Stampa la pagina Condividi su Google Condividi su Twitter Condividi su Facebook Muratura

Modellazione di strutture in muratura

La presenza sul territorio italiano ed europeo di un elevato numero di costruzioni in muratura pone in primo piano la necessità di disporre di strumenti affidabili per la valutazione della loro sicurezza strutturale. Il problema consiste non solo nel valutare la sicurezza "attuale" della struttura in esercizio e in condizioni ultime, ma anche nel valutare la sua risposta a variazioni delle condizioni al contorno, dello schema strutturale, delle condizioni di carico, del materiale o anche nello stimare la vulnerabilità nei riguardi di azioni ambientali rare (ad esempio prevenzione sismica).
La modellazione non-lineare delle strutture esistenti in muratura rappresenta oggi uno dei più importanti campi di ricerca dell'ingegneria civile, con implicazioni sia in ambito scientifico che professionale. La difficoltà nella modellazione di queste strutture è connessa a tre aspetti principali: la natura composita del materiale muratura, generato dall'assemblaggio più o meno regolare di blocchi e giunti; la risposta non-lineare, anche per limitati valori della deformazione; la complessità geometrica delle costruzioni, che impone spesso l'utilizzo di modelli ed elementi strutturali 2D o 3D.
In questo contesto il gruppo di ricerca del LAPS sta da tempo lavorando su alcune tematiche di particolare interesse quali ad esempio: approccio micromeccanico, modellando la muratura come un insieme discreto di elementi (blocchi, giunti e/o interfacce) con comportamento non lineare; approccio multiscala, considerando nell’analisi strutturale, la muratura come un continuo equivalente la cui risposta costitutiva non lineare è ottenuta mediante tecniche di omogeneizzazione; sviluppo di macro-elementi per l’analisi di strutture, nelle quali siano riconoscibili comportamenti caratteristici, modellabili attraverso elementi di maggiori dimensioni.

Modelling masonry structures

The presence on the Italian and European territory of a large number of masonry constructions emphasizes the need for reliable tools for the evaluation of their structural safety. The aim is not only to evaluate the current safety of the structures in serviceability and ultimate limit states, but also to asses structural response to changes of the boundary conditions, the structural scheme, load conditions and the material. The aim is also to estimate the vulnerability to environmental hazard (e.g. seismic oscillations). The non-linear modeling of existing masonry is now one of the most important research fields of civil engineering, with both scientific and professional implications. The difficulty of modeling these structures is related to three main aspects: the composite nature of the masonry material, which is generated by assembling blocks and joints in a regular or disordered arrangement; the non-linear material response, even for limited values of the deformation; the geometric complexity of the constructions, which often requires the use of 2D or 3D models and structural elements. In this context, the research group of LAPS has long been working on some issues of particular interest such as: micromechanical approach, where masonry is modeled as a discrete set of elements (blocks, joints and/or interfaces) with nonlinear behavior; multiscale approach, where masonry is considered an equivalent continuous material whose nonlinear constitutive response is obtained by means of homogenization techniques; development of macro-elements for the analysis of structures, in which are recognizable peculiar behaviors that can be modeled through larger elements.

Progetti di ricerca (Research Projects)

  • Multi-Scale Modeling of Materials and Structures, Italian Ministry of Education Research Program, 2009, title of the research: Multi-Scale Modeling of Devices and Structural Elements in Composites with Shape Memory Alloys Inclusions, Focal Point: Prof. Elio SACCO.

Collaborazioni internazionali attive (ongoing international collaborations)

  • Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique – CNRS (Marsiglia, Francia); contact prof. Frédéric LEBON
  • School of Engineering and Design - Brunel University (Londra, UK); contact prof. Giulio ALFANO
[Ultima modifica: martedì 29 maggio 2018]