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Boundary element analysis of composite materials
(2014-10-31) Vetere, Ferdinando; Bartolino, Roberto; Zinno, Raffaele
Nowdays the numerical simulation of mechanical and structural problems in engineering is the method of analysis and design more widespread. Compared to the use of analytical solutions, the numerical simulation is characterized by a great exibility, due to the possibility to analyze complex geometries and models. The possibility of nding exact solutions are limited to one-dimensional problems or problems with multiple variables with special symmetries. In the context of the problems of linear elasticity, the situation of isotropic material simpli es the analysis in closed form for the presence of only two elastic coef- cients in the constitutive equations. Recently, the interest for the analysis of problems with non-isotropic constitutive equations has been renewed by the availability of new materials suitable for the production of structural elements. In particular, the technical interest in the case of materials with orthotropic constitutive equations. This work is about the analytical solution of the plane problem for orthotropic materials using a model based on the discretization of the boundary. In order to de ne the context of the model developed, there is a brief introduction about the method of boundary elements and some considerations on the use of orthotropic materials in structural elements.
Dynamic Methods for Monitoring Structural Health: analytical and experimental aspects
(Università della Calabria, 2018-11) Miceli, Angela; Zinno, Raffaele; Carbone, Vincenzo
Health monitoring of buildings: methodologies, tools and practical applications
(2014-10-31) Grano, Antonio; Bartolino, Roberto; Zinno, Raffaele; Muraca, Pietro; Natalizio, Enrico
Garantire un elevato livello di sicurezza per gli edi ci e un compito importante che coinvolge tutta la vita dell'edi cio, dalla progettazione al servizio quotidiano. I sistemi di sicurezza dell'edi cio possono rispondere a due diversi tipi di necessit a: \prevenzione" e \cura". La prevenzione e legata a tutti gli studi e le attivit a volte a migliorare la sicurezza degli edi ci in costruzione; potremmo citare l'ingegneria strutturale, che si concentra sullo sviluppo di modelli matematici per la caratterizzazione di comportamento strutturale. Dall'altra parte, la cura comprende tutte le attivit a svolte sulla struttura in regolare servizio, ad esempio, progettazione di smorzatori dinamici e tutto ci o che viene utilizzato come supporto alla struttura principale. L'informatica e l'ingegneria elettronica possono essere utili in entrambi i casi. I computer e altri sistemi di sensori possono essere utilizzati come supporti utili per acquisire e analizzare dati per diagnosi preliminari e indagini in-situ. Inoltre, l'elevato livello raggiunto dalla tecnologia al giorno d'oggi consente di sviluppare anche sistemi a basso costo, pur mantenendo una buona precisione, permettendo cos all'utente una grande variet a di strumenti da scegliere, a seconda delle esigenze. Il presente lavoro si propone di sviluppare sistemi a basso costo e metodologie per migliorare la sicurezza degli edi ci. L'attenzione sar a focalizzata sia sulla prevenzione sia sulla cura. Verranno proposti alcuni sistemi da utilizzare per analisi preliminari, in particolare per il monitoraggio degli spostamenti durante le prove su tavola vibrante, un'importante classe di esperimenti eseguiti per studiare il comportamento di una struttura sotto l'azione di una forza sismica. Altre applicazioni si concentreranno di pi u sul monitoraggio in situ; in particolare, saranno utilizzati robot mobili per sviluppare soluzioni ad un problema comune nel contesto della sicurezza degli edi ci, che e l'esplorazione dell'ambiente soprattutto in situazioni ostili. In robotica, tale problema viene indicato con SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) e consiste nella localizzazione di un robot mobile in contemporanea con la ricostruzione di una mappa dell'ambiente circostante, in cui il robot si muove.
<> ruolo delle indagini non invasive nella diagnostica: procedure integrate per la tutela e la valutazione della vulnerabilità del patrimonio architettonico
(2014-11-30) Altomare, Chiara; Bartolino, Roberto; Zinno, Raffaele
<> sistema antisismico borbonico: analisi storica, meccanico costruttiva e sperimentale
(2014-11-25) Ruggieri, Nicola; Bartolino, Roberto; Zinno, Raffaele
Il 1783 segna per la Calabria una data infausta, un terremoto dalle proporzioni inaudite colpisce la Calabria Ulteriore con repliche che continuarono incessantemente per circa tre anni. Le conseguenze furono catastrofiche intere città completamente rase al suolo, circa 30.000 morti a cui si aggiunsero ulteriori 5.000 per gli stenti successivi al terremoto, l’economia della regione completamente annientata. Ferdinando IV in maniera tempestiva attua una serie di iniziative tra le quali la promulgazione delle Istruzioni generali, il primo regolamento antisismico di Europa. Tale codice rappresenta la sintesi dei più avanzati principi della nascente ingegneria antisismica, come il perseguire la connessione delle pareti murarie e quindi l’”effetto scatolare”, la regolarità in pianta ed in alzato, la riduzione della massa sismica. L’attuazione delle Istruzioni Borboniche è rappresentata da un sistema costruttivo costituito da muratura rinforzata da telai; una tecnologia che si fonda su un sapere costruttivo intorno alle strutture di legno esistente in Calabria da tempo immemore. Infatti, già durante la civiltà italica, modellini fittili scoperti a nord di Sibari, testimoniano un utilizzo d’intelaiature irrigidite da croci di sant’andrea; altri esempi di edifici a struttura lignea, oltre a quelli di epoca romana caratterizzati dall’opus craticium presenti nel Regno di Napoli e a costruzioni relative alla prima conquista Normanna, sono descritti in alcune cronache d’epoca del XVII e XVIII secolo. La riedificazione successiva all’evento tellurico del 1783 previde una buona organizzazione degli interventi, vera e propria protezione civile ante-litteram e lo sviluppo di diverse tipologie di edifici “baraccati”, tra i quali, forse il più noto, quello incluso nel trattato di Vivenzio e indicato come “Case formate di legno”. I catastrofici terremoti del 1905 e 1908 “collaudarono” il sistema, che diede prova di una corretta risposta ad azioni di tipo dinamico mostrando, unico dissesto comune alle diverse costruzioni Borboniche analizzate, per apparecchi murari non eseguiti a regola d’arte, il ribaltamento di porzione di paramento murario esterno. La campagna sperimentale, che ha incluso prove cicliche quasi statiche su riproduzioni in scala 1 a 1 di parete Borbonica, ha mostrato un appropriato comportamento del campione sotto azioni cicliche, in cui la muratura, almeno per spostamenti di non importante entità, viene riportata al cessare dell’azione della forza orizzontale, nella posizione originaria o prossima grazie alla presenza del telaio ligneo caratterizzato da un’alta flessibilità. Il telaio di legno non ha mostrato alcuna deformazione non reversibile o lesione per tutta la durata della prova, mentre piccole lesioni nei giunti di malta ed espulsioni di pietra hanno caratterizzato il riempimento di muratura. La durabilità del sistema risulta limitata nonostante i diversi accorgimenti suggeriti dalle Istruzioni, a causa dell’alto tenore di umidità generato nell’apparecchio murario e quindi di condizioni favorevoli per attacchi di tipo biotico.
Problemi inversi nella meccanica del danneggiamento
(2007-11-11) Donato, Giuseppe; Aristodemo, Maurizio; Zinno, Raffaele
Rischio sismico ambientale e degli edifici: analisi tecnica HVSR - Aspetti teorici e aspetti sperimentali
(2017-07-17) Magarò, Floriana; Carbone, Vincenzo; Zinno, Raffaele
Seismic vulnerability assessment of classes of reinforced concrete structures
(2016-02-11) Ansioso, Francesca; Bartolino, Roberto; Zinno, Raffaele
The modern seismic design is based on the concept to meet different performance levels, for each of which the structure should not exceed the predetermined degrees of damage. The analysis of elastic-linear benefit from the simplicity of use and theoretical understanding, but are not able to predict the inelastic deformation capacity offered by a structure, for that reason they are unsuitable for a modern seismic design (based on the concept of performance), where the non-linear behavior and the conditions close to the collapse are investigated. To achieve an accurate and realistic prediction of the seismic response of a structure is necessary to have analytical tools that allow to figure out the nonlinear behavior and its evolution over time. The IDA, the Incremental Dynamic Analysis (designed by Prof. D. Vamvatsikos - foreign tutor's writer - and Professor C. A. Cornell), addresses the need to want to investigate the dynamic behavior of a structure at various levels of seismic intensity. Given an accelerogram, different dynamic analyzes on the same structure but with a seismic increasingly scaled input are performed, up to the collapse of the structure or until a predetermined level of deformation or displacement takes place. The incremental dynamic analyzes are clearly preferable like nonlinear analysis, because only with the previous is possible to grasp the dynamic behavior of the structure resulting in potential savings in terms of actions to be pursued. This is the concept on which is based the study carried out during this period: the evaluation of seismic vulnerability, especially of reinforced concrete structures, using the analysis above described Very significant and useful for the purpose of the research was the period spent abroad, during which a probabilistic and a statistical technique to assess losses caused by earthquakes of entire urban areas was developed. The used approach is "multi-level", for classes of buildings that represent the building types that are in the examined area. The starting point was the observation of an area inside the City Hall of Zografou, the district within which the NTUA (National Technic University of Athens) is located, by detecting some significant features of 305 surveyed buildings (such as number of floors, irregularities in height and in plant, year of construction). Each of these characteristics has been considered as discriminatory for the belonging of the particular building to a specific group. Homogeneous groups were then treated with techniques of statistical type, including the Clustering method, by which the number of the models (12 models) is resulted much lower than the number of the buildings analyzed, representative of the structures present in the whole area examined. Taking as a reference the legislation in force at time of the construction of each model to designing it (making choices about the statistical characteristics of the materials used), the results related to static analysis and IDA, have been considered for the assessment of seismic losses the whole area they represent. The approach based on "damage factor" compared to other models for which are known seismic losses, led to further evaluation in terms of statistical dispersion of results. The steps are repeatable, with the necessary precautions, in other areas, and they give the opportunity to describe the seismic fragility of the heritage of entire cities. The results are useful to provide valuable information to organizations such as the Civil Protection and / or insurance agencies
Survey, diagnosis and monitoring of structures and land using geomatics techniques: theoretical and experimental aspects
(2016-02-11) Artese, Serena; Bartolino, Roberto; Zinno, Raffaele
The Geomatics techniques for the detection and representation of the land and objects have seen an exceptional development in recent years. The applications are innumerable and range from land planning to geophysics, from mitigation of landslide risk to monitoring of artifacts, from cultural heritage to medicine. With particular regard to the structures and to the land, the technologies used can be divided into three categories: techniques based on the acquisition and processing of images, techniques based on the measurement of angles and distances, and combinations of the foregoing. After an overview of Geomatics techniques and their basic theoretical concepts, a number of aspects have been thoroughly investigated. There follows a series of applications of the techniques described. Finally two new applications for deflection measurement of bridges under dynamic load are presented.