Analisi Strutturale

Con l’entrata in vigore del D.M. 14 Gennaio 2008 il ruolo dell’analisi strutturale nell’ambito dell’ingegneria sismica è diventato sempre più importante a tal punto da pensare che il progettista non possa essere tale senza l’ausilio di un opportuno strumento di calcolo. Le discussioni nate a seguito dell’importante documento CNR-DT 212/2013 sugli edifici esistenti, hanno evidenziato ancora maggiormente la necessità di saper gestire grandi quantità di dati numerici e modellazioni sempre più raffinate e complesse.

Tre i passi procedurali che l’ingegnere deve seguire per potersi orientare nel mondo della numerica avanzata:

  1. Idealizzare la struttura reale da progettare attraverso un modello matematico con un opportuno grado di dettaglio;
  2. Suddividere il modello matematico costruito in precedenza in elementi finiti;
  3. Risolvere numericamente il modello discreto, interpretare i risultati e scrivere una relazione di calcolo.

L’ingegnere strutturista scrive delle procedure numeriche, progettate e realizzate come un sottosistema autonomo, al servizio di più applicazioni coerenti ed efficienti. Il settore “Analisi Strutturale” si colloca all’interno di questo ambito di lavoro avvalendosi di personale scientifico altamente qualificato proveniente dall’Eucentre, dallo IUSS Pavia e dall’Università degli Studi di Pavia. I servizi offerti si possono così di seguito elencare e riguardano principalmente le problematiche tipiche dell’analisi numerica applicata all’ingegneria civile:

  • Sviluppo analitico di soluzioni adeguate per problemi specifici quali, per esempio, la localizzazione del danneggiamento oppure la formulazione completa di un elemento fibra in grado di cogliere il comportamento congiunto di taglio e flessione;
  • Comparazione di standard normativi nazionali e internazionali al fine di fornire informazioni di dettaglio ai professionisti nell’ambito delle strutture;
  • Sviluppo di modelli numerici accurati nell’ambito di tipologie strutturali particolari quali gli edifici in legno oppure le strutture modulari container; modelli numerici avanzati di connessioni nell’ambito delle strutture prefabbricate, delle connessioni, degli elementi strutturali e dell’insertistica in generale;
  • Scrittura di algoritmi funzionali in opportuni linguaggi di programmazioni al fine di rispondere a esigenze specifiche di analisi;
  • Costruzione di procedure per automatizzare il processo di analisi e progettazione del nuovo oltre che di verifica del costruito; realizzazione di strumenti di calcolo ad-hoc per specifici elementi strutturali;
  • Fornire know-how nell’ambito di competenze specifiche quali la sismica degli elementi di contenimento (silos, serbatoi), i carichi da impatto ed il collasso progressivo;
  • Comparazione di procedure numeriche e di modellazioni strutturali con dati sperimentali pseudo-statici o dinamici al fine di validare/calibrare il modello ad elementi finiti che rappresenta la struttura o il sottosistema strutturale;
  • Adeguamento e rinforzo di soluzioni esistenti, sia edifici che elementi che connessioni, al fine di raggiungere le prestazioni richieste dall’attuale normativa sismica sia nazionale che internazionale.

Si evidenziano ulteriori ambiti di lavoro destinati ad avere come obiettivo il controllo completo sul modello realizzato:

  • Ricerche finalizzate alla stesura di linee guida e manuali di verifica per la valutazione delle procedure di analisi non lineari implementate nei codici di calcolo: test di verifica su casi in letteratura scientifica, controlli sulla robustezza di un algoritmo strutturale per diverse condizioni al contorno, accuratezza degli elementi implementati in relazioni all’enorme mole di dati sperimentali a disposizione;
  • Validazione di procedure numeriche e modellazioni complesse attraverso la comparazione con diversi software oppure il confronto con prove sperimentali;
  • Predizione, valutazione e studio numerico della risposta sismica di sistemi e sottosistemi strutturali; modellazioni accurate nell’ambito della dinamica implicita ed esplicita; comparazione con dati sperimentali al fine di validare e calibrare i modelli realizzati;
  • Attività di consulenza, formazione e supporto tecnico-scientifico durante le fasi di acquisizione dei dati, costruzione di un modello ad elementi finiti, analisi ed estrazione dei risultati.
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