Analisi e Progettazione Strutturale

ultima modifica 30/11/2009 17:10

 

 

 Il Centro, per le competenze di analisi e progettazione strutturale, offre:

·         un supporto tecnico strutturale in programmi di ricerca dipartimentali, interdipartimentali, nazionali ed europei;

·         consulenze su particolari problemi strutturali posti da Privati e Enti Pubblici;

·         collaborazioni con Software Houses specializzate nel calcolo automatico delle strutture;

·         possibilità di integrazione ed interfacciamento fra programmi ad uso strutturale e programmi di restituzione tridimensionale di dati rilevati con Laser Scanner 3D.

Collabora attivamente nel settore della conservazione e del restauro dei beni architettonici di interesse storico offrendo supporti metodologici ed operativi. E’ impegnato anche nella realizzazione di workshops nazionali e internazionali per studenti e neo laureati, programmi di ricerca e corsi di Master nazionali e internazionali.

In particolare, nell’ambito specifico dell’analisi e della progettazione struturale, i principali obiettivi del Centro sono:

·         modellazione di problemi di Meccanica Strutturale e loro soluzione con tecniche numeriche agli elementi finiti (FEM – Finite Element Method) ed elementi finiti di contorno (BEM – Boundary Element Method);

·         definizione di procedure di identificazione di patologie di dissesto strutturale in manufatti architettonici complessi mediante tecniche di simulazione numerica;

·         definizione di criteri d’intervento, di metodologie e tecniche operative nell’ambito del restauro strutturale;

·         defiizione di procedure di interazione fra i codici di calcolo strutturale automatico e i codici di rilevamento e di modellazione 3D.

Tra i codici FEM maggiormente in uso nel Centro si citano MARC e ADINA con i quali è possibile risolvere problemi statici e dinamici in 2D e 3D, in campo elastico, lineare e non lineare, e in campo elasto-plastico.

In particolare, tali codici consentono l’implementazione di leggi costitutive utilizzabili per materiali fragili anisotropi, quali le murature, o per particolari materiali a comportamento prevalentemente ortotropo, quali il legno e pertanto possono adattarsi abbastanza bene all’analisi del comportamento meccanico di manufatti storici sia in muratura che in legno. 

Sono state definite inoltre procedure BEM per l’analisi del danneggiamento in materiali a comportamento elasto-plastico-danneggiativo, per l’identificazione di fratture interne sulla base di letture di dati al contorno e per lo studio del contatto unilatero intercorrente  fra le superfici delimitanti una frattura.   

Sono in corso studi per il miglioramento delle potenzialità d’uso di alcuni programmi FEM e BEM di calcolo automatico in relazione alle necessità in ambito architettonico.

A tal fine sono state intraprese collaborazioni con Software Houses alle quali vengono forniti casi di studio su cui applicare e verificare i codici di calcolo da loro prodotti in cambio di una loro disponibilità ad integrare modelli e procedure già implementati.

Sono frequenti collaborazioni con Enti Pubblici e Privati in merito allo studio con tecniche di calcolo avanzate di particolari problematiche strutturali, soprattutto se questi riguardano monumenti ed edifici di interesse storico.

Hanno dato esiti altamente positivi, ad esempio, le ricerche condotte sull’intero complesso dell’Abbazia di Pomposa, su Casa Romei, sulle strutture lignee di alcuni monumenti Ferraresi e sul Campanile del Duomo di Ferrara. Sono attualmente in corso studi sulla vulnerabilità sismica del centro storico di Valparaiso (Cile) sulla base di indagini integrate condotte con scansioni 3D e metodi dell’analisi strutturale.

Sono stati ottenuti importanti risultati relativamente alla possibilità di interfacciamento dei programmi di calcolo strutturale 3D con i programmi di modellazione 3D in uso nella grafica computazionale; tali risultati consentono di eseguire analisi strutturali del manufatto architettonico assumendo come modello solido di riferimento per il cacolo FEM lo stesso modello 3D ottenuto dal rilievo effettuato con il Laser Scanner 3D.

Ne consegue una maggiore accuratezza nell’analisi ed una migliore rispondenza dei risultati della simulazione numerica all’effettivo comportamento meccanico del manufatto.

 

 

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