Progettazione strutturale

Progettazione strutturale

Lo studio di Ingegneria Strutturale Massetti si occupa principalmente di progettazione strutturale. Gli ambiti principali legati alla progettazione strutturale che vengono trattati, studiati e approfonditi nel nostro studio sono:
  • Progettazione in zona sismica di nuove strutture di diversa tecnologia e concezione strutturale tra cui edifici con struttura in cemento armato, edifici con struttura metallica, edifici in muratura o muratura armata, coperture in legno…
  • Analisi di strutture ad elementi finiti mediante analisi di tipo statico o dinamico, in campo lineale o non lineare.
  • Verifica di vulnerabilità sismica di costruzioni esistenti.
  • Progetti di miglioramento e di adeguamento sismico di edifici esistenti, compresi il restauro e il consolidamento di edifici storici con tecniche compatibili.
  • Progetti di coordinamento delle indagini e diagnostica di strutture e materiali costruttivi, mediante indagini in sito e prove di laboratorio.

Analisi strutturale

Con il termine analisi strutturale o calcolo strutturale si indicano tutti i diversi strumenti e le tecniche numeriche o informatiche sviluppate per interpretare e risolvere problemi ingegneristici di meccanica delle strutture.

Lo scopo principale dell’analisi strutturale è determinare lo stato tensionale e lo stato deformativo all’interno della struttura in esame, ovvero la distribuzione delle forze interne, le deformazioni della struttura e gli spostamenti.


La fase di studio preliminare consiste nella semplificazione della geometria della struttura, nello studio e simulazione del legame costitutivo dei materiali che la compongono e dei vincoli (interni ed esterni). Il modello di calcolo che se ne ottiene deve rappresentare in modo realistico il comportamento della struttura in esame.

 

Il nostro studio per l'analisi strutturale utilizza diversi software tra cui MidasGen, avanzato risolutore di calcolo basato sulla tecnica numerica FEA (Finite Element Analysis - Metodo degli elementi finiti) generalmente impiegato per il calcolo di strutture in acciaio o in cemento armato e 3Muri basato sul metodo di calcolo FME (Frame by Macro Element - che prevede la schematizzazione della struttura attraverso un telaio equivalente costituito da macroelementi) utilizzato per strutture in muratura / muratura armata o per strutture miste in muratura e c.a. sia nuove che esistenti. Entrambi i programmi sono ampiamente c validati e impiegati dalla maggior parte delle Università in Italia e dagli studi più importanti anche sul piano internazionale.


Un altro programma innovativo utilizzato è IDEA Connections, un software strutturale per il calcolo di connessioni in acciaio di qualsiasi forma e senza limitazioni nella geometria, basato su un metodo di analisi e di progetto unico denominato CBFEM (Component-Based Finite Element Model).


I TIPI DI ANALISI PIU' UTILIZZATI:

Per il calcolo da azioni statiche

  • Analisi elastica lineare
  • Metodo Plastico

Per il calcolo sismico

  • Analisi statica lineare
  • Analisi dinamica lineare (analisi modale)
  • Analisi statica non lineare (verifica push-over)
  • Analisi dinamica non lineare (Time History)

Vulnerabilità sismica

La vulnerabilità sismica di un edificio è la predisposizione a subire danni e crolli al verificarsi di un evento sismico. Più è alta la vulnerabilità, più consistenti saranno i danni. La vulnerabilità dipende:
- Dalla tipologia, dalla regolarità in pianta ed in altezza;
- Da un’errata progettazione;
- Scadente qualità dei materiali, degrado, quadro fessurativo;
- Modalità di costruzione, scarsa attenzione ai dettagli costruttivi, ai mutui collegamenti delle strutture componenti, martellamenti, ecc.;
- Alla scarsa manutenzione della struttura e ai fenomeni di degrado che nel tempo si innescano;
Può essere individuata mediante la semplificazione della struttura sismo-resistente attraverso un modello di calcolo al fine di svolgere delle analisi specialistiche che forniscano, in termini probabilistici, il danno previsto in funzione dell’intensità dell’accelerazione al suolo dovuta al sisma. I risultati di queste analisi, oltre che a dipendere dalla posizione e quindi dalla zona sismica in cui l’edificio è situato, dipendono anche dai materiali impiegati e dalla qualità degli stessi, dalle caratteristiche costruttive e dallo stato di manutenzione della costruzione, come sopra citato. 
La valutazione della vulnerabilità degli edifici esistenti è un problema di particolare rilevanza in un territorio sismico come quello italiano, dove gran parte del patrimonio edilizio non è stato realizzato con criteri antisismici. Questa viene quantificata mediante l'indice di vulnerabilità sismica o indicatore di rischio sismico (IRS/IS-V/E), dato dal rapporto tra la capacità resistente del fabbricato e la domanda in termini di resistenza o spostamento prevista dalla Normativa Tecnica, rapportando le accelerazioni massime al suolo (PGA - Peak ground acceleration) di capacità del fabbricato e di domanda richiesta dal sisma, IS-V=PGAC/PGAD. Se l'esito della verifica soddisfa i requisiti minimi in termini di accelerazione richiesti come definiti delle Norme Tecniche per quel sito in cui sorge l’edificio, allora l'indicatore è maggiore o uguale a 1, in caso contrario si ha un esito negativo con valore minore di 1.
Nell'ambito di una valutazione di sicurezza, L’IRS ci fornisce un’idea del comportamento globale e del limite dell’edificio, ma non è da considerarsi esaustivo, infatti ci possono essere ad esempio vulnerabilità di elementi secondari, che vanno anch’esse verificate.

Classi di rischio sismico e sismabonus

Rischio Sismico = Pericolosità x Vunerabilità x esposizione

Pericolosità: sono le zone sismiche, la causa

Vulnerabilità: è l’effetto del sisma (IS-V)

Esposizione: sono le conseguenze (PAM)

Individuato il livello di vulnerabilità di una struttura e individuato il relativo indice di rischio sismico (IRS) è possibile anche individuare la classe di rischio sismico di appartenenza dell’edificio.

Mediante dei calcoli specialistici legati all’IRS, ma anche legati al PAM, un parametro socio-economico che determina la perdita annua media attesa, e che rappresenta l’esposizione e le conseguenze del sisma è infatti possibile determinare dove si colloca la struttura in esame, su una scala che parte dalla classe più bassa, la G, ovvero quella di maggior rischio, sino ad arrivare alla classe A+, quella con rischio minore. 

Tutto ciò è utile per determinare più intuitivamente quali possono essere i benefici legati ad un intervento di miglioramento o di adeguamento sismico, considerato anche che il quadro normativo attuale consente la possibilità di usufruire di agevolazioni fiscali, in caso di miglioramento sismico con salto di una o di due classi di rischio sismico a seguito dei lavori.

Edifici storici vincolati - Palazzi / Chiese

Quando si parla di edifici storici o comunque di edifici esistenti in generale, il primo passaggio fondamentale è quello di indagare la struttura, dal punto di vista storico, geometrico e del quadro fessurativo, ma soprattutto anche dal punto di vista materico, studiando le proprietà chimico-fisiche mediante indagini in sito e prove in laboratorio sui materiali per ottenere così le caratteristiche di resistenza meccanica. La campagna diagnostica può risultare più o meno approfondita in base alle prove eseguite, ma anche a seconda dei documenti disponibili (progetti originali, dati sulla carpenteria delle strutture e sui materiali impiegati, dati storici soprattutto relativi alle modifiche intercorse nel tempo…) e viene definito il livello di conoscenza che determina il fattore di confidenza da applicare ai materiali, di fatto un coefficiente di sicurezza determinato dal livello di approfondimento delle indagini eseguite e dei della documentazione reperita. Per gli edifici storici vincolati non tutte le tecniche di intervento sono consentite, si deve infatti avere un occhio di riguardo agli aspetti di invasività e reversibilità degli interventi, così anche nella compatibilità dei materiali usati per il consolidamento senza però rinunciare ad altri due aspetti fondamentali che sono l’efficacia dell’intervento e la sicurezza della struttura. Il progetto di consolidamento di un edificio storico è solitamente sottoposto alla verifica da parte di un organo di competenza, generalmente la “Soprintendenza archeologia, belle arti e paesaggio” che ne verifica la compatibilità in tutti gli aspetti descritti.

Altri servizi

  • Progettazione architettonica
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