Alberto Pavese. Fondazione EUCENTRE Università degli studi di Pavia.

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1 eseismic Strumenti e Servizi su cloud per monitoraggio strutturale, sperimentazione in sito, allertamento, valutazione assistita di agibilità e produzione di scenari Alberto Pavese Fondazione EUCENTRE Università degli studi di Pavia

2 Piattaforma PRISMA Applicativo eseismic Monitoraggio strutturale, sperimentazione in sito, allertamento, valutazione assistita di agibilità e produzione di scenari Obiettivi dell applicativo Supporto attivo nella gestione territoriale pre e post evento Prevenzione Supportare l implementazione di politiche di riduzione del rischio Preparazione Fornire strumenti per fronteggiare le emergenze Risposta Rapida Interconnettere gli incaricati della gestione di soccorsi e verifica agibilità post evento

3 1 - Acquisizione informazioni ed archiviazione su Database Database - Input dati edifici e infrastrutture - - Ispezione strutture Monitoraggio Monitoraggio strutture campione (Enna, Messina) WebGIS - Scenari di danno Servizi - Monitoraggio strutturale - Allertamento - Gestione dati ispezione - Agibilità assistita/avanzata Indagini strutturali, Geofisiche/Geotecniche Evento deterministico Dati edifici: schede ISTAT e rilievo puntuale Ispezioni sulle strutture Pericolosità/ esposizione faglia epicentro ipocentro o fuoco

4 2 - Fornitura dei servizi (SaaS Software as a Service) Database - Input dati edifici e infrastrutture - - Ispezione strutture Monitoraggio WebGIS - Scenari di danno Identificazione dei parametri di risposta: modi frequenze, smorzamento curve forza spostamento Servizi - Monitoraggio strutturale - Allertamento - Gestione dati ispezione - Agibilità assistita/avanzata Monitoraggio variabili di risposta dinamica/statica

5 Monitoraggio strutturale e allertamento Virtualizzazione a edi edificio coesse sistema adi monitoraggio oag attraverso ProSA LAB Gestione e del monitoraggio o io reale e attraverso a Rino Gestione e della connessione o e tra sistema ste reale e e sistema ste virtualizzato ato attraverso atta esoeusender Analisi i della struttura tt e della progressione del danno attraverso SPEA e OpenSees ProSALab

6 Fornitura dei servizi (SaaS Software as a Service) Identificazione dei parametri di risposta: modi frequenze, smorzamento curve forza spostamento Stima PGA di collasso - semplificata Valutazione indice di danneggiamento I D = n 2 ( ω exp ω exp) i, j i, j 1 i=1

7 Uso del metodo VC (Dolce, Moroni 2005) modificato per valutazione rapida delle strutture 1. Si assume un meccanismo di collasso caratterizzato da colonne deboli e travi forti (ipotesi normalmente adatta a edifici realizzati tra gli anni 50 e 70) Sfruttando tale ipotesi, sarà sufficiente rilevare e analizzare la capacità dei soli pilastri. 2. Per le due direzioni principali della struttura, si calcola il taglio massimo di piano corrispondente al collasso degli elementi verticali e quindi alla formazione del meccanismo di piano debole. 3. Ipotizzando una distribuzione di forze orizzontali proporzionale alla quota e alla massa di ciascun piano (triangolare inversa) è possibile calcolare il moltiplicatore di collasso di ciascun piano.

8 4. Il passo successivo consiste nella determinazione del primo periodo di vibrazione della struttura lungo ciascuna delle direzioni principali. Per fare questo deve essere valutata la rigidezza di ciascun piano, somma delle rigidezze dei singoli pilastri. Un coefficiente correttivo può essere utilizzato per considerare la deformabilità delle travi. = Una volta determinata la rigidezza traslazionale dei piani, il primo periodo proprio della struttura può essere calcolato applicando la formula di Rayleigh. Il periodo di vibrazione è poi calcolato utilizzando la forma modale assunta e la distribuzione di massa. = δ i

9 5. Conoscendo il periodo di vibrazione della struttura e la forma spettrale di riferimento (relativa al sito) è infine possibile stimare laccelerazione di picco al suolo (PGA) e il periodo di ritorno dellevento sismico corrispondente allo stato limite considerato. Coefficienti ricalibrati per tenere conto delle presenza di pareti strutturali e collasso per taglio Sostituito con valore sperimentale

10 COMPARISON OF RESULTS: ORIGINAL vs. IMPROVED METHOD From the results obtained by the application of the improved method to the considered case studies, it appears that the results are much closer to the recorded acceleration Collapse Acceleration [g] Collapse acceleration ORIGINAL Meth. IMPROVED Meth. Congruenza su un maggior numero di casi. Verifiche su casi studio dei quali era nota l accelerazione di collasso 0.00 # 1 # 2 #3 Case Study

11 3 - Fornitura dei servizi (SaaS Software as a Service) Database - Input dati edifici e infrastrutture - - Ispezione strutture Monitoraggio WebGIS - Scenari di danno Servizi - Monitoraggio strutturale - Allertamento - Gestione dati ispezione - Agibilità assistita/avanzata Scenari di danno (webgis)

12 Test su campo dei servizi di eseismic Sperimentazione ed ispezione di un edificio reale Simulazione degli effetti di un evento sismico su un Edificio in c.a. sito nel comune di Saponara Marittima (MS)

13 E in corso l esecuzione di una prova ciclica sull edificio con lo scopo di indurre uno stato di danneggiamento rilevabile sia sperimentalmente che attraverso la scheda di raccolta dati per ispezioni. Ispezioni fotografiche con droni Stato attuale dell edificio Parete e riscontri La spinta, sarà indotta sulla struttura tramite 3 attuatori, che utilizzano come sistemi di riscontro delle pareti in c.a. e degli elementi in acciaio.

14 Posizione degli elementi in c.a. realizzatiper consentire l applicazione dei Le pareti sono state realizzate e collegate alle travi di fondazione dell edificio. Tali travi sono state opportunamente rinforzate per resistere all incremento di sollecitazione generato dalla spinta generata dagli attuatori carichi della simulazione sismica Modellazione della struttura Pianta Sezione 1-1

15 Risultati analisi Pushover Sono stati realizzati diversi modelli della struttura: - Con solai rigidi, senza tamponature - Con solai deformabili, senza tamponature - Con solai rigidi, con tamponature - Con solai deformabili, con tamponature Per gli elementi strutturali è stata rilevata la sequenza di formazione delle cerniere plastiche. Queste si formano con il tipico meccanismo travi forti pilastri deboli Sequenza di formazione delle cerniere plastiche Curve Pushover valutate tramite SeismoStruct Deformata e cerniere plastiche (in rosso)

16 Risultati Metodo VC e modellazione lineare e non lineare La struttura è stata analizzata anche tramite il Metodo VC. Assegnate le caratteristiche meccaniche dei materiali e la geometria, il Metodo VC restituisce la resistenza dell edificio. Il valore della resistenza nella direzione di spinta calcolata tramite il Metodo VC e tramite l analisi Pushover è simile. Confronto sulla valutazione della resistenza Un modello lineare in SAP2000 ha consentito di valutare, seppur in maniera semplificata, l attendibilità dei risultati ottenuti dalle analisi non-lineari. Resistenza della struttura con il MetodoVC Modellazione con il software SAP2000

17 Parete, fondazione e sistema di riscontro Sezione trasversale parete e fondazione Sezione longitudinale parete Particolare sistema di riscontro

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20 Ispezioni assistite applicazione al caso di Saponara Marittima

21 Test sull edificio di Saponara Marittima

22 Laboratorio Mobile Bridge all infrastruttura di PRISMA, trasmissione dati sul cloud - PRISMA e-seismic 22

23 Servizi offerti da eseismic Storage su cloud Dati geometrici e meccanici di strutture e infrastrutture Tracciati di monitoraggi o prove sperimentali Schede agibilità Materiale multimedia Monitoraggio di strutture e infrastrutture Richiede un hardware dedicato Possibilità di usufruire di strumenti di analisi e valutazione del danno Possibilità di utilizzare strumenti di valutazione della capacità residua semplificati Gestione dei superamenti soglia Interfaccia con il motore di valutazione degli scenari di danno Compilazione di schede di agibilità Compilazione su tablet Possibilità di pilotare uno o più droni per ispezioni da remoto con telecamere ultra HD Funzioni di pilotaggio automatico Storage schede su cloud WebGIS Gestione dei dati territoriali Rappresentazione grafica Produzione di scenari di danno condizionati a pericolosità o eventi deterministici

24 A chi sono rivolti i servizi di eseismic? A tutti gli utilizzatori, pubblici e privati, che hanno esigenze di: - Gestione di dati territoriali - Monitoraggio e valutazioni speditive - Archiviazione E rivolto in particolare alle Pubbliche Amministrazioni ma anche ai gestori delle grandi reti infrastrutturali E rivolto anche ai professionisti, possono trovare un supporto per valutazioni e monitoraggi di singoli edifici In corso la sperimentazione con il DPC Regione Sicilia eseismic è disponibile per test di funzionamento!

25 Si ringrazia il MIUR e l Autorità di Gestione dei progetti PON per il sostegno economico e il coordinamento che hanno reso possibile lo sviluppo della piattaforma PRISMA e dell applicativo eseismic Grazie per l attenzione 25

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