Tesi etd-05162023-162317 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
NIERI, ANDREA
URN
etd-05162023-162317
Titolo
Il Cappotto Sismico Paver ®: studio del comportamento strutturale ed elaborazione di metodi di calcolo semplificati
Dipartimento
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA EDILE E DELLE COSTRUZIONI CIVILI
Relatori
relatore Prof.ssa Caprili, Silvia
relatore Ing. Mattei, Francesca
relatore Ing. Mattei, Francesca
Parole chiave
- analisi
- calcestruzzo
- cappotto
- energetico
- laboratorio
- modellazione
- Opensees
- parete
- Paver
- prove
- riqualificazione
- sismico
Data inizio appello
05/06/2023
Consultabilità
Tesi non consultabile
Riassunto
La presente tesi si concentra sul sistema costruttivo Cappotto Sismico Paver ®, progettato per la riqualificazione “combinata”, strutturale/sismica ed energetica, degli edifici esistenti. Il sistema consiste nell'applicazione di una controparete di calcestruzzo debolmente armato, opportunamente collegata, in adiacenza a pareti di muratura o a telai di calcestruzzo armati esistenti. Su tale sistema, è in corso una importante campagna sperimentale, nell’ambito della Convenzione tra Università di Pisa e PAVER S.p.A., lavoro che si traduce in diverse fasi allo scopo di valutare il comportamento strutturale sia della singola parete (Fase 1) , sia delle pareti accoppiate (Fase 2).
Più nello specifico, il presente lavoro si prefigura l’obiettivo di studiare, interpretare e calibrare i risultati della Fase 1b della campagna sperimentale in corso, che si focalizza sul comportamento della singola parete Cappotto Sismico Paver ®. In particolare, nell’elaborato si vedrà analizzato il comportamento strutturale della parete attraverso prove sperimentali – monotone e cicliche – e la calibrazione di tali risultati mediante analisi non lineari statiche, per andare a sviluppare metodi semplificati di calcolo.
La metodologia adottata comprende l'elaborazione e l'interpretazione dei risultati delle prove sperimentali , sia monotone che cicliche, condotte presso il Laboratorio per le Esperienze e Materiali dell'Università di Pisa su pareti Cappotto Sismico Paver ® , in scala reale e in diverse configurazioni geometriche.
Nell’elaborato viene evidenziata la modellazione non lineare del sistema, grazie all’utilizzo del software avanzato Opensees. Tale modellazione comprende una calibrazione dei risultati sperimentali per ottenere un modello affidabile agli elementi finiti basato sulle Linee Guida per sistemi costruttivi a pannelli portanti basati sull’impiego di blocchi cassero e calcestruzzo debolmente armato gettato in opera , oltreché la determinazione del fattore di comportamento.
Attraverso questi passaggi sopracitati e previa specifica descrizione del Cappotto Sismico Paver ® nelle sue caratteristiche fondamentali, in conclusione, questo elaborato mette in luce il vero e proprio scopo della tesi stessa, ovvero lo studio del comportamento sismico del singolo Cappotto Sismico Paver ® , concepito con il fine di riqualificare strutture esistenti in cemento armato e muratura esistente , sia da un punto di vista energetico che sismico.
In questa parte del lavoro è possibile apprezzare come il metodo di calcolo basato sullo spessore equivalente, così come descritto nelle Linee Guida per sistemi costruttivi a pannelli portanti con blocchi cassero e calcestruzzo debolmente armato, risulti efficace per modellare il Cappotto Sismico Paver ®, mediante una parete equivalente debolmente armata in calcestruzzo. La calibrazione dei risultati conferma infatti che il fattore di comportamento della parete è coerente con le aspettative per una struttura non dissipativa (CDB), con un valore intorno a 1,5.
I risultati ottenuti forniscono una base solida per ottimizzare la progettazione della fase 2b, che coinvolge il setup di prova delle pareti accoppiate, composte dalla parete esistente in muratura ed il Cappotto Sismico Paver®. Inoltre, questi risultati costituiscono una guida per la progettazione complessiva del sistema di rinforzo da applicare alle strutture esistenti, al fine di garantire la loro sicurezza sismica e migliorare le prestazioni energetiche.
In ultimissima battuta, l’elaborato consente altresì di dare uno sguardo alle prospettive future ed ai possibili ulteriori sviluppi: visti i risultati ottenuti con una modellazione condotta mediante l’impiego di elementi finiti di tipo monodimensionale (con lo scopo di validare un modello semplificato), in futuro si potrà pensare di studiare anche una modellazione di tipo bidimensionale, seppur comunque i risultati ottenuti sinora abbiano fornito risultati più che soddisfacenti
Più nello specifico, il presente lavoro si prefigura l’obiettivo di studiare, interpretare e calibrare i risultati della Fase 1b della campagna sperimentale in corso, che si focalizza sul comportamento della singola parete Cappotto Sismico Paver ®. In particolare, nell’elaborato si vedrà analizzato il comportamento strutturale della parete attraverso prove sperimentali – monotone e cicliche – e la calibrazione di tali risultati mediante analisi non lineari statiche, per andare a sviluppare metodi semplificati di calcolo.
La metodologia adottata comprende l'elaborazione e l'interpretazione dei risultati delle prove sperimentali , sia monotone che cicliche, condotte presso il Laboratorio per le Esperienze e Materiali dell'Università di Pisa su pareti Cappotto Sismico Paver ® , in scala reale e in diverse configurazioni geometriche.
Nell’elaborato viene evidenziata la modellazione non lineare del sistema, grazie all’utilizzo del software avanzato Opensees. Tale modellazione comprende una calibrazione dei risultati sperimentali per ottenere un modello affidabile agli elementi finiti basato sulle Linee Guida per sistemi costruttivi a pannelli portanti basati sull’impiego di blocchi cassero e calcestruzzo debolmente armato gettato in opera , oltreché la determinazione del fattore di comportamento.
Attraverso questi passaggi sopracitati e previa specifica descrizione del Cappotto Sismico Paver ® nelle sue caratteristiche fondamentali, in conclusione, questo elaborato mette in luce il vero e proprio scopo della tesi stessa, ovvero lo studio del comportamento sismico del singolo Cappotto Sismico Paver ® , concepito con il fine di riqualificare strutture esistenti in cemento armato e muratura esistente , sia da un punto di vista energetico che sismico.
In questa parte del lavoro è possibile apprezzare come il metodo di calcolo basato sullo spessore equivalente, così come descritto nelle Linee Guida per sistemi costruttivi a pannelli portanti con blocchi cassero e calcestruzzo debolmente armato, risulti efficace per modellare il Cappotto Sismico Paver ®, mediante una parete equivalente debolmente armata in calcestruzzo. La calibrazione dei risultati conferma infatti che il fattore di comportamento della parete è coerente con le aspettative per una struttura non dissipativa (CDB), con un valore intorno a 1,5.
I risultati ottenuti forniscono una base solida per ottimizzare la progettazione della fase 2b, che coinvolge il setup di prova delle pareti accoppiate, composte dalla parete esistente in muratura ed il Cappotto Sismico Paver®. Inoltre, questi risultati costituiscono una guida per la progettazione complessiva del sistema di rinforzo da applicare alle strutture esistenti, al fine di garantire la loro sicurezza sismica e migliorare le prestazioni energetiche.
In ultimissima battuta, l’elaborato consente altresì di dare uno sguardo alle prospettive future ed ai possibili ulteriori sviluppi: visti i risultati ottenuti con una modellazione condotta mediante l’impiego di elementi finiti di tipo monodimensionale (con lo scopo di validare un modello semplificato), in futuro si potrà pensare di studiare anche una modellazione di tipo bidimensionale, seppur comunque i risultati ottenuti sinora abbiano fornito risultati più che soddisfacenti
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