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Nicola Buratti

Ricercatore a tempo determinato tipo b) (senior)

Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale e dei Materiali

Settore scientifico disciplinare: ICAR/09 TECNICA DELLE COSTRUZIONI

Temi di ricerca

1. Valutazione della fragilità sismica di strutture in c.a.

2. Definizione dell'input sismico per analisi dinamiche non lineari

− Generazione di accelerogrammi artificiali 

− Criteri di selezione per accelerogrammi registrati 

− Analisi delle caratteristiche delle misure di intensità delle scuotimento sismico 

3. Analisi quantitativa del rischio di impianti industriali 

4. Comportamento di serbatoi in zona sismica

5. Vulnerabilità strutture prefabbricate mono-piano sotto azione sismica 

6. Comportamento meccanico di calcestruzzi fibrorinforzati

− Valutazione sperimentale della tenacità di calcestruzzi rinforzati con fibre d'acciaio e polimeriche 

− Caratterizzazione della tenacità dei calcestruzzi fibrorinforzati tramite prove di flessione su piastre circolari intagliate

− Utilizzo di calcestruzzi fibrorinforzati per migliorare il comportamento in esercizio del rivestimento di gallerie 

− Studio sperimentale delle deformazioni differite in regime fessurato 

− Modellazione del comportamento istantaneo di travi in calcestruzzo fibrorinforzato 

− Modellazione del comportamento differito di elementi in calcestruzzo fibrorinforzato




A.1 VALUTAZIONE DELLA FRAGILITÀ SISMICA DI STRUTTURE A TELAIO IN C.A. ATTRAVERSO IL METODO DELLA SUPERFICIE DI RISPOSTA La valutazione probabilistica della fragilità sismica è un problema molto complesso, si tratta infatti di un problema altamente non-lineare che coinvolge un gran numero di variabili aleatorie e non, che possono essere legate sia alla variabilità dell'azione sismica che all'incertezza sui parametri che governano il comportamento strutturale. Per quanto riguarda questi ultimi, in particolare, sono state considerate come grandezze aleatorie: la resistenza dei materiali, i valori delle deformazioni ultime del calcestruzzo, i valori dei carichi. È stata introdotta nei modelli considerati anche la variabilità della resistenza del calcestruzzo tra i diversi elementi strutturali (in particolare pilastri). Infatti, questo è quanto si osserva dai risultati di prove su strutture esistenti in c.a.. Tale fenomeno è stato modellato utilizzando un campo aleatorio a supporto discreto caratterizzato da una matrice di correlazione con valori non nulli per i pilastri di uno stesso piano. Allo stato attuale della ricerca sono state studiate soltanto strutture in c.a., però i metodi che saranno descritti nei paragrafi seguenti sono del tutto generali e possono essere quindi applicati ad altre tipologie strutturali. Gli approcci studiati impiegano il modello statistico della superficie di risposta con fattori aleatori per approssimare la capacità strutturale in termini di accelerazione spettrale. Tale modello impiega una funzione polinomiale (fino al II grado) per approssimare l'andamento di tale grandezza in funzione delle variabili aleatorie considerate. I coefficienti del modello polinomiale sono calibrati sulla base dei risultati di simulazioni numeriche, condotti per diversi valori delle variabili. Ognuna di tali simulazioni è una serie di analisi dinamiche non lineari incrementali, governate da un algoritmo di bisezione, volte alla determinazione della capacità strutturale in termini di accelerazione spettrale valutata per il periodo naturale della struttura in esame. Il numero di simulazioni da svolgere è crescente con il numero delle variabili pertanto per mantenere il modello computazionalmente competitivo rispetto all'approccio che fa uso del metodo Monte Carlo, le variabili aleatorie coinvolte nel problema possono essere divise in due gruppi: uno che è introdotto in maniera esplicita nella relazione polinomiale e un secondo che è considerato soltanto in maniera implicita attraverso l'uso di fattori aleatori e la suddivisione degli esperimenti numerici in blocchi. Tale approccio permette di utilizzare sia accelerogrammi naturali sia artificiali e di considerare la variabilità della resistenza del calcestruzzo tra i diversi elementi strutturali. Le simulazioni necessarie a calibrare il modello sono state definite utilizzando diverse tecniche presenti in letteratura come, Central Composite Design (CCD) e design fattoriali a due livelli. È stato siluppato un programma in grado di svolgere automaticamente tutte le analisi iterative richieste dal piano degli esperimenti, interfacciandosi con il programma Opensees che realizza le analisi dinamiche non lineari incrementali.  Particolare attenzione è stata rivolta allo studio della sensibilità dei risultati al numero di esperimenti e di accelerogrammi utilizzati al fine di individuare i modelli che offrissero il miglior compromesso tra affidabilità dei risultati e onere computazionale. Proprio con questo scopo sono stati introdotti gli accelerogrammi artificiali, in modo da avere una popolazione di dati statisticamente omogenea e numerosa a piacere.
A.2 DEFINIZIONE DELL'INPUT SISMICO PER ANALISI DINAMICHE NON LINEARI DI STRUTTURE A TELAIO IN C.A.  Le strutture in c.a., se sottoposte ad azione sismica, presentano un comportamento molto complesso (a causa della non linearità geometrica e dei materiali) che per essere correttamente modellato richiede l'uso di analisi dinamiche non lineari nel dominio del tempo. Pertanto l'azione sismica deve essere definita tramite accelerogrammi. Questi possono essere ottenuti in diversi modi: si può ricorrere ad accelerogrammi artificiali oppure si possono impiegare accelerogrammi registrati nel corso di eventi sismici passati.  Il sottoscritto ha studiato diversi aspetti relativi alla definizione dell'input sismico che sono descritti brevemente nel seguito.
A.2.1 Generazione di accelerogrammi artificiali  Il sottoscritto ha sviluppato tecniche di generazione di accelerogrammi non stazionari basate sulla stima, per mezzo di relazioni empiriche di attenuazione, opportunamente definite, di alcuni parametri caratteristici dello scuotimento come durata, intensità di Arias e contenuto in frequenza. Tali accelerogrammi sembrano potere fornire una realistica rappresentazione dello scuotimento e presentano il vantaggio di potere essere definiti in funzione di un prefissato scenario in termini di parametri sismologici. Lo studio del loro impiego per la valutazione della risposta strutturale di edifici in c.a. è stato approfondito nel corso della ricerca. In particolare con riferimento ad alcuni scenari definiti in termini dei parametri sismologici magnitudo e distanza sito-sorgente, sono stati confrontati, osservando una buona accuratezza, i valori medi dello spostamento massimo di interpiano stimati da analisi non lineari condotte con gruppi di accelrogrammi artificiali, con quelli forniti da relazioni di attenuazione opportunamente calibrate.
A.2.2 Criteri di selezione per accelerogrammi registrati Volendo impiegare accelerogrammi registrati è indispensabile definire dei criteri di scelta che siano coerenti con la procedura di valutazione probabilistica della pericolosità sismica. Inoltre visto il numero limitato di registrazioni disponibili nelle basi dati accelerometriche è spesso indispensabile modificare gli accelerogrammi registrati: scalandoli per renderli compatibili con il livello di scuotimento che si vuole rappresentare. Gran parte delle normative internazionali prescrive che gli accelerogrammi debbano essere scelti in gruppi (usualmente di 3 o 7 elementi) in modo che il loro spettro medio sia compatibile con uno spettro isoprobabile di riferimento. E' stato però dimostrato da molti autori che tali indicazioni sono spesso insufficienti per ottenere stime stabili e affidabili della risposta strutturale. In letteratura sono state proposte diverse tecniche per selezionare gli accelerogrammi, ma non tutte possono essere inserite in maniera coerente in un approccio probabilistico alla progettazione antisismica.  Durante il periodo di ricerca all'estero presso l'Imperial College di Londra è stato sviluppato dal sottoscritto un criterio originale per selezionare e scalare gli accelerogrammi registrati a partire dalla definizione di uno scenario in termini di magnitudo e distanza epicentrale. La procedura si basa sulla definizione di una serie di spettri di risposta di riferimento attraverso la teoria dell'approssimazione puntuale di variabili aleatorie continue, utilizzando i dati forniti dalle relazioni di attenuazione per l'accelerazione spettrale. Questo criterio di selezione ha dimostrato buoni risultati sia in termini di previsione del valore medio della risposta strutturale che della sua dispersione. Un'altra problematica affrontata del corso della ricerca è stata l'analisi dei criteri di scelta per accelerogrammi registrati incentrati sulla spettrocompatibilità. Tali criteri, mirati alla stima del valore medio della risposta strutturale, infatti, sono correntemente utilizzati dalla maggior parte delle normative internazionali. La valutazione dell'accuratezza di tali criteri di scelta presenta una delle maggiori difficoltà nella definizione della risposta strutturale di riferimento. Nell'ambito della ricerca svolta è stata proposta una procedura, basata sulla definizione di relazioni di attenuazione per oscillatori non lineari e per strutture a telaio in c.a. di diversa tipologia, che consente di valutare gli spostamenti di interpiano caratterizzati da diversi periodi di ritorno. Tale procedura è stata utilizzata per analizzare diversi criteri di selezione basati sulla spettrocompatibilità, analizzando in particolare l'effetto di diversi parametri quali: magnitudo, distanza sito-sorgente, fattore di scala delgli accelerogrammi e dispersione degli spettri rispetto a quelli di riferimento.
A.2.3 Analisi delle caratteristiche delle misure di intensità delle scuotimento sismico  Il sottoscritto ha studiato la sufficienza e l'efficienza di numerose misure di intensità dello scuotimento sismico in riferimento alla valutazione dello spostamento di interpiano massimo di strutture a telaio in C.A. In particolare è stata proposta una procedure basata su analisi non lineari con accelerogrammi non scalati (cloud analysis) e sull'utilizzo di tecniche di regressione di tipo step-wise al fine di valutare le suddette proprietà delle misure di intensità con riferimento sia a strutture ad un grado di libertà (che simulano il comportamento di strutture più complesse) sia a telai in C.A. descritti tramite modelli non lineari basati su di un approccio a fibre. La procedure proposta consente di ridurre l'errore associato all'utilizzo di modelli di regressione basati su funzioni lineari per l'analisi dei risultati delle analisi di tipo “cloud”. In fine, la procedura proposta ha inoltre consentito di definire misure di intensità di tipo vettoriale caratterizzate da alta efficienza e sufficienza.
A.3 ANALISI QUANTITATIVA DEL RISCHIO DI IMPIANTI INDUSTRIALI I fenomeni naturali possono costituire una seria minaccia per gli impianti chimici e di processo poiché possono scatenare incidenti “NaTech” (Natural-Technological) dalle conseguenze anche molto gravi. Tali Incidenti si sono sovente verificati in concomitanza con eventi calamitosi provocando il rilascio di sostanze pericolose (infiammabili, tossiche, inquinanti, etc.) che hanno provocato decessi, infortuni, inquinamento ambientale e danni economici.  I terremoti in particolare possono provocare danni consistenti negli impianti chimici. Spesso inoltre, sono accompagnati dal sovraccarico dei servizi di emergenza e da malfunzionamenti delle reti di distribuzione (acqua antincendio e ed energia elettrica ad esempio) che, rendendo indisponibili alcuni sistemi di mitigazione degli eventi incidentali, contribuiscono ad aggravare le conseguenze delle situazioni incidentali stesse. L'analisi della sicurezza degli impianti chimici e di processo deve pertanto tenere in conto la probabilità di accadimento e l'intensità dei possibili eventi sismici, così come i loro effetti in termini di scenari incidentali. In relazione all'analisi del rischio associato ad eventi sismici è da notare la mancanza di metodologie semplificate per l'analisi di impianti che sono normalmente costituiti dall'aggregazione di numerosi componenti. Tale carenza è derivata principalmente dalle difficoltà legate alla multidisciplinarità delle competenze necessarie per studiare i diversi fenomeni che interagiscono tra di loro: scuotimento sismico, risposta strutturale dei componenti dell'impianto, rilascio di sostanze pericolose da parte di componenti danneggiati, sviluppi di scenari incidentali quali incendi, esplosioni, dispersioni di sostanze tossiche, pericolose per l'ambiente. D'altra parte, le normative simiche utilizzate per il progetto strutturale sono normalmente derivate da standard per installazioni nucleari e presentano un eccessivo livello di dettaglio rispetto a quanto richiesto da una più semplice, ma computazionalmente costosa, analisi quantitativa del rischio. Esse sono inoltre incentrate sul comportamento delle strutture, dando poco rilievo al problema della perdita di contenimento e ai conseguenti potenziali scenari incidentali. È stata proposta una metodologia per il calcolo di indici di rischio conseguenti a terremoti, basata sulla valutazione della vulnerabilità globale causata dalla possibile contemporaneità di scenari incidentali causati dal rilascio di sostanze pericolose. Tale procedura è stata applicata a casi studio definiti utilizzando alcuni impianti industriali italiani. A causa delle incertezze intrinseche in questo tipo di analisi, può non essere possibile utilizzare direttamente modelli probabilistici senza introdurre ipotesi arbitrarie. Pertanto non probabilistici (Fuzzy set o analisi per intervalli) sono stati applicati perché ritenuti più appropriati. 
A.4 COMPORTAMENTO DI SERBATOI IN ZONA SISMICA Per la valutazione del rischio sismico degli impianti industriali e di processo (si veda la sezione A.3) è necessario conoscere la vulnerabilità delle diverse componenti degli impianti. Pertanto, nell'ambito delle ricerche svolte, è stato studiato il comportamento sotto azione sismica di serbatoi cilindrici in acciaio sottoposti ad azione sismica, con particolare riferimento all'insorgere di fenomeni d'instabilità. Tali fenomeni, infatti, sono stati sovente osservati a seguito di terremoti e rappresentano una delle più comuni modalità di collasso per i serbatoi metallici. In particolare, con riferimento a tali strutture, possono essere identificati tre principali fenomeni d'instabilità: i) “elephant foot buckling” che riguarda la base dei serbatoi ed è in generale dovuto al raggiungimento della tensione di snervamento in direzione circonferenziale che provoca, successivamente, l'instabilità delle fasce verticali del serbatoi; ii) “diamon shaped bucking” un fenomeno riguardante la parte basse dei serbatoi e causato dalle tensioni verticali di compressione; iii) “secondary buckling” che riguarda la parte sommitale dei serbatoi ed è causato dall'interazione delle parete del serbatoio con il liquido in esso contenuto. Dopo un'approfondita analisi della letteratura sull'argomento sono stati sviluppati dal sottoscritto modelli numerici basati sul metodo delle masse aggiunte per simulare i fenomeni sopra descritti con riferimento a serbatoi cilindrici tozzi in acciaio.  Tali modelli sono stati in primo luogo utilizzati per studiare l'efficienza e la sufficienza di diverse misure d'intensità dello scuotimento sismico in relazione all'instaurarsi dei diversi fenomeni di instabilità sopra descritti. Infine è stato possibile ottenere curve di fragilità tramite analisi statistica dei risultati di analisi dinamiche incrementali non lineari.
A.5 COMPORTAMENTO DI STRUTTURE PREFABBRICATE MONO-PIANO SOTTO AZIONE SISMICA Il terremoto che ha interessato l'Emilia nella primavera 2012 ha indubbiamente mostrato la grande vulnerabilità sismica delle strutture prefabbricate esistenti nella zona. Il sottoscritto ha preso parte ha numerosi sopralluoghi che hanno avuto come oggetto l'individuazione e l'analisi delle cause dei crolli. Le cause principali dei crolli sono da imputare alla mancata applicazione di regole di progetto antisismico, conseguente alla carenza di una classificazione sismica nella zona sino al 2005. Infatti, i collassi avvenuti hanno evidenziato la vulnerabilità degli edifici prefabbricati non progettati secondo criteri antisismici. In particolare, la mancanza di connessioni tra le varie parti monolitiche degli edifici è stata la causa principale della maggior parte dei collassi. I grandi spostamenti in sommità che hanno causato la perdita di appoggio delle travi prefabbricate dai pilastri o di tegoli di copertura in appoggio semplice sulle travi sono stati in alcuni casi accentuati anche da altri fenomeni quali, ad esempio, l'interazione con elementi non strutturali, in particolare i pannelli di tamponamento, in muratura o prefabbricati, e le irregolarità in pianta dei fabbricati. Inoltre, molti crolli hanno interessato pannelli di tamponamento prefabbricati a causa dell'inadeguatezza dei lori sistemi di ancoraggio sugli elementi di supporto. Alcuni crolli anche molto estesi, sono con buona probabilità correlati dall'inadeguatezza delle fondazioni, non progettate nei riguardi delle azioni orizzontali derivanti dal sisma, ma solo per l'azione del vento. Infine, numerosi crolli sono avvenuti a causa del ribaltamento di scaffalature di magazzini o di magazzini automatizzati, le cui strutture portanti, dimensionate per carichi verticali, non hanno retto alle azioni orizzontali.
A.6 CALCESTRUZZI FIBRORINFORZATI Il calcestruzzo fibrorinforzato è un calcestruzzo, normale o ad alta resistenza, al quale vengono aggiunte fibre, in acciaio, materiale polimerico, inorganico (carbonio o vetro) o in materiale naturale. Le proprietà di tale composito dipendono ovviamente dalle caratteristiche dei materiali componenti e dai loro dosaggi; in particolare, oltre alle caratteristiche meccaniche della matrice, sono particolarmente importanti la percentuale volumetrica, le caratteristiche geometriche e meccaniche della fibra e l'aderenza tra fibra e matrice. Le fibre contribuiscono principalmente durante la propagazione della fessurazione nel calcestruzzo, incrementando significativamente l'energia assorbita durante il processo di frattura, conferendo una notevole tenacità al materiale. La loro aggiunta, infatti, conferisce al calcestruzzo una significativa resistenza residua a trazione dopo la fessurazione.  Nell'ambito dell'attività di ricerca svolta si è approfondito lo studio del comportamento meccanico di tale materiale sotto diversi aspetti descritti brevemente nel seguito.
A.6.1 Valutazione della tenacità di calcestruzzi rinforzati con fibre d'acciaio e polimeriche  Il sottoscritto ha condotto numerose campagne sperimentali per lo studio degli effetti di fibre realizzate con diversi materiali, in particolare acciaio e polimeri, sulla tenacità di calcestruzzi fibrorinforzati. Nel corso di tali campagne si è fatto ricorso principalmente a prove di flessione a tre o a quattro punti su provini intagliati. Le prove svolte hanno consentito di valutare l'efficacia delle diverse fibre n funzione delle loro proprietà geometriche e meccaniche. Le prove svolte hanno inoltre evidenziato le principali problematiche concernenti le modalità di prova prescritte dalle normative correnti. Infatti, con riferimento soprattutto ai calcestruzzi rinforzati con fibre d'acciaio, la ridotta dimensione della sezione trasversale dei provini prescritti dalle norme rende estremamente variabile il numero di fibre che attraversa le superfici delle fessure, causando risultati affetti da una variabilità che non ha riscontro nelle applicazioni reali nelle quali le dimensioni degli elementi strutturali sono maggiori (si veda anche la sezione A.6.2). Oltre alle convenzionali tecniche di misura, durante tali prove, sono state utilizzate anche tecniche di tipo ottico basate sulla correlazione d'immagini digitali (Digital Image Correlation – DIC). Tali procedure hanno permesso di stimare il campo di spostamenti e di deformazione in prossimità delle fessure consentendo quindi una più accurata descrizione del processo di formazione e propagazione della frattura. I dati ottenuti in questo modo sono stati utilizzati anche come strumento di supporto per lo sviluppo e la calibrazione di modelli numerici per la descrizione del comportamento meccanico degli FRC (si veda la Sezione A.6.5).
A.6.2 Caratterizzazione della tenacità dei calcestruzzi fibrorinforzati tramite prove di flessione su piastre circolari intagliate Nell'ambito di una collaborazione con la prof. Ciancio della University of Western Australia, è in fase di studio la possibilità di caratterizzare la tenacità dei calcestruzzi fibrorinforzati tramite prove su piastre circolari intagliate di diverse dimensioni. L'obiettivo della ricerca è l'introduzione di procedure di prova che consentano di utilizzare campioni più ridotti rispetto a quanto attualmente previsto dalle normative internazionali per i test su “Determinate Round Panels”.  In particolare, uno degli obiettivi della ricerca è cercare di mantenere i vantaggi delle prove su piastra circolare, che derivano alle maggiori dimensioni delle superfici interessate dalle fessure rispetto alle prove su prismi intagliati, e che quindi permettono di ottenere risultati statisticamente più significativi, in riferimento alla distribuzione delle fibre, riducendo però il peso dei provini stessi che ad oggi è una delle principali cause per la limitata diffusione delle prove su piastra circolare. 
A.6.3 Utilizzo di calcestruzzi fibrorinforzati per migliorare il comportamento in esercizio del rivestimento di gallerie Con riferimento a casi studio reali è stata studiata l'efficacia dell'applicazione di calcestruzzi fibrorinforzati con fibre d'acciaio per il rivestimento di gallerie. In particolare è stata valutata la possibilità di apportare riduzioni dello spessore della sezione trasversale del rivestimento a rispetto di soluzioni tradizionali. Sono stati utilizzati dati sperimentali per la calibrazione di relazioni tensione-deformazione e tensione-apertura di fessura che sono state poi impiegate per studiare il comportamento delle sezioni trasversali del rivestimento con e senza armatura longitudinale. È stato mostrato come, a parità di prestazioni in esercizio, in particolare in termini di apertura di fessura, sia possibile ridurre lo spessore del rivestimento a seguito dell'introduzione di fibre d'acciaio nella miscela del calcestruzzo.
A.6.4 Studio delle deformazioni differite in regime fessurato  È stato studiato il comportamento differito, in fase fessurata, di calcestruzzi normali ed autocompattanti rinforzati con diverse tipologie di fibre. Per fare ciò è stata messa a punto una procedura di prova originale che consente di monitorare gli incrementi nel tempo la freccia in mezzeria e l'apertura di fessura di travi fessurate in un regime di flessione a quattro punti. Grazie a tale metodologia di prova è stato possibile studiare il problema delle deformazioni differite sotto diversi punti di vista brevemente riassunti nel seguito.  È stato in primo luogo studiato l'effetto delle fibre sull'apertura di fessura a lungo termini in reazione al comportamento di elementi con armatura tradizionale. Le fibre d'acciaio hanno dimostrato in generale una buona efficacia nel ridurre l'ampiezza delle fessure, producendo quindi benefici in termini di durabilità. Le fibre macro-sintetiche (polipropilene) hanno invece mostrato una minore efficacia nella riduzione dell'ampiezza delle fessure nel tempo. Un altro aspetto che è stato analizzato è l'influenza della temperatura sulle deformazioni differite. In particolare alcune tipologie di fibre macro-sintetiche, principalmente quelle realizzate in polipropilene, hanno mostrato una grande sensibilità alla temperatura. Infatti le prove sperimentali svolte hanno mostrato che travi fessurate contenenti tali fibre mostrano fenomeni di creep terziario già a temperature di 30 – 40 °C. Tali fenomeni hanno portato alla rottura dei provini sotto carichi costanti. Infine è stato analizzato anche l'effetto del livello tensionale sulle deformazioni differite. In particolare sono state adottate le stesse modalità di prova descritte in precedenza, aumentando però il carico in maniera graduale nel corso delle prove. Anche in questo caso è stato possibile osservare che alcune tipologie di fibre macro-sintetiche sono estremamente al livello di carico, infatti, alcuni dei provini considerati hanno mostrato fenomeni di creep terziario e conseguente rottura per sollecitazioni pari al 70% del carico di fessurazione.
A.6.5 Modellazione del comportamento istantaneo di travi in calcestruzzo fibrorinforzato  Sulla base dei risultati delle suddette prove sperimentali sono stati studiati diversi modelli al fine di valutare i benefici dell'impiego delle fibre nel comportamento in esercizio di elementi in calcestruzzo fibrorinforzato. In particolare si sono considerati sia modelli sezionali, adatti a rappresentare il comportamento di elementi contenenti anche armatura tradizionale, sia modelli a “concio” più idonei alla rappresentazione del comportamento di elementi privi di armatura tradizionale.  In entrambi i casi, i legami costitutivi utilizzati nei modelli numerici o analitici sono statti ottenuti sulla base dei dati sperimentali sopra descritti. In particolare nel caso di modelli a concio i legami costitutivi sono stati ottenuti formulando un problema inverso, cercando cioè, attraverso algoritmi di ottimizzazione, i valori dei parametri del legame costitutivo che permettessero di riprodurre in modo ottimale i dati registrati nel corso delle prove (ovvero le curve descriventi l'andamento del legame momento applicato – apertura di fessura).  In fine nell'ambito di una collaborazione con il prof. Cusatis del Department of Civil and Environmental Engineering, Northwestern University, US, sono stati utilizzati anche modelli a scala meso-strutturale basati sull'approccio “Lattice Discrete Particle Models – LDPM”. Il principale vantaggio di tali modelli, proposti per il calcestruzzo sin dalla metà degli anni ottanta, risiede nella capacità di simulare l'eterogeneità intrinseca del materiale e, in particolare, gli effetti di tale eterogeneità sull'evoluzione del danneggiamento e dei processi di frattura. Nel corso della ricerca sviluppata è stato utilizzato un modello LDPM specifico per il calcestruzzi fibrorinforzati (LDPM-F), sviluppato dal prof. Cusatis, che è stato calibrato e validato sulla base dei risultati di prove sperimentali svolte dal sottoscritto.
A.6.6 Modellazione del comportamento differito di elementi in calcestruzzo fibrorinforzato  È stato sviluppato un modello per la simulazione del comportamento differito di travi in calcestruzzo fibrorinforzato sottoposte a sollecitazioni di flessione. Il modello utilizza un approccio a fibre per l'analisi del comportamento delle sezioni trasversali, mentre i legami costitutivi dei materiali associati alle fibre sono basati su di un modello viscoelastico derivato dalla teoria della solidificazione originariamente proposta da Bazant. Il modello proposto è stato utilizzato per simulare i risultati dei alcune delle prove sperimentali descritte in Sezione A.6.1 mostrando buoni risultati.

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