NELLA STORIA DELLINGEGNERIA SISMICA Considerazioni introduttive Pisa, 23 novembre 2012 Olimpia...
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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
Alberto ParducciAlberto Parducci
A. K. Chopra:
"Dynamics of Structures"
ACCELERETION RECORDSACCELERETION RECORDS
Alberto ParducciAlberto Parducci
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
Alberto ParducciAlberto Parducci
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
??
?? ??
??
?? ????
Alberto ParducciAlberto Parducci
**
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
Alberto ParducciAlberto Parducci
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
Alberto ParducciAlberto Parducci
PERFORMANCE DESIGN CONCEPTPERFORMANCE DESIGN CONCEPT
Seismic design must be governed by
PERFORMANCEPERFORMANCE criteria
more than by RESISTANCERESISTANCE conceptconcept
Alberto ParducciAlberto Parducci
PERFORMANCEPERFORMANCE ENERGY ENERGY DISSIPATIONDISSIPATION
STRENGTH STRENGTH
FLEXIBILITYFLEXIBILITY
DISPLACEMENTSDISPLACEMENTS
ACCELERATIONSACCELERATIONS
MORPHOLOGY MORPHOLOGY ((**))
HOLISTIC CONCEPTHOLISTIC CONCEPT
Alberto ParducciAlberto Parducci
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
Alberto ParducciAlberto Parducci
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
Alberto ParducciAlberto Parducci
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
IDEA PROGETTUALEIDEA PROGETTUALE
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
Alberto ParducciAlberto Parducci
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
Alberto ParducciAlberto Parducci
elasticelastic small deformationslow dissipation
plasticplastic large deformationsunbreakablehigh dissipation
crash
fragilefragile breakableno dissipation
ALTERATED LOADSALTERATED LOADS
Alberto ParducciAlberto Parducci
DLSDLS SMALL LOCAL DAMAGESSMALL LOCAL DAMAGES
OLSOLS OPERATIVEOPERATIVE
CLSCLS COLLAPSECOLLAPSE
ULSULS SAFEGUARD OF HUMAN SAFEGUARD OF HUMAN LIFELIFE
LIMIT STATESLIMIT STATES
Alberto ParducciAlberto Parducci
IDEA PROGETTUALEIDEA PROGETTUALE
Alberto ParducciAlberto Parducci
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)
Alberto ParducciAlberto Parducci
Alberto ParducciAlberto Parducci