ITALIANO

Il corso mira a sviluppare le seguenti principali competenze:

- Conoscenza e capacità di comprensione dei principali ambiti della valutazione della sicurezza sismica delle strutture esistenti e della progettazione di strutture protette sismicamente mediante l’isolamento o la dissipazione supplementare di energia.

- Capacità di utilizzare strumenti di analisi e progettazione strutturale anche avanzati.

- Capacità di elaborare un progetto strutturale basato sull’isolamento sismico o la dissipazione supplementare di energia.

G. Arleo, A. Di Cesare, F. C. Ponzo, M. Dolce, Progetto di edifici con isolamento sismico, Maggioli Editore.

S. Colombini, Vulnerabilità sismica di edifici esistenti in cemento armato e in muratura, EPC Editore.

F. Fraternali, G. Benzoni, G. Rocchetta, Tecniche innovative di adeguamento sismico in Italia. Raccolta di casi studio e linee guida progettuali per interventi con isolamento sismico e dissipazione di energia, Editore: Rubbettino.

L’obiettivo del corso è quello di fornire allo studente le conoscenze teoriche di base e le capacità applicative necessarie per progettare i moderni sistemi di protezione sismica basati sull’isolamento alla base e la dissipazione supplementare di energia.

Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi del corso sono richieste adeguate conoscenze matematiche di base e la conoscenza dei principi e metodi fondamentali della Scienza e della Tecnica delle costruzioni. In particolare, è necessaria l'avvenuta maturazione degli argomenti trattati nel modulo di Dinamica delle strutture all’interno del corso di Tecnica delle costruzioni.

Lezioni frontali, Esercitazioni assistite, Revisioni del progetto antisismico di un isolato alla base.

Durante il corso gli studenti sviluppano gli elaborati relativi al progetto antisismico di un edificio isolato alla base. L'accesso alla prova orale finale è subordinato allo svolgimento delle esercitazioni di progetto.

Sono resi disponibili tutti gli appunti del corso (Dispense) e le diapositive utilizzate durante il corso in formato PDF.

VALUTAZIONE DELLA VULNERABILITÀ SISMICA DI STRUTTURE ESISTENTI:
Analisi lineare e analisi non lineare. Fattore di struttura per le diverse tipologie strutturali. Fattore di struttura edifici in acciaio. Fattore di struttura edifici in muratura. Problemi di schematizzazione e modellazione: solai rigidi e solai flessibili, Modelli a plasticità concentrata e modelli a fibre. Modellazione delle murature. Il comportamento della muratura: meccanismi di primo modo e meccanismi di secondo modo. Modellazione del comportamento globale: modello a telaio equivalente, modello a macroelementi, modelli continui agli elementi finiti. Analisi statica non lineare (Pushover): Modellazione non lineare. Analisi di pushover. Metodo dello spettro di capacità e degli spettri inelastici. Metodi di calcolo del punto di prestazione. Analisi cinematica lineare. Verifiche di sicurezza. Analisi cinematica non lineare. Verifica mediante spettro di capacità. Valutazione della sicurezza sismica. Verifica dei meccanismi duttili. Verifica dei meccanismi fragili. Indici di sicurezza. Classi di rischio sismico IS-V.

ISOLAMENTO SISMICO E DISSIPAZIONE ENERGETICA:
Classificazione e caratteristiche di funzionamento dei sistemi di dissipazione supplementare di energia. Controventi dissipativi. Metodi di progetto dei dispositivi dissipativi. Controllo delle vibrazioni. Controllo attivo e controllo passivo. Isolatori a pendolo ad attrito: Modellazione, metodi di progetto e criteri di verifica. Isolatori elastomerici: Modellazione, metodi di progetto e criteri di verifica. Basi teoriche dell’isolamento sismico: Equazioni di equilibrio dinamico, caratterizzazione dinamica, analisi modale con spettro assegnato, spettri di progetto. Progettazione sismica di edifici isolati alla base. Esempi applicativi: Modellazione, analisi e verifica di elementi strutturali e non strutturali. Aspetti esecutivi. Certificazione, accettazione e qualifica dei dispositivi.

Italian

The course aims to develop the following main skills:

- Knowledge and understanding of the main areas of seismic assessment of existing structures and seismic design based on base isolation or energy dissipation.

- Ability to use advanced structural analysis and design tools.

- Ability to elaborate a structural project of a based on seismic isolation and additive energy dissipation.

G. Arleo, A. Di Cesare, F. C. Ponzo, M. Dolce, Progetto di edifici con isolamento sismico, Maggioli Editore.

S. Colombini, Vulnerabilità sismica di edifici esistenti in cemento armato e in muratura, EPC Editore.

F. Fraternali, G. Benzoni, G. Rocchetta, Tecniche innovative di adeguamento sismico in Italia. Raccolta di casi studio e linee guida progettuali per interventi con isolamento sismico e dissipazione di energia, Editore: Rubbettino.

The aim of the course is to provide students with the basic theoretical knowledge and application skills necessary for designing the modern seismic protection systems based on base isolation and additive energy dissipation.

In order to achieve the objectives of the course, adequate basic mathematical knowledge and knowledge of the fundamental principles of structural engineering are required. In particular, it is necessary the successful completion of the topics covered in the Dynamics module within the course of Reinforced Concrete Structures.

Frontal lessons, Assisted exercises, Revisions of the anti-seismic project of a base-isolated building.

During the course, the students develop the works related to the seismic design of a reinforced concrete building. Access to the final oral exam is subject to the carrying out of the project exercise.

All course notes (handouts) and slides used during the course in PDF format are made available.

SEISMIC ASSESSMENT OF EXISTING STRUCTURES:
Linear and nonlinear analysis. Behavior factor and structure types. Behavior factor of steel buildings. Behavior factor of masonry buildings. Structural organization and modeling: rigid and flexible diaphragm. Plastic hinge and fiber hinge models. Modeling of masonry. First-mode and second mode failure mechanisms of traditional masonry buildings. Global models: Frame model, Macro-element model, Finite element model. Nonlinear static analysis (Pushover). Capacity Spectrum and Inelastic Demand Response Spectra. Procedures for the calculation of the performance point. Linear kinematic analysis. Safety verification. Nonlinear kinematic analysis. Verification using capacity spectrum. Seismic Safety assessment. Verification of ductile mechanisms. Verification of fragile mechanisms. Safety index. Classes of seismic risk IS-V.

SEISMIC ISOLATION AND ENERGY DISSIPATION:
Classification and operating characteristics of additive energy dissipation systems. Dissipative braces. Design methods of dissipation devices. Vibration control. Active control and passive control. Friction pendulum isolators: modeling, design and verification. Elastomeric isolators: modeling, design and verification. Theoretical bases of seismic isolation: dynamic equilibrium equations, dynamic identification, modal analysis, design spectra. Seismic design of base-isolated buildings. Application examples: modeling, analysis and verification of structural and non-structural members. Executive aspects. Certification, acceptance and qualification tests.