamente studiate con approcci agli elementi finiti. Spesso sono ancora studiate solo in campo lineare. Quando si tiene conto del comportamento non lineare, sono necessari enormi sforzi computazionali, di solito non compatibili con le esigenze pratiche degli ingegneri. Pertanto, le tecniche ultrasoniche non lineari, più sensibili al degrado del materiale in calcestruzzo durante la fase iniziale del danno, saranno considerate in grado di apportare chiari vantaggi in vista della prevenzione dei crolli e della progettazione di interventi di rinforzo tempestivi ed efficaci per le membrature strutturali. Per quanto riguarda il secondo argomento ii) in relazione al primo, il concetto di qualità urbana è ampiamente analizzato negli studi di pianificazione. Ha a che fare con la costruzione della città e delle sue varie componenti: edifici, reti di mobilità, spazi pubblici, attrezzature. La qualità è associata alle condizioni fisiche del sistema urbano e delle sue singole sezioni. Si estende anche alle componenti di base che permettono la costruzione dell’organismo urbano. Il livello di qualità è accompagnato da un livello parallelo (e inverso) di degrado.