TITOLO: Modellazione dinamica di ponti finalizzata alla verifica di metodi di identificazione e localizzazione dei danni

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Beata Piva
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1 Alma Mater Studiorum Università di Bologna Dipartimento DICAM Raggruppamento Disciplinare ICAR-09 - TECNICA DELLE COSTRUZIONI RICHIESTA DI ASSEGNO DI RICERCA TITOLO: Modellazione dinamica di ponti finalizzata alla verifica di metodi di identificazione e localizzazione dei danni PROGETTO DI RICERCA E PIANO DI FORMAZIONE SCIENTIFICA Piano di formazione scientifica: Il presente piano di ricerca si inquadra nell ambito del Progetto SHAPE facente parte della Call INFRAVATION del programma ERA-NET della Comunità Europea acquisito da un consorzio costituito dall Università di Bologna e dall University of West of England (UWE) a Bristol. Il tema di detto programma è la messa a punto di una attrezzatura per misure di vibrazioni ambientali di ponti che sia in grado di identificare e monitorare lo stato di efficienza del ponte, fornendo segnali di avviso in caso di stati di ridotta sicurezza. Il progetto si inserisce in linee di ricerca già avviate dai partecipanti al progetto; in particolare i proff. John Nichols dell Università Texas A&M in USA e Adrienn Tomor dell UWE di Bristol hanno già effettuato numerose campagne di analisi dinamica di ponti esistenti e predisposto un progetto prototipale dell apparecchiatura da sviluppare nel progetto. Nell ambito di questa ricerca il piano di formazione scientifica prevede che il Candidato selezionato sviluppi capacità di tipo progettuale, sperimentali e numeriche, collaborando alla messa a punto di correlazioni sintetiche tra il grado di danno di un ponte e le modifiche che esso produce nelle proprietà dinamiche dello stesso. L attività prevede lo sviluppo di analisi prettamente numeriche integrate da misurazioni sperimentali su strutture esistenti e su modelli realizzati ad hoc per lo svolgimento del progetto. Le analisi svolte in via parametrica saranno finalizzate allo studio della variazione in frequenza legata alla presenza di danni, siano essi connessi a fenomeni di degrado o alla formazione di lesioni localizzate

2 Il piano di formazione si incentra sull approfondimento delle tecniche di indagine dinamica di strutture, nella messa a punto di modelli ad elementi finiti per l analisi vibrazionale di strutture e nello sviluppo di comparazioni con prove sperimentali. Il titolare dell assegno sarà seguito nella sua attività di formazione di base e di ricerca dai Docenti del Raggruppamento. Egli sarà seguito dal Prof. Ing. Andrea Benedetti, che lo guiderà nello svolgimento delle attività di studio e di ricerca. La struttura scientifica di riferimento sarà la sede di Tecnica delle Costruzioni del DICAM. Il titolare dell assegno approfondirà le tematiche di base e collaborerà con la struttura nello svolgimento dell attività di ricerca descritta nel progetto allegato. Egli inoltre usufruirà delle risorse della struttura e dei laboratori del Dipartimento per la propria formazione e attività di ricerca. Svolgimento dell attività di formazione: Il titolare dell'assegno dovrà padroneggiare metodologie correnti e avanzate di modellazione strutturale con particolare riferimento agli aspetti computazionali della dinamica aleatoria. L attività di formazione scientifica sarà completata attraverso contatti di collaborazione a livello nazionale ed internazionale facenti parte del network di ricerca del progetto SHAPE. La partecipazione del titolare dell assegno a seminari e convegni attinenti al tema di ricerca durante il periodo di incarico permetterà l arricchimento del proprio background necessario allo svolgimento del progetto. Lo sviluppo della ricerca avverrà attraverso le seguenti fasi: - Sviluppo di modelli numerici rappresentativi di ponti stradali e/o ferroviari realizzati secondo le più comuni tipologie costruttive (muratura, c.c.a, acciaio ); - Simulazione numerica dei principali effetti di danneggiamento presenti su strutture esistenti; - Misurazione e interpretazione dei parametri meccanici e dinamici di strutture esistenti mediante prove sperimentali eseguite su modelli in scala e su strutture esistenti. Svolgimento dell attività di ricerca: L attività di ricerca sarà prevalentemente incentrata sulla messa a punto di correlazioni tra i modelli numerici preparati e le misure vibrazionali acquisite su ponti modello

3 Verifiche dell attività svolta: Si prevede che il titolare dell assegno collabori con il gruppo di ricerca attivo su questo tema presso il DICAM, partecipi ai meeting di coordinamento del progetto SHAPE che si terranno con cadenza trimestrale, completi la sua attività di ricerca partecipando alla redazione delle memorie che saranno inviate a riviste del settore per la pubblicazione. Infine, al termine di ogni semestre, egli dovrà presentare al tutore una relazione sintetica nella quale siano esposti gli obiettivi raggiunti in tema di formazione scientifica ed i risultati dell attività di ricerca. Progetti di ricerca completati in anni precedenti: L attività di ricerca del gruppo del proponente in tema di comportamento strutturale di edifici storici è testimoniata dai seguenti finanziamenti: a. PRIN 2006 prot _003, Tecniche di riparazione di elementi deteriorati mediante protesi lignee connesse con sistemi di unione tradizionali e innovativi, finanziamento euro, responsabile locale prof. Ing. Andrea Benedetti, b. Progetto Strategico d Ateneo 2006, Sensori remoti a basso costo per la misura di forze e spostamenti, finanziato per euro nel triennio , responsabile prof. Ing. Andrea Benedetti, dipartimenti DEIS, DISTART, Ciamcian, Matematica. c. DPC-RELUIS , task 4.2 "Sviluppo di approcci agli spostamenti per il progetto e la valutazione della vulnerabilità", finanziamento di euro, d. DPC-RELUIS , task 8.7 "Criteri di progetto per l adeguamento sismico di strutture in muratura", finanziamento di euro, e. DPC ReLUIS , Area Tematica 1 Linea di Ricerca 2 Task 2, strutture in cemento armato con e senza tamponatura, finanziamento di euro f. DPC ReLUIS , Area Tematica 2 Linea di Ricerca 3 Task 1, sviluppo ed analisi di nuovi materiali per l adeguamento sismico (anche nuovi cls), finanziamento di euro Elenco delle principali pubblicazioni degli ultimi cinque anni: 2016 Benedetti A, Nichols J, Tomor A, Influence of environmental degradation on dynamic properties of masonry bridges. 16th International Brick Block Masonry Conference, June 2016 Padova, Italy Marastoni D, Benedetti A, Pelà L. Evaluation of Mortar Strength in Existing Masonry Structures through a Minor Destructive Technique. 16th International Brick Block Masonry Conference, June 2016 Padova, Italy Marastoni D., Pelà L., Benedetti A., Roca P.. Combining Brazilian Tests on Masonry Cores and Double Punch Tests for the Mechanical Characterization of - 3 -

4 Historical Mortars. Construction and Building Materials 112: , DOI: /j.conbuildmat Pelà L., Roca P., Benedetti A., Mechanical Characterization of Historical Masonry by Core Drilling and Testing of Cylindrical Samples International Journal of Architectural Heritage, on line 17 Aug. 2015, DOI: / Tarque N., Benedetti A., Camata G., Spacone E., Numerical Modelling Of The In-Plane Behaviour Of Rubble Stone Masonry, Proceeding of SAHC 2014, Mexico City, Mexico, October Benedetti A., Landi L., Merenda D.G., Displacement-Based Design of an Energy Dissipating System for Seismic Upgrading of Existing Masonry Structures, Journal of Earthquake Engineering, 18:4, pp , DOI: / Pelà L., Benedetti A., Aprile A., Mangoni E., Seismic Assessment Of The Milano Centrale Railway Station, International Journal of Architectural Heritage. 7, pp , ISSN: Pelà L., Aprile A., Benedetti A., Comparison Of Seismic Assessment Procedures For Masonry Arch Bridges, Construction And Building Materials. 38, pp , ISSN: Benedetti A., Landi L., Merenda D.G., A Displacement-Based Method For The Retrofit Of Existing Masonry Structures With ADAS Dampers And External Concrete Walls, ATEMA 14th International Conference. Toronto (Canada) August 05-09, pp ISBN: Benedetti A., Landi L., Merenda D.G., Retrofit of Existing Masonry Structures With Hysteretic Dampers And External Concrete Walls, XV Convegno ANIDIS - Ingegneria Sismica In Italia, Padova July 1-4, pp ISBN: Benedetti A., Landi L., Merenda D.G., Rehabilitation Of Existing Masonry Structures With Hysteretic Dampers: A Displacement Based Approach, 11th International Conference On Structural Safety & Reliability. Columbia University, New York June 16-20, pp ISBN: Pelà L., Aprile A., Benedetti A., Experimental Study of Retrofit Solutions For Damaged Concrete Bridge Slabs, Composites Part B: Engineering. 43-5, pp , ISSN:

5 2011 Colla C., Benedetti A., Ubertini F., Monitoraggio Non Distruttivo Di Risalita Capillare In Muratura Con Danneggiamento Meccanico, XX Congresso Associazione Italiana di Meccanica Teorica e Applicata. Bologna, Italia, Sept , pp , ISBN: Benedetti A., Pelà L., Ramalho M., Non Linear Reticular Models For Unreinforced And Reinforced Masonry Analyses, Proceedings of the 8 th International Masonry Conference, Dresden, Germany, 4-7 July, Pp.1-10, ISBN: Benedetti A., Marani F., Ramalho M., Mechanical Properties Of Masonry With Environmental Degradation, Proceedings Of The 8 th International Masonry Conference. Dresden, Germany July 4-7, pp.1-8, ISBN: Benedetti A., Mangoni E., Experimental Study Of An Innovative Double- Slab Composite Beam, Structural Engineering International, 20-2, pp , ISSN: Bologna, 30 novembre 2016 Il Tutor prof. Ing. Andrea Benedetti - 5 -

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