Il gruppo di ricerca “Ingegneria Strutturale”

Il gruppo di ricerca “Ingegneria Strutturale”
Salvatore Marzano, Mario Daniele Piccioni, Dora Foti, Mariella Diaferio, Pilade Foti,
Aguinaldo Fraddosio, Annalisa Barretta, Vito Paparella, Vitantonio Vacca1
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Dipartimento di Scienze dell’Ingegneria Civile e dell’Architettura, Politecnico di Bari
{salvatore.marzano, mariodaniele.piccioni, dora.foti,
mariella.diaferio, pilade.foti,
aguinaldo.fraddosio}@poliba.it, [email protected],
{vito.paparella, vitantonio.vacca}@poliba.it
Abstract. Il gruppo di ricerca “Ingegneria Strutturale” prosegue una consolidata
tradizione di ricerca nei campi di interesse dei Settori Scientifico-Disciplinari
ICAR/08 Scienza delle Costruzioni and ICAR/09 Tecnica delle Costruzioni:
problemi di modellazione, sperimentazione e progettazione per materiali, strutture e
costruzioni. Le più recenti linee di ricerca del gruppo riguardano: la meccanica dei
materiali tradizionali e innovativi; la sperimentazione sui materiali e sulle strutture; il
monitoraggio e l’identificazione dinamica delle strutture; la protezione sismica delle
costruzioni; i problemi strutturali delle costruzioni storiche e monumentali. Il
gruppo di ricerca coinvolge 9 ricercatori (2 PO, 1 PA, 3 RU, 1 assegnista di ricerca e
2 dottorandi di ricerca), con collaborazioni di ricerca in Italia e all’estero. Le attività
di ricerca teorica, numerica e sperimentale sono supportate da alcuni progetti di
ricerca finanziati, che danno grande impulso per lo sviluppo di nuove linee di ricerca
sperimentale.
Keywords: Solid mechanics, non-linear elasticity, structural dynamics, structural
engineering, seismic protection, structural monitoring.
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Introduzione
Il gruppo di ricerca “Ingegneria Strutturale” si colloca all’interno di una lunga tradizione,
incentrata sullo studio teorico e sperimentale del comportamento meccanico dei
materiali e delle strutture, e sui temi tipici dell’Ingegneria delle Strutture: la
progettazione e il collaudo, gli aspetti teorici, sperimentali e computazionali della
meccanica strutturale, gli aspetti tecnologici e realizzativi e il controllo della qualità e
della sicurezza delle costruzioni.
L’area culturale dell’Ingegneria delle Strutture è presente sin dalla fondazione della
Facoltà di Ingegneria dell’Università di Bari; dai tempi della costituzione dell’Istituto di
Scienza delle Costruzioni (1949) e della istituzione del Laboratorio Ufficiale Prove
Materiali, oggi intitolato al prof. Michele Salvati (1961), la ricerca nei campi
dell’Ingegneria Strutturale è stata sviluppata da più generazioni di docenti, che hanno
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aperto nuovi campi di studio, e portato il gruppo ad una rilevanza scientifica
testimoniata da importanti collaborazioni internazionali.
Il gruppo di ricerca “Ingegneria Strutturale” si compone di 9 ricercatori:
 Salvatore Marzano, PO, SSD ICAR/08 Scienza delle Costruzioni (Coordinatore);
 Mario Daniele Piccioni, PO, SSD ICAR/08 Scienza delle Costruzioni;
 Dora Foti, PA, SSD ICAR/09 Tecnica delle Costruzioni;
 Mariella Diaferio, RU, SSD ICAR/09 Tecnica delle Costruzioni;
 Pilade Foti, RU, SSD ICAR/08 Scienza delle Costruzioni;
 Aguinaldo Fraddosio, RU, SSD ICAR/08 Scienza delle Costruzioni;
 Annalisa Barretta, Assegnista di ricerca, SSD ICAR/08 Scienza delle Costruzioni;
 Vito Paparella, Dottorando di Ricerca, SSD ICAR/08 Scienza delle Costruzioni;
 Vitantonio Vacca, Dottorando di Ricerca, SSD ICAR/09 Tecnica delle Costruzioni.
I docenti del gruppo hanno una consolidata tradizione di impegno nel Dottorato di
Ricerca; attualmente alcuni di essi partecipano al Collegio dei docenti del Dottorato di
Ricerca in “Architettura: Innovazione e Patrimonio”, con sede amministrativa presso
l’Università di Roma Tre .
Alcune attività di ricerca del gruppo prevedono forti interazioni con ricercatori di
notevole autorevolezza scientifica internazionale; fra questi, si citano il prof. R.L.
Fosdick dell’University of Minnesota, Minneapolis, USA; il prof. J.M. Kelly
dell’University of California at Berkeley, USA; il prof. S. Ivorra dell’Universidad de
Alicante, Spagna.
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Linee di ricerca
Gli interessi del gruppo di ricerca “Ingegneria Strutturale” nel triennio 2011-2013
hanno investito temi sia classici che innovativi, anche a elevato contenuto
interdisciplinare, ricompresi nei settori scientifici Scienza delle Costruzioni (ICAR/08)
e Tecnica delle Costruzioni (ICAR/09). Una particolare attenzione è stata dedicata alla
modellazione del comportamento meccanico dei materiali e all’analisi della risposta
strutturale delle costruzioni. Si elencano di seguito le principali linee di ricerca:
 problemi di biforcazione e stabilità per corpi elastici in grandi deformazioni;
 stime di carichi critici di instabilità per solidi elastici non lineari;
 transizioni di fase e isteresi per leghe a memoria di forma, con applicazioni ai
dispositivi di dissipazione sismica;
 prove non distruttive di tipo ultrasonico per la caratterizzazione meccanica dei
materiali tradizionali e innovativi, con particolare riferimento ai materiali anisotropi;
 problemi di danneggiamento e localizzazione della deformazione in dispositivi
elastomerici per l’isolamento sismico;
 analisi sperimentale del danneggiamento in trefoli metallici sottoposti ad azioni di
trazione e di ammorsamento laterale;
 tecniche di omogeneizzazione non lineare per materiali “functionally graded”;
 sistemi per la protezione sismica passiva: dispositivi di isolamento alla base e
dispositivi di dissipazione dell’energia;
 approcci teorici e sperimentali ai problemi di identificazione strutturale per ponti,
torri ed edifici in muratura;
 analisi di vulnerabilità e valutazione del danno per edifici esistenti, e per costruzioni
di interesse storico e monumentale;
 analisi dinamica non lineare della risposta sismica di strutture in zone prossime alle
faglie;
 analisi dinamica non lineare di strutture sospese soggette all’azione del vento;
 analisi sperimentale di calcestruzzi speciali e fibro-rinforzati;
 studio degli effetti viscosi per strutture miste acciaio-calcestruzzo per impalcati da
ponte.
Tali temi sono rilevanti anche ai fini dello sviluppo delle Key Enabling Technologies
(KETs), con particolare riferimento ad “Advanced materials” e “Sustainable
development”.
In sintonia con le esigenze di trasferimento tecnologico espresse dal territorio, il
gruppo di ricerca ha attivato nuove e specifiche linee di ricerca sperimentali sui
materiali e sulle strutture, rese possibili anche da un robusto piano di potenziamento
del Laboratorio Ufficiale Prove Materiali “M. Salvati”, il cui Responsabile scientifico è
il prof. Salvatore Marzano, e da una significativa partecipazione a qualificati progetti di
ricerca di rilevanza nazionale e internazionale.
Si ricorda, tra l’altro, che il Laboratorio “Salvati” è dotato di nuove strumentazioni ed
attrezzature di ricerca molto avanzate. Fra le attrezzature recentemente acquisite
nell’ambito delle attività di progetti di ricerca finanziati si citano: macchine per prove
termomeccaniche, strumentazioni prototipo per prove ultrasoniche per contatto e ad
immersione; strumentazione per prove termografiche anche attive di tipo lock-in;
strumentazione per prove georadar sulle strutture; strumentazione accelerometrica e
interferometrica radar per il monitoraggio strutturale e per prove di identificazione
dinamica; centro di calcolo strutturale.
Le ricerche condotte hanno portato anche al deposito di brevetti riguardanti gli
isolatori sismici e i calcestruzzi fibrorinforzati.
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I progetti di ricerca finanziati
L’attività di ricerca del gruppo ha previsto una significativa partecipazione a progetti di
ricerca finanziati, a carattere regionale, nazionale ed europeo. Di seguito si elencano i
progetti attivi nel triennio 2011-2013 ai quali hanno partecipato i ricercatori afferenti al
gruppo:
 Progetto Strategico della Regione Puglia “SISMA - Strutture Innovative e
Sperimentazione di Materiali Avanzati”, Coordinatore scientifico prof. S. Marzano;
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 Progetto Strategico della Regione Puglia “Ricerca e sviluppo di metodologie per la
meccanica sperimentale e la diagnostica strutturale”, Responsabile U.R. locale prof.
M.D. Piccioni;
 Progetto PRIN 2008 “Strutture leggere in materiale multiscala nell'ingegneria civile:
rigidità e resistenza, assemblaggio e replicabilità industriale”, Responsabile U.R.
locale prof. S. Marzano;
 Progetto PON_01 “STEM-STELO: Sistemi e TEcnologie per la realizzazione di
Macchine per lo Sviluppo dei Trasporti Eccezionali e della LOgistica di progetto”,
Responsabile U.R. locale prof. S. Marzano;
 progetto PRIN 2010-2011 “Dinamica, Stabilità e Controllo di Strutture Flessibili”,
Responsabile U.R. locale prof. S. Marzano;
 Progetto PON_02 “MASSIME – Sistemi di sicurezza meccatronici innovativi
(cablati e wireless) per applicazioni ferroviarie, aerospaziali e robotiche”,
Responsabile U.R. locale prof. M.D. Piccioni;
 Progetto della Regione Puglia Rete di Laboratori “Laboratorio per lo sviluppo delle
fonti rinnovabili e dell'efficienza nei distretti energetici: Progetto ZERO (Zero
Emission Research Option)”, Responsabile U.R. locale prof. M.D. Piccioni;
 Progetto ReLuis2, Area Tematica 2, Linea 3: “Innovazione Tecnologica in
Ingegneria Sismica”, Task 2: “Sviluppo ed analisi di nuove tecnologie per
l’adeguamento sismico”, Responsabile U.R. locale prof.ssa D. Foti;
 7° Programma Quadro. Capacities Specific Programme Research Infrastructure.
Progetto SERIES. Proposal P03-0034: “Assessment of the seismic behaviour of
flat-bottom silos containing grain-like materials”. Responsabile prof.ssa D. Foti;
 7° Programma Quadro RST (call FP7/PEOPLE/2001/NIGHTS). Project
UNIFEDERLAB. Unità “Vibration”, Responsabile U.R. locale prof.ssa D. Foti;
 7° Programma Quadro. Capacities Specific Programme Research Infrastructure.
Progetto SERIES. Proposal P03-0034: “Seismic behaviour of structural systems
composed of cast-in-situ concrete walls”. Responsabile prof.ssa D. Foti;
 European Territorial Cooperation Programme Greece-Italy 2007-2013.
INTERREG III/A. Project title: “Structural Monitoring of ARTistic and historical
BUILding Testimonies”, Responsabile scientifico prof.ssa D. Foti.
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Alcune recenti pubblicazioni
Si elencano di seguito alcune recenti pubblicazioni scientifiche dei componenti del
gruppo di ricerca “Ingegneria Strutturale”, relative alle linee di ricerca sopra
menzionate:
 R. Fosdick, P. Foti, A. Fraddosio, S. Marzano: Shear driven planar Couette and
Taylor-like instabilities for a class of compressible isotropic elastic solids. Zeitschrift
für angewandte Mathematik und Physik, vol. 61 (3), pp. 537-554 (2010).
 R. Fosdick, P. Foti, A. Fraddosio, M.D. Piccioni: A lower bound estimate of the
critical load for compressible elastic solids. Continuum Mechanics and
Thermodynamics, vol. 22 (2), pp. 77-97 (2010).
 D. Foti: Preliminary analysis of concrete reinforced with waste bottles PET fibers.
Construction and Building Materials, vol. 25 (4), 1906-1915 (2011).
 D. Foti, M. Diaferio, N.I. Giannoccaro, M. Mongelli: Ambient vibration testing,
dynamic identification and model updating of a historic tower. NDT & E
International, vol. 47, pp. 88-95 (2012).
 G. Romano, A. Barretta, R. Barretta: On torsion and shear of Saint-Venant beams.
European Journal of Mechanics - A/Solids, vol. 35, 47-60 (2012).
 D. Foti: Use of recycled waste pet bottles fibers for the reinforcement of concrete.
Composite Structures, vol. 96, pp. 396-404 (2013).
 D. Foti, M. Diaferio, R. Nobile: Dynamic behavior of new aluminum–steel energy
dissipating devices. Structural Control and Health Monitoring, vol. 20 (7), pp. 1106–
1119 (2013).
 R. Fosdick, P. Foti, A. Fraddosio, S. Marzano, M.D. Piccioni: Taylor-like
bifurcations for a compressible isotropic elastic tube. Mathematics and Mechanics
of Solids, vol. 19, pp. 966-987 (2014).
 A. Castellano, P. Foti, A. Fraddosio, S. Marzano, M.D. Piccioni: Mechanical
characterization of CFRP composites by ultrasonic immersion tests: experimental
and numerical approaches. Composites Part B: Engineering, vol. 66, pp. 299-310
(2014).
 R. Fosdick, P. Foti, A. Fraddosio, S. Marzano, M.D. Piccioni: A lower bound
estimate of the critical load in bifurcation analysis for incompressible elastic solid.
Mathematics and Mechanics of Solids, doi: 10.1177/1081286514543599 (2014).
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