SUMMASUSELI

Il progetto di ricerca proposto mira a fondere competenze e conoscenze attraverso un'attività collaborativa nel campo della modellazione computazionale di leggi costitutive affidabili per prevedere la risposta al cedimento dei materiali da costruzione e delle strutture edilizie più utilizzate: saranno presi in considerazione sia i materiali tradizionali che quelli innovativi utilizzati per la realizzazione di telai, lastre e strutture 3D. Nel presente progetto, leggi costitutive affidabili sono sviluppate per mezzo della teoria della meccanica del continuo, senza riferimenti dettagliati alla complessità della microstruttura fisica. Le implicazioni economiche e urbanistiche saranno considerate come applicazioni. Una prima applicazione mira a migliorare le conoscenze e le competenze per soddisfare i requisiti di conservazione e sicurezza di edifici e monumenti appartenenti ad aree sismiche che possono essere caratterizzate da una significativa perdita dei Beni Culturali. L'attività principale di questo progetto di ricerca sarà dedicata allo sviluppo di una strategia di modellazione avanzata basata su macroelementi di strutture in muratura in grado di prevedere e analizzare il loro comportamento altamente non lineare. La proposta di modellazione a macroelementi discreti di strutture murarie mira a fornire uno strumento conveniente per una facile implementazione del modello geometrico, una procedura computazionalmente vantaggiosa e allo stesso tempo soluzioni numeriche affidabili e accurate. Una seconda applicazione sfrutterà le capacità dell'applicazione dell'SPC (Sideband Peak Count), una tecnica sperimentale non distruttiva per la caratterizzazione del danno indotto da stress nelle strutture in calcestruzzo per ottenere informazioni quantitative sul livello di danno in ispezioni estese di elementi in calcestruzzo. A tal fine, meritano di essere studiate a fondo le interazioni non lineari tra il calcestruzzo e le onde ultrasoniche, abbinando così analisi computazionali a prove sperimentali. Una terza applicazione è lo sviluppo di una metodologia di analisi e progettazione dello spazio urbano da applicare ad aree caratterizzate da molteplici rischi , con degrado strutturale, spazi pubblici abbandonati e poco fruibili, beni culturali in cattivo stato di conservazione, che richiedono interventi integrati e "flessibili". Saranno definite strategie di ricostruzione/rigenerazione/valorizzazione post-evento che riflettano la qualità degli edifici e degli spazi pubblici e l'inclusione sociale. Infine, verranno analizzati i profili giuridici e di business dell'approccio dei modelli predittivi per la ricostruzione, rigenerazione e valorizzazione degli edifici. Inoltre, si considereranno le implicazioni a livello di gestione aziendale, avendo come riferimento le imprese industriali italiane costituite prevalentemente da PMI. Queste implicazioni saranno studiate anche in un'ottica di sostenibilità dei centri urbani e del patrimonio culturale.

Abstract in inglese: The proposed research project aims at merging skills and knowledge through a collaborative activity in the field of computational modelling of reliable constitutive laws to predict the response up to failure of the most used building materials and structures: both traditional materials and innovative ones will be considered when used for frames, plates and 3D structures. In the present project, reliable constitutive laws are developed by means of continuum mechanics theory, without detailed reference to the complexity of the physical microstructure. Economic and urban implications will be considered as applications. A first application aims at improving the knowledge and skills to satisfy the conservation and safety requirements of buildings and monuments belonging to seismic areas which may be characterized by a significant loss of the Cultural Heritages. The main activity of this research project will be devoted to the development of an advanced macro-element based modeling strategy of masonry structures capable of predicting and analyzing their highly nonlinear behaviour. The proposed discrete macro-element modeling of masonry structures aims at providing a convenient tool for an easy implementation of the geometrical model, a computationally advantageous procedure and at the same time reliable and accurate numerical solutions. A second application will exploit the capabilities of the application of the SPC (Sideband Peak Count), a non destructive experimental technique for characterizing the stress-induced damage in concrete structures to obtain quantitative information about the damage level in extensive inspections of concrete members. To this aim, it deserves to be studied thoroughly the nonlinear interactions between concrete and ultrasonic waves, thus matching computational analyses with experimental tests. A third application is the development of an analysis and design methodology of the urban space to be applied to areas characterized by multiple risks, with structural degradation, abandoned and little accessible public spaces, and cultural heritage in a poor state of conservation, which require integrated and "flexible" interventions. Post-event reconstruction / regeneration / enhancement strategies will be defined reflecting the quality of the buildings and public spaces and social inclusion. Finally, the legal and business profiles of the predictive models approach for the reconstruction, regeneration, and enhancement of buildings will be analyzed. In addition, the implications at the level of business management will be considered, having as a reference the Italian industrial companies constituted mainly by SMEs. These implications will also be studied with a view to the sustainability of urban centers and cultural heritage.