OGGETTO DELLA TESI DI LAUREA

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Virgilio Vinci
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1 OGGETTO DELLA TESI DI LAUREA Progetto dell intervento di consolidamento della chiesa di Santa Maria del Suffragio, meglio nota come chiesa delle Anime Sante.

di intervento: TMD Isolamento alla base della cupola 3)

2 INDICE DEGLI ARGOMENTI 1) Conoscenza dell edificio: Rilievo del danno Analisi storica Analisi dei materiali 2) Proposta di intervento: TMD Isolamento alla base della cupola 3) Analisi del meccanismo di ribaltamento della facciata 4) Conclusioni

3 RILIEVO DEL DANNO Meccanismo di ribaltamento semplice della facciata. Pilastri dell abside lesionati da un eccessiva compressione. Aperture nei setti

4 RILIEVO DEL DANNO Materiale distaccato dall arco della crociera del transetto (già lesionato ante sisma). Crollo lanterna sulla cupola.

5 Danni diffusi nel tamburo. RILIEVO DEL DANNO

6 Danni diffusi nel tamburo. RILIEVO DEL DANNO

7 MODELLO AGLI EF 8047 nodi 7700 elementi: 230 beams 7426 shells 44 solids Analisi dinamica lineare Sisma direzione x

8 MODELLO AGLI EF Analisi Modale Modo 1 Modo 2 Modo 3 Modo 4

9 MODELLO AGLI EF Tensioni superiori alle resistenze

10 MODELLO AGLI EF Tensioni superiori alle resistenze

11 SISTEMA A MASSA ACCORDATA Equazioni del moto: m d u d + c d u d + k d u d + m d u = m d a g m u + c u + ku c d u d k d u d = ma g + p Soluzioni in forma polare: u = p k H 1e iδ 1 a gm k H 2e iδ 2 u d = p k H 3e iδ 3 a gm k H 4e iδ 4

12 SISTEMA A MASSA ACCORDATA Procedura di progettazione del TMD: 1. Noto il rapporto di massa, determinare i fattori di amplificazione del moto del suolo e dei carichi esterni. 2. Determinare f opt. 3. Calcolare: ω d = f opt ω. 4. Calcolare: k d = m d ω d2. 5. Determinare ξ d,opt. 6. Calcolare c d =2 ξ d,opt ω d m d

13 SISTEMA A MASSA ACCORDATA PROGETTAZIONE TUNED MASS DAMPER - struttura al 5% 1. Sistema principale: Frequenza fondamentale di vibrazione f = 2,799 [Hz] Massa modale m = [Kg] Rigidezza modale k = [kn/m] Smorzamento della struttura ξ = 5 % Frequenza smorzata/frequenza struttura principale f, opt = 0,97 Fattore di amplificazione dinamica H 5 = 6,3 Fattore di amplificazione dinamica H 7 = 50,0 Smorzamento equivalente della struttura ξ e = 8,00 % 2. Massa accordata: Massa del TMD m d = [Kg] Frequenza fondamentale del TMD f d = 2,72 [Hz] Rapporto di smorzamento del TMD ξ d = 7,0 % Coefficiente di smorzamento c d = 40 [kn s/m] Rigidezza del TMD k d = 4887 [kn/m] Rapporto massa TMD su massa modale μ = 0,01 Numero di dispositivi n = 4 Coefficiente di smorzamento per singolo dispositivo c di = 10 [kn s/m] Rigidezza per singolo dispositivo k di = 1222 [kn/m] 3. Prestazioni Limite inferiore della banda di frequenza smorzata Ω min 2,38 [Hz] Limite superiore della banda di frequenza smorzata Ω max 3,22 [Hz] Spostamento TMD/Spostamento struttura smorzata H 7 /H 5 = 8

14 SISTEMA A MASSA ACCORDATA Dispositivi isteretici in acciaio Curve di progetto Mensola (h=30 cm, S275, 80 barre) Mensola (Φ22, S275, 80 barre) Mensola (Φ22, S275, h=30 cm)

15 SISTEMA A MASSA ACCORDATA Si prevedono 80 barre a fuso in acciaio S460, alte 30 cm e di diametro Φ23. Ogni barra è modellata con elementi a fibre.

16 SISTEMA A MASSA ACCORDATA Singola barra: K 1 =319 kn/m, ξ=3,3%. K d,opt =4887 kn/m. 80 barre: K d =25491 kn/m, c d =32,7 kn m/s. C d,opt =40 kn m/s. Dispositivi isteretici in acciaio Parametri ottimali

17 SISTEMA A MASSA ACCORDATA 4 Dispositivi elastomerici ΔK= 6,6%

18 SISTEMA A MASSA ACCORDATA Modo 1 Modo 2 Modo 3 Modo 4

19 SISTEMA A MASSA ACCORDATA Tensioni superiori alle resistenze

20 SISTEMA A MASSA ACCORDATA Tensioni superiori alle resistenze 1/2 δ = 0,56 4/5 δ = 0,40 1/1 δ = 0,31 5/6 δ = 0,46 1 /2 δ = 0,67 7 δ = 0,22 3/5 δ = 0,56

21 Verifica dell architrave INTERVENTI DI RINFORZO

22 Rinforzo del tamburo INTERVENTI DI RINFORZO

23 SISTEMA DI ISOLAMENTO 16 Dispositivi elastomerici

24 SISTEMA DI ISOLAMENTO Modo 1 Modo 2 Modo 3 Modo 4

25 SISTEMA DI ISOLAMENTO Tensioni superiori alle resistenze

26 SISTEMA DI ISOLAMENTO 1/2 δ = 0,07 2/4 δ = 0,03 Verifiche di drift 1/1 1 /2 δ = 0,08 δ = 0,06 5/6 7 δ = 0,22 δ = 0,25 3/4 δ = 0,02

27 SISTEMA DI ISOLAMENTO

28 RIBALTAMENTO DELLA FACCIATA Lesioni nella facciata Livelli in cui si suddivide la facciata Schema di base

29 RIBALTAMENTO DELLA FACCIATA Piastra capochiave in acciaio S275 Sistemi di tensionamento

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