Nuovo progetto ReLUIS

Nuovo progetto ReLUIS
AT-2 Innovazioni normative e tecnologiche in ingegneria sismica
2.2 - Valutazione della vulnerabilità e del rischio sismico di sistemi
speciali
Coordinatore E. Cosenza (G. Manfredi)
Task della linea
• Task 2.2.1 - Dighe in calcestruzzo
• Task 2.2.2 - Ospedali e strutture sanitarie
• Task 2.2.3 - Impianti industriali, nucleari e
lifelines
• Task 2.2.4 - Componenti non strutturali
• Task 2.2.5 - Contenuti museali e aree
archeologiche
1. Dighe in calcestruzzo (C. Nuti)
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UR Coinvolte: Uniroma 3
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Attività previste:
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Attività sperimentale:
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Illustrazione e confronto delle normative sismiche per la progettazione e verifica sismica delle dighe
nuove ed esistenti
Metodi di analisi semplificati ed accurati per la valutazione della sicurezza sismica di dighe a gravità
e relativa applicazione
Attività di sperimentazione sui calcestruzzi delle dighe per la caratterizzazione meccanica ai fini
della valutazione sicurezza sismica: metodi di prova distruttivi e non distruttivi
Messa a punto di una metodologia di analisi e valutazione della sicurezza sismica delle dighe
esistenti e redazione del relativo rapporto.
Le attività saranno tra l’altro portate avanti in collaborazione con esperti internazionali provenienti
dal mondo delle dighe: ICOLD
Prove monotone e cicliche sui calcestruzzi delle dighe, prove non distruttive con metodi avanzati.
Su questa attività è stata attivata una collaborazione con i produttori di calcestruzzi delle dighe.
Deliverables:
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Rapporto sulla valutazione della sicurezza sismica di dighe a gravità esistenti sia come singolo
corpo diga che come sistema nei confronto dei diversi stati limite
Rapporto sulle caratteristiche meccaniche dei calcestruzzi delle dighe da utilizzare nelle verifiche
sismiche
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2. Ospedali e strutture sanitarie (G.
Manfredi)
UR Coinvolte: Unina DIST, Unisannio (L. Di Sarno)
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Attività previste:
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Attività sperimentale:
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Caratterizzazione dell’azione sismica per la valutazione della vulnerabilità sismica degli
ospedali;
Classificazione tipologica delle strutture per ospedali presenti sul territorio nazionale;
Definizione dei parametri (tipo e valori soglia) di vulnerabilità sismica per ciascuna tipologia di
struttura per ospedali e contenuto;
Criteri di modellazione ed analisi di edifici ospedalieri;
Valutazione della vulnerabilità sismica degli edifici ospedalieri;
Definizione degli interventi di adeguamento o miglioramento sismico per gli edifici ospedalieri
esistenti ed identificazione della soluzione progettuale ottimale.
L’attività sperimentale prevista per la presente linea di ricerca (pari al 60% dell’impegno totale)
include prove su tavole vibranti da eseguirsi su componenti o sottoassemblaggi di sistemi
strutturali. I risultati delle prove sperimentali saranno utilizzati per compilare schede tecniche
differenziate per tipologie di elementi con corrispondenti dati relativi a parametri prestazionali
(soglie di corretto funzionamento, spegnimento, etc.).
Sono previste altresì prove dinamiche su celle simulanti sale operatorie, con e senza sistema di
protezione passiva (isolamento sismico e smorzamento aggiunto).
Le prove si svolgeranno presso il laboratorio del Dipartimento di Ingegneria Strutturale
Università degli Studi di Napoli Federico II.
Deliverables:
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Database contenente le tipologie tipiche di strutture ospedaliere e sanitarie nazionali.
Rapporto dettagliato contente valori parametri di soglia a diversi stati limite per elementi non
strutturale e componente elettrico, elettronico e meccanico provato su tavole vibranti
Manuale di analisi e progettazione di strutture ospedaliere e sanitarie.
3. Impianti industriali, nucleari e lifelines (G. Manfredi)
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UR Coinvolte: Unina DIST, UniRoma3 (R. Giannini), Unimol (G. Fabbrocino),
Uniroma1 (P. Franchin), UniCH (I. Vanzi)
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Attività previste (Impianti Industriali):
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Raccolta di tutti i riferimenti bibliografici e normativi che riguardano il comportamento sismico di
strutture industriali e dei contributi sperimentali più significativi presenti in letteratura sul
comportamento sismico di componenti industriali;
Analisi delle più recenti normative sul progetto e la valutazione degli impianti industriali in zona
sismica e loro confronto con l’ausilio di casi studio;
Analisi degli stati di danno più comuni in componenti industriali sottoposti a sisma e valutazione
della corrispondente capacità in termini di resistenza e/o deformazione;
Progettazione di prove sperimentali di presso–flessione di giunti di tubazioni per la
determinazione della loro capacità rotazionale e della loro resistenza. Verranno trattati in
particolare giunti flangiati, molto frequenti nell’industria di processo;
Indagine sugli effetti dell’interazione terreno-struttura, dell’interazione tra il contenuto e la
struttura stessa, nonché dell’interazione dell’intero sistema terreno-struttura-fluido;
Definire stime della vulnerabilità sismica dei componenti industriali;
Valutazione dell’uso di tecniche innovative per protezione sismica delle componenti industriali
più significative;
Classificare il rischio per definire le priorità d’intervento all’interno degli impianti;
Fornire strumenti di supporto alla valutazione del rischio tecnicamente ed economicamente
adeguata all’esposizione reale.
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3. Impianti industriali, nucleari e lifelines (G. Manfredi)
[2]
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Attività previste (Lifelines):
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Definizione di una metodologia per la definizione e valutazione della pericolosità regionale;
ciò necessiterà prevalentemente della creazione di leggi di correlazione spaziale di parametri
di intensità del moto sismico considerati come parametri di input per le fragilità dei singoli
componenti del sistema;
Definizione di una metodologia di valutazione della sensibilità ai parametri della rete da
utilizzare con metodi di analisi per simulazione montecarlo.
Esplorazione di strategie computazionali innovative che permettano di ridurre la complessità
algoritmica della valutazione della rete al di sotto di quella esponenziale che caratterizza
attualmente i metodi disponibili.
Sviluppo della metodologia già esistente per la definizione della sicurezza sismica delle reti
elettriche;
Definizione di una metodologia comune alle diverse reti capacitive per la definizione della
loro sicurezza sismica ;
Analisi di rischio per sistemi spazialmente distribuiti con particolare riferimento alle reti di
distribuzione di gas.
Attività previste (Impianti nucleari):
Stato dell’arte e impostazione della metodologia per la sicurezza sismica degli impianti
nucleari.
Attività sperimentale
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Prove sperimentali di presso–flessione di giunti di tubazioni per la determinazione della loro
capacità rotazionale e della loro resistenza. Verranno trattati in particolare giunti flangiati,
molto frequenti nell’industria di processo;
3. Impianti industriali, nucleari e lifelines (G. Manfredi)
[3]
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Deliverables:
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Analisi di reti infrastrutturali: Valutazione della sensibilità ai parametri mediante simulazione Monte Carlo avanzata.
Analisi di reti infrastrutturqli: algoritmi di soluzione di modelli basati sulle reti Bayesiane.
Relazione conclusiva sullo stato dell’arte delle tecniche di progettazione e di analisi delle tipologie strutturali
analizzate.
Relazione conclusiva con individuazione di linee guida per la valutazione della vulnerabilità delle apparecchiature
analizzate
Valutazione dell’interazione sismica terreno/struttura/fluido per i serbatoi interrati
Vulnerabilità sismica di serbatoi fondati in terreni potenzialmente liquefacibili e sistemi di mitigazione
Modellazione fisica in centrifuga dell’azione sismica e dell’interazione terreno/struttura
Rapporto descrittivo sull’implementazione del sistema di monitoraggio della Nuova Casa dello Studente presso
l’Università del Molise in località Vazzieri (Campobasso); presentazione dei risultati
Rapporto descrittivo relativo alla progettazione e implementazione di un sistema di monitoraggio per l’edificio
principale della Facoltà di Ingegneria dell’Università del Molise in Termoli (CB);
Presentazione dei risultati relativi al monitoraggio dell’edificio principale della Facoltà di Ingegneria dell’Università del
Molise in Termoli (CB)
Relazione sullo stato delle conoscenza del comportamento di impianti industriali in zona sismica
Relazione sul progetto di prove sperimentali su giunti flangiati
Relazione sui metodi di analisi di componenti industriali in zona sismica, con l’ausilio di casi studio
Relazione sui risultati di prove sperimentali su giunti flangiati
Redazione di linee guida per il progetto e la valutazione sismica di componenti industriali
Relazioni di correlazione spaziale delle principali misure di intensità del moto sismico sulla base di dati europei e
italiani.
Procedure di valutazione della pericolosità per sistemi spazialmente distribuiti.
Linee guida per l’analisi di rischio sismico di reti di distribuzione con particolare riferimento alle reti di gas e
illustrazione di un caso studio.
Determinazione di curve di fragilità per strutture industriali identificate;
Linee guida per l’analisi di rischio di impianti industriali che includano le perdite relative a impianti e componenti non
strutturali;
Validazione e calibrazione del metodo sviluppato attraverso applicazione a strutture scelte in base a tipologie
costruttive, attività produttiva, particolarità impiantistiche.
Sviluppo metodologia reti elettriche
Sviluppo metodologia reti capacitive
Stato dell’arte impianti nucleari
4. Componenti non strutturali (G. Manfredi)
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UR Coinvolte: Unina DIST
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Attività previste:
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Attività sperimentale:
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Qualificazione sismica di componenti non strutturali, in particolare controsoffitti e partizioni interne in
cartongesso, attualmente prodotti: tale qualificazione avverrà principalmente mediante prove su tavola
vibrante, ma anche con prove statiche relative alle singole parti di tali componenti.
Tracciamento per via sperimentale di curve di fragilità di controsoffitti e partizioni interne in cartongesso. Al
fine di ottenere il raggiungimento da parte di tali sistemi dei livelli prestazionali attesi, è previsto lo sviluppo
tecnologico degli stessi. Tale attività sarà estesa mediante analisi numeriche.
Diffusione mediante rapporti tecnico-scientifici delle curve di fragilità dei componenti non strutturali indagati
attualmente prodotti e sviluppati durante il progetto, al fine di consentire analisi prestazionali di edifici civili e
industriali esistenti e di nuova realizzazione. Sviluppo di linee guida ed indicazioni progettuali da inserire in
normativa, per il calcolo, la produzione e massa in opera di controsoffitti e partizioni interne che soddisfino
attesi livelli prestazionali.
Una seconda parte del task è dedicata alla caratterizzazione della risposta dei componenti di impianti
produttivi che possono essere trattati come blocchi rigidi al fine della modellazione della risposta e della
riduzione della vulnerabilità sismica.
In particolare, saranno definiti i criteri per la valutazione della probabilità di danno relativa a componenti non
strutturali ciò comprenderà:
Analisi della domanda sismica di componenti non strutturali e impianti modellabili come blocchi rigidi;
Definizione della fragilità sismica per i componenti di cui al punto precedente;
Sviluppo metodologie di integrazione della fragilità dei componenti non strutturali nel calcolo della perdita
attesa sismica;
L’attività del task sarà prevalentemente sperimentale. Si prevedono prove su tavola vibrante su componenti
non strutturali, in particolare controsoffitti e partizioni interne. Le prove si svolgeranno presso il laboratorio
del Dipartimento di Ingegneria Strutturale dell’Università degli Studi di Napoli Federico II, dove è in dotazione
un sistema di tavole vibranti.
Deliverables:
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Metodi per la analisi della domanda sismica e della fragilità di componenti non strutturali e di impianto rigidi.
Rapporti scientifici in cui sono riportate le curve di fragilità relative ai componenti non strutturali indagati.
Linee guida ed indicazioni progettuali, per il calcolo, la produzione e massa in opera di controsoffitti e
partizioni interne.
5. Contenuti museali ed aree archeologiche (A. Borri/S.Podestà)
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UR Coinvolte: UniPG, UniGE
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Attività previste:
– Sviluppo di metodologie di pre-analisi del complesso archeologico per la
determinazione degli elementi maggiormente vulnerabili.
– Individuazione delle emergenze ed sviluppo analisi di dettaglio della vulnerabilità
sismica
– Definizione dei domini limite per elementi strutturali archeologici.
– Sviluppo di un protocollo di analisi per la valutazione della vulnerabilità dei
contenuti museali.
– Applicazione ad alcuni manufatti archeologiche di tecniche già utilizzate per
costruzioni murarie storiche.
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Deliverables:
– Approccio metodologico di pre-analisi vulnerabilità sismica lacerti murari
(Software)
– Report e schede di sintesi descrittive delle metodologie proposte