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CONCLUSIONI

La muratura è un materiale da costruzione di facile realizzazione pratica, ma di difficile interpretazione per quanto riguarda la formulazione di modelli costitutivi che ne descrivano la risposta alle sollecitazioni nel modo più accurato possibile.

E’ stato illustrato il gran numero di legami costitutivi presenti in letteratura destinati a descrivere la risposta della muratura, a partire da ipotesi molto semplicistiche (ad esempio il modello “no tension”, che trascura del tutto la resistenza a trazione del materiale) a formulazioni ben più complesse (ad esempio il modello ortotropo di Lourenço et al. (1997), che prevede addirittura due superfici di snervamento diverse a trazione e a compressione).

E’ stata analizzata l’eventualità di estendere l’utilizzo di un modello di danno e plasticità isotropo all’analisi di elementi strutturali in muratura, benché la formulazione originaria fosse basata sul comportamento del calcestruzzo. Le analogie nella risposta dei due materiali, ad ogni modo, hanno permesso di ottenere una serie di curve taglio-spostamento per la muratura abbastanza prossime a quelle ricavate grazie alle prove sperimentali, dapprima su semplici pannelli sollecitati a taglio, poi su fasce di piano in muratura, di complessità maggiore rispetto al caso precedente.

Dopo queste ultime analisi in particolare, è emersa la necessità di apportare alcune modifiche al modello di danno e plasticità isotropo affinché fosse più accurato nella descrizione del comportamento della muratura e rispondesse nello specifico ad alcune peculiari esigenze ricavate dall’osservazione dei modelli numerici svolti.

In particolare, in base ai risultati ottenuti, è stata ipotizzata la possibilità di adeguare l’isotropia del modello inizialmente utilizzato, estendendolo ad una risposta ortotropa secondo gli assi del materiale muratura, e di modificare il parametro denominato angolo di dilatanza, che esprime l’aumento di volume subito dal materiale quando sottoposto ad un’azione di taglio, il quale è stato considerato costante nelle analisi svolte sia su pannelli che su fascia di piano, ma nella realtà è variabile e dipende dalla pressione di confinamento del materiale e dallo sviluppo del danno.

Accanto a questo è risultata evidente la necessità di condurre prove sperimentali complete, per caratterizzate ogni aspetto del materiale, dal comportamento a compressione e a trazione, a tutti i moduli elastici necessari a svolgere, in un secondo tempo, una corretta analisi numerica. Oltre a questo, la necessità di seguire attentamente la realizzazione delle opere per non incorrere in difetti di costruzione e l’impiego di materiali di qualità per disporre di un composito per quanto possibile omogeneo sono apparsi aspetti importanti per far si che un modello numerico non si discosti dalla realtà a causa di difetti realizzativi.

Per concludere, come detto in introduzione, un modello numerico deve soddisfare esigenze di accuratezza e di semplificazione, affinché non incorra in un eccessivo onere computazionale al momento dell’analisi numerica, ma ottenga al tempo stesso risultati prossimi al comportamento reale. Al termine di questo lavoro è stata suggerita una formulazione ortotropa che prenda in considerazione difetti e

imprecisioni osservate nei modelli di danno e plasticità isotropo e anisotropo, per rispondere in maniera più completa alle esigenze della muratura. E’ importante, tuttavia, sviluppare e implementare questo modello in modo da verificare se effettivamente risponde alle richieste di semplicità, ovvero se l’utilizzo di un parametro di dilatanza variabile non renda eccessivamente onerosa l’analisi. Sicuramente, invece, risponderà ad esigenze di accuratezza, in quanto è il risultato di osservazioni e deduzioni fatte esplicitamente per la muratura, senza dover passare per l’utilizzo di modelli destinati in origine ad altri materiali.

BIBLIOGRAFIA

ABAQUS Theory Manual, Version 6.6, 2006

BERTO L., SAETTA A., SCOTTA R., VITALIANI R., An orthotropic damage model for masonry structures, International Journal for Numerical Methods in Engineering, n. 55, 2002, pag. 127-157

BERTO L., SAETTA A., SCOTTA R., VITALIANI R., Shear behaviour of masonry panel: parametric FE analyses, International Journal of Solids and Structures, vol. 41, 2004, pag. 4383-4405

BINDA, L., FONTANA, A. and FRIGERIO, G, Mechanical behavior of brick masonries derived from unit and mortar characteristics, in: Proc. 8th Int. Brick and Block Masonry Conf., eds. J.W. de Courcy, Elsevier Applied Science, London, UK, 1988, p. 205-216

BINDA L., SAISI A., Research on historic structures in seismic areas in Italy, Progress in Structural Engineering and Materials, 2005, pag. 71-85

CALDERINI C., Un modello costitutivo per la muratura: formulazione ed implementazione per l’analisi di strutture complesse, PhD thesis, Università degli Studi di Genova, 2004

CARPINTERI A., DAVINI C., LEMBO M., MARFIA S., Modellazione del calcestruzzo fibrorinforzato, PhD tesi, Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”, 2007

CICEKLI U., VOYIADJIS G.Z., ABU AL-RUB R.K., A plasticity and anisotropic damage model for plain concrete, International Journal of Plasticity, 23 (2007), 1874-1900

DAVOLI P., BERNASCONI A., FILIPPINI M., FOLETTI S., Comportamento meccanico dei materiali, McGraw Hill, maggio 2005

DEL PIERO G., Le costruzioni in muratura, Collana di Ingegneria Strutturale, n.2, CISM, Udine, 1984

DUDINE A., Analisi sperimentale del comportamento sotto carichi ciclici delle fasce di piano in edifici storici a muratura portante, tesi di laurea, relatore prof. ing. I. Clemente, correlatori prof. ing. L. Macorini, prof. ing. N. Gattesco, A.A. 2007/08

GANZ H.R., THÜRLIMANN B., Shear Design of Masonry Walls, Proceedings of a session held in conjunction with Structures Congress ‘85/ “New Analysis Techninques for Structural Masonry”, ASCE/Chicago, 1985 HENDRY A.W., KHALAF F.M., Masonry Wall Construction, Spon Press, Londra, 2001

JANKOWIAK T., LODYGOWSKY T., Identification of parameters of concrete damage plasticity constitutive model, Foundations of civil and environmental engineering, n° 6, Poznan, 2005

KHAN A.S., HUANG S., Continuum Theory of Plasticity, Wiley-Interscience, New York 1995

KOLARI K., Damage mechanics model for brittle failure of transversely isotropic solids - Finite element implementation, Dissertation for the Degree of Doctor of Science in Technology, VTT Publications, Helsinki 2007

KRAJCINOVIC D., Damage mechanics, North-Holland, Amsterdam, 1996

LEE J., FENVES G.L., Plastic-Damage Model for Cyclic Loading of Concrete Structures, Journal of Engineering Mechanics, vol. 124, n. 8, 1998, pag. 892-900

LEMAITRE J., DESMORAT R., Engineering Damage Mechanics - Ductile, Creep, Fatigue and Brittle Failures, Springer, Berlin-Heidelberg, 2005

LOURENÇO P.B., An orthotropic continuum model for the analysis of masonry structures, TNO Building and Construction Research, Computational Mechanics, 1995

LOURENÇO P.B., Computational strategies for masonry structures, report, Delft University Press, Delft, 1996

LOURENÇO, P.B., A user/programmer guide for the micro-modelling of masonry structures, report, TU Delft, The Netherlands, 1996

LOURENÇO P.B., Two aspects related to the analysis of masonry structures: size effect and parameter sensitivity, TNO Building and Construction Research, Computational Mechanics, 1997

LOURENÇO P.B., ROCA P., GONZALEZ J.L., OÑATE E., Experimental and Numerical Issues in the Modelling of the Mechanical Behaviour of Masonry, Structural Analysis of Historical Constructions II. Barcelona, 1998 LOURENÇO P.B., Simulations of size effect in masonry structures, Proceeding FRAMCOS-3, Fracture Mechanics of Concrete Structures, 1998

LOURENÇO P.B., Sensitivity analysis of masonry structures, Proceedings of the 8th Canadian Masonry Symposium, Jasper, Canada, p. 563-574, 1998

LOURENÇO P.B., ROTS J.G., Possibilities of Modeling Masonry as a Composite Softening Material: Interface Modeling and Anisotropic Continuum Modeling, Proceedings of the 12th Engineering Mechanics Conference, ASCE, San Diego, U.S., p. 56-61,1998

LOURENÇO P.B., ROTS J.G., BLAAUWENDRAAD J., Continuum Model for Masonry: Parameter Estimation and Validation, Journal of Structural Engineering, vol. 124, n.6, 1998, p. 642-652

LOURENÇO P.B., Computations of historic masonry constructions, Progress in Structural Engineering and Materials 4(3), 2002, p.301-319

LUBLINER J., OLIVER J., OLLER S., OÑATE E., A plastic-damage model for concrete, Journal of Solids Structures, vol. 25, n.3, pag. 299-326, 1989

LUCIANO R., SACCO E., Un modello did anno per le murature, Convegno IGF XIII, Cassino, maggio 1997 MARTIN J.B., NAPPI A., Internal variable formulation for perfectly plastic and linear hardening relations in plasticity, European Journal of Mechanics ,A/Solids, vol. 9, n. 2, 1990, p. 107-131

MCKENZIE W.M.C., Design of Structural Masonry, Palgrave Macmillan, New York, 2001

NAPPI A., TIN-LOI F., Numerical model for masonry implemented in the framework of a discrete formulation, Structural Engineering and Mechanics, v. 11, n.2, 2001, p. 171-184