NELLA STORIA DELL’INGEGNERIA SISMICA Considerazioni introduttive Pisa, 23 novembre 2012

NELLA STORIANELLA STORIA

DELL’INGEGNERIA SISMICADELL’INGEGNERIA SISMICA

ConsiderazioniConsiderazioni introduttiveintroduttive

Pisa, 23 novembre 2012Pisa, 23 novembre 2012

Olimpia Niglio

Alberto Parducci

Università di Pisa – Facoltà di Ingegneria

INGEGNERIA CIVILEINGEGNERIA CIVILE

Arte di realizzare formeforme che

nella realtà non si possono analizzare

con materialimateriali che

nella realtà non si conoscono

per opporsi a forzeforze che

nella realtà non si possono valutare

in modo tale che

la gente non possa nella realtà sospettarlo

S. KelseyS. Kelsey

Finite Element Method in Civil EngineeringFinite Element Method in Civil Engineering

Alberto Parducci

US GEOLOGICAL SERVICEUS GEOLOGICAL SERVICE

SEISMIC INTENSITYSEISMIC INTENSITY

ULSULS

Alberto ParducciAlberto Parducci

SEISMIC PERFORMANCESEISMIC PERFORMANCE

windmodel

Inp

ut f

orc

es

earthquake model

energy inputenergy input

resistant conceptresistant concept

energy dissipationenergy dissipationstructural configurationstructural configuration


A. K. Chopra:

"Dynamics of Structures"

ACCELERETION RECORDSACCELERETION RECORDS


Risk Risk == H H ×× V V ×× E E

SEISMIC RISKSEISMIC RISK

HH = HazardHazard occurrence of the seismic intensities

VV = VulnerabilityVulnerability structural capacity of

EE = Exposed valuesExposed values presence of buildings, people, ...preparedness of the people ...other values ....

PROBABILISTIC APPROACHPROBABILISTIC APPROACH

CONVENTIONAL DESIGN PROCEDURESCONVENTIONAL DESIGN PROCEDURES


LINEAR NUMERICAL MODELSLINEAR NUMERICAL MODELS

m

k

soil-structure interact.

?? m1

m2

k1

k2

G G

h

duration

F F = m S m S(TToo)

= 5%

period

S(T)

PGA

??

To

S(TS(Too))??

spectral shape

??

?? ??

??

?? ????


**

PPPP

SSaa

**

SSdd

PP50 50 = 10 % ( = 10 % ( = 5 % ) = 5 % )

**

damping damping effect effect

?? ????

NON LINEAR NUMERICAL MODELSNON LINEAR NUMERICAL MODELS

multi-story modelmulti-story model

??

forces forces displacementsdisplacements

** = F*F*/m*m*

**

PUSHOVER ANALYSIS PUSHOVER ANALYSIS

??

equivalent SDOF modelequivalent SDOF model

F*F*

mm??

?? performance curveperformance curve


I grandi terremoti si manifestano con una violenza I grandi terremoti si manifestano con una violenza

tale da impegnare i materiali strutturali oltre la loro tale da impegnare i materiali strutturali oltre la loro

capacità di resistenza elasticacapacità di resistenza elastica

INTENSITA’ DEI GRANDI TERREMOTIINTENSITA’ DEI GRANDI TERREMOTI


PERFORMANCE DESIGN CONCEPTPERFORMANCE DESIGN CONCEPT

Seismic design must be governed by

PERFORMANCEPERFORMANCE criteria

more than by RESISTANCERESISTANCE conceptconcept


PERFORMANCEPERFORMANCE ENERGY ENERGY DISSIPATIONDISSIPATION

STRENGTH STRENGTH

FLEXIBILITYFLEXIBILITY

DISPLACEMENTSDISPLACEMENTS

ACCELERATIONSACCELERATIONS

MORPHOLOGY MORPHOLOGY ((**))

HOLISTIC CONCEPTHOLISTIC CONCEPT


Gli strumenti a corda suonano contemporaneamente

ai fiati; anche se è sempre possibile distinguere gli

elementi che compongono la partitura, il senso

profondo della musica nasce dalla simultaneità

dell'esecuzione.

Pascal Acot : "Storia del climaPascal Acot : "Storia del clima" "

DOPING NUMERICODOPING NUMERICO


Un individuo (Un edificioUn edificio) di robusta costituzione fisica (dotato di dotato di

un'appropriata configurazione strutturaleun'appropriata configurazione strutturale) che gli consenta di

mantenersi in forma (di avere una buona capacità antisismica di avere una buona capacità antisismica

intrinsecaintrinseca) con una sana alimentazione (anche se questa è anche se questa è

controllata da analisi numeriche semplicicontrollata da analisi numeriche semplici) può affrontare situazioni

impegnative ed impreviste (attacchi sismici violenti ed inattesiattacchi sismici violenti ed inattesi) senza

bisogno di particolari trattamenti medici (senza bisogno di verifiche senza bisogno di verifiche

numeriche complessenumeriche complesse).

Una persona di salute incerta (Un edificio con una configurazione Un edificio con una configurazione

strutturale impropriastrutturale impropria) non può ottenere le stesse prestazioni neppure

sottoponendosi a trattamenti medici sofisticati (neppure ricorrendo ad neppure ricorrendo ad

un raffinato doping numericoun raffinato doping numerico).

IDEA PROGETTUALEIDEA PROGETTUALE

CON L’INGEGNO SI PROGETTACON L’INGEGNO SI PROGETTA

CON LE NORME SI VERICON LE NORME SI VERIFICAFICA


con l'intuizione si inventacon l'intuizione si inventacon la logica si dimostra, con la logica si dimostra,

PoincarèPoincarè

l'intuizione senza logica è ciecal'intuizione senza logica è ciecala logica senza intuizione è vuota la logica senza intuizione è vuota

KantKant


natural periods

acce

lera

tions

HOW BUILDINGS CAN SURVIVE A SEVERE EARTHQUAKEHOW BUILDINGS CAN SURVIVE A SEVERE EARTHQUAKE

PGAPGA

SEISMIC DEMAND SEISMIC DEMAND (R R ≈ 500500÷÷1000 years1000 years)

STRENGTHSTRENGTHCAPACITYCAPACITY

ENERGY DISSIPATION

> 2 sec


BASE ISOLATION

According to Eurocodes Italian code (20032009) defines two performance targets

(1) ETHICAL ACTETHICAL ACTto prevent collapses which can kill or injure peopleULSULS (probability 10%10%)

(2) ECONOMIC OBJECTIVE ECONOMIC OBJECTIVE to avoid or limit the repair costsDLSDLS (probability 63%63%)

PERFORMANCE REQUIREMENTSPERFORMANCE REQUIREMENTS


elasticelastic small deformationslow dissipation

plasticplastic large deformationsunbreakablehigh dissipation

crash

fragilefragile breakableno dissipation

ALTERATED LOADSALTERATED LOADS


DLSDLS SMALL LOCAL DAMAGESSMALL LOCAL DAMAGES

OLSOLS OPERATIVEOPERATIVE

CLSCLS COLLAPSECOLLAPSE

ULSULS SAFEGUARD OF HUMAN SAFEGUARD OF HUMAN LIFELIFE

LIMIT STATESLIMIT STATES




IL FINE ULTIMO DEL IL FINE ULTIMO DEL COMPUTERCOMPUTER

E’ L’ELIMINAZIONE DI QUALSIASI BISOGNO E’ L’ELIMINAZIONE DI QUALSIASI BISOGNO

DI PENSIERO INTELLIGENTEDI PENSIERO INTELLIGENTE

(D. Knuth)



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