RiSEM Rischio Sismico negli Edifici Monumentali Plenary meeting Siena, 20 dicembre 2011

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1 PAR FAS REGIONE TOSCANA Linea di Azione 1.1.a.3 Scienze e tecnologie per la salvaguardia e la valorizzazione dei beni culturali Plenary meeting Siena, 2 dicembre 211 Università degli Studi di Firenze Università degli Studi di Siena

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3 Torre Rognosa Torre Grossa Torre Collegiata Torre del Diavolo Torre Gemella I Torre dei Becci Torre Gemella II Torre Chigi Torri Ardinghelli Torre Pettini Torre Propositura

4 1 anno 2 anno 1 semestre 2 semestre 3 semestre 4 semestre WP1: COORD - Guida, coordinamento, gestione del progetto e disseminazione dei risultati WP2: SISM - Definizione della pericolosità sismica (valutazione della risposta sismica locale e dell interazione dinamica terreno-struttura WP3: RIL - Acquisizione delle caratteristiche geometriche e dell evoluzione storica e degli interventi sul manufatto WP4: CARAT - Definizione delle caratteristiche meccaniche e dinamiche delle torri WP5: VULN - Definizione della vulnerabilità sismica WP6: RIS - Definizione del rischio sismico WP7: ADV Messa a punto di tecniche di indagine e di analisi innovative main deliverables D.1 D.2 D.3 milestones M.1 M.1 M.2 M.3 M,4 Dicembre 211 Giugno 212 Dicembre 212 Giugno 213

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6 PAR FAS REGIONE TOSCANA Linea di Azione 1.1.a.3 Scienze e tecnologie per la salvaguardia e la valorizzazione dei beni culturali Plenary meeting Siena, 2 dicembre 211 Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale

7 Attivazione di 4 assegni di ricerca: Michele Betti, Antonino Maria Marra, Barbara Ortolani, Stefano Renzi Attivazione contratto di collaborazione: Antonello Mennucci Confronti tra diversi metodi di modellazione numerica in campo non lineare Primi approcci alla definizione probabilistica delle curve di fragilità Acquisto di alcune attrezzature : PC, attrezzature per prove sperimentali Università degli Studi di Firenze Università degli Studi di Siena

8 Modellazione numerica del comportamento delle torri Confronti tra diversi metodi di modellazione numerica. Analisi push-over di una parete in muratura: modellazioni a confronto Gianni Bartoli, Michele Betti, Paolo Biagini, Carlo Caccetta, Alberto Ciavattone, Luca Facchini, Antonino Maria Marra, Maurizio Orlando, Barbara Ortolani, Luca Salvatori,Andrea Vignoli WONDERmasonry 211 Workshop on Design for Rehabilitation of Masonry Structures Firenze, 1-11 Novembre 211 parete 1 x 2.5 x 4 m torre 1 x 1 x 2.5 x 4 m Università degli Studi di Firenze Università degli Studi di Siena

9 Pannello A (Pieve Fosciana, Garfagnana). Muratura di pietrame. Prova di taglio-compressione Dimensioni: base = 94.5 cm, altezza = 193 cm, spessore = 61 cm. Proprietà meccaniche di riferimento L. Galano, A. Vignoli (21). Resistenza a Taglio di Murature di Pietrame: Analisi Comparata della Rappresentatività di Tipiche prove di Taglio in Situ. In: X Congresso Nazionale "L'Ingegneria Sismica in Italia", Potenza - Matera,Italia, 9-13 settembre 21. S. Chiostrini, L. Galano e A. Vignoli, In Situ Shear and Compression Tests in Ancient Stone Masonry Walls of Tuscany, Italy, Journal of Testing and Evaluation, ASTM, Vol. 31, n. 4, 23, pp

10 2.5 m 4 m Modellazione numerica non lineare di un pannello di muratura 1 x 4 x 2.5 Valutazione critica di vari tipi di modellazione: tremuri Galasco A., Lagomarsino, S. and Penna, A., 22, TREMURI Program: Seismic Analyser of 3D Masonry Buildings, University of Genoa. 3dmacro I. Caliò, M. Marletta & B. Pantò. Un nuovo macromodello per la valutazione della resistenza sismica di edifici in muratura. Convegno Nazionale di Ingegneria Sismica (ANDIS). Genova, Gennaio 24. SMARTmasonry Salvatori L., Spinelli P. A discrete model with lumped deformations for masonry structures, WONDERmasonry 2, Lacco Ameno, ottobre m FEM: Diana 2D Diana 3D ANSYS 3D Code Aster 3D commercial FEM open-source FEM Università degli Studi di Firenze Università degli Studi di Siena

11 y [m] Modellazione numerica non lineare di un pannello di muratura 1 x 4 x 2.5 1x12 4x12 2x8 1x muri Telaio equivalente in cui si schematizzano maschi e fasce. Carichi aumentati in modo monotono. La curva di capacità (cioè il valore degli spostamenti oltre la soglia elastica) si ottiene in funzione della geometria e della resistenza dei materiali, utilizzando le regole della NTC 28 3dmacro Utilizzando un approccio discreto per elementi, i pannelli in muratura non rinforzata sono modellati per mezzo di elementi discreti bi-dimensionali che interagiscono con elementi di interfaccia non lineare. SMARTmasonry x [m] Macro-elementi: blocchi rigidi. Analisi in grandi spostamenti. Interfacce: Elastica non-lineare per sforzi normali elastica perfettamente plastica per sforzi di taglio La curva di capacità (spostamenti in campo non lineare) è ottenuta considerando anche gli effetti delle non-linearità geometriche

12 Modellazione numerica non lineare di un pannello di muratura 1 x 4 x 2.5 DIANA ANSYS CODE ASTER Non linerar masonry behaviour modelling: DIANA: Macro-model: shell (2D) and solid (3D) elements; Material behaviour: total strain rotating crack model (Hordijk Softening in Tension, Thorenfeldt model in Compression). ANSYS: Macro-model: solid (3D) element; Material behaviour: Elastic perfectly plastic model (Drucker-Prager) with Willam-Warnke failure criterion (to account for cracking). CODE ASTER: Macro-model: solid (3D) element; Material behaviour: Mazars isotropic damage model. Crack pattern and damage at the end of the analysis Università degli Studi di Firenze Università degli Studi di Siena

13 V x /P [-] Modellazione numerica non lineare di un pannello di muratura 1 x 4 x ANSYS.1 3DMacro DIANA 2D 3muri SMARTmasonry NTC8.5 analitico p-delta DIANA 3D NTC (cracked) Code Aster di splacement [m] Università degli Studi di Firenze Università degli Studi di Siena

14 2.5 m 4 m Modellazione numerica non lineare di un pannello di muratura 1 x 4 x Mean value=36.89 kn/mm - Cov=4.27 % muri 3Dmacro smart DIANA 2d DIANA 3d ANSYS 3d Elastic stiffness (kn/mm) 36.8 Code Aster NTC8 p-delta 1 m , muri 3Dmacro smart DIANA 2d DIANA 3d ANSYS 3d Maximum shear(kn) Code Aster NTC Mean value=3638 kn Cov=3.29 % p-delta

15 2.5 m 4 m Modellazione numerica non lineare di un pannello di muratura 1 x 4 x Mean value=.11 m - Cov=44.48 % muri 3Dmacro smart DIANA 2d DIANA 3d ANSYS 3d Code Aster Elastic displacement (m) NTC8 p-delta Mean value=.64 m - Cov=87.5 % m muri smart DIANA 2d DIANA 3d ANSYS 3d Code Aster NTC8 p-delta Collapse displacement (m)