Ciro Del Vecchio

Valutazione del rischio sismico di costruzioni esistenti

Dal 2014 mi occupo dello sviluppo di metodologie innovative per  l'analisi di vulnerabilità sismica di edifici esistenti sia a livello di edificio che a scala territoriale. Gli edifici esistenti hanno un comportamento molto fragile spesso caratterizzato dall'innesco di crisi fragili a taglio che ne compromettono la stabilità e la sicurezza globale. Inoltre i recenti eventi sismici hanno evidenziato il ruolo dei componenti non-strutturali, come ad esempio le tamponature, nel caratterizzare la risposta sismica globale e locale. In questo contesto le recenti attività di ricerca hanno riguardato la valutazione dell'affidabilità e dell'accuratezza delle formulazioni esistenti per la valutazione della resistenza a taglio di elementi in CA debolmente armati e di nodi trave-pilastro. Con un team di ricerca internazionale ci stiamo occupando dello sviluppo di nuove metodologie semplificate per la valautazione della capacità sismica di edifici esistenti che consentano ai progettisti una stima rapida ed affidabile delle criticità degli edifici esistenti.

Tale background è stato impiegato per fornire supporto alla commissione redattrice delle "Linee guida riguardanti la Classificazione del Rischio Sismico delle Costruzioni" pubblicate con D.M: 65/2017 e per la revisione delle Norme Tecniche per le Costruzioni NTC 2008 e 2018 e circolare applicativa (Circ. n.617/2009)

Analisi di vulnerabilità sismica di edifici scolastici

Gli edifici scolastici rivestono un ruolo di primaria importanza nelle moderna società. tuttavia il patrimonio edilizio esistente nazionale è particolarmente vetusto ed esposto a fenomeni di degrado nonchè estremamente vulnerabili alle azioni sismiche. A tal fne recenti attività di ricerca sono mirate a definire la vulnerabilità e la fragilità degli edifici scolastici esistenti. A tal fine vengono impiegate analisi dinamiche non-lineari condotte attraverso modelli numerici calibrati su dati sperimentali o database di danni osservati sugli edfici scolastici a seguito dei recenti eventi sismici. Lo studio mira a fornire ai decisori metodi di stima rapida dei possibili danni e delle conseguenze di eventi sismici a scala territoriale al fine di predisporre tempestivamente piani di mitigazione del rischio sismico. 

Rinforzo sismico attraverso materiali e sistemi innovativi

Attraverso attività teorico e sperimentali mi occupo dello svilupo di soluzioni innovative per il rinforzo sismico di strutture esistenti in cemento armato ed in muratura. A seguito dei recenti eventi sismici le costruzioni esistenti hanno mostrato un'elevata vulnerabilità che spesso e putroppo si tramuta in perdita di vite umane ed di ingenti risorse economiche. In tale ottica la mitigazione del rischio sismico delle costruzioni esistenti deve mirare ad aumentare la sicurezza sismica prima di tutto ma anche a ridurre il danneggiamento delle componenti non-strutturali al fine di contenere le perdite economiche. Tali concetti sono anche alla base dei principi tecnici per determinare il cosiddetto scatto di classe necessario per attingere al cosiddetto SISMABONUS. Tuttavia spesso proprio per l'utilizzo di tali bonus nasce la necessità di combinare interventi di rinforzo sismico con interventi mirati all'efficientamento energetico. Ulteriore variabile che potrebbe essere da freno all'applicazione degli interventi è l'invasività dell'intervento stesso che potrebbe portare a dover interrompere la funzionalità della costruzine.

In tale contesto, le attività di ricerca riguardano lo sviluppo di soluzioni innovative di riforzo sismico di edifici esistenti attraverso soluzioni a basso impatto (e prevalentemente applicabili dal solo esterno dell'edificio) che integrino il rinforzo sismico con il miglioramento delle prestazioni energetiche. Le attività prevedono prove sperimentali in larga scala ed analisi numeriche per valutare l'efficiacia degli interventi, i tempi di messa in opera, il grado di disturbo per gli occupanti ed i costi di implementazione.

Si stanno valutando sia soluzioni di rinforzo locale basate sull'utilizzo di materiali compositi a matrice polimerica (FRP), calcestruzzi fibrorinforzati ad altissime prestazioni (HPC o UHFRCC), ma anche interventi di rinforzo globale basate sull'isolamento sismcio o l'adozione di controventi dissipativi.

Analisi di dati post-sisma

I recenti eventi sismici ed i succeccivi processi di ricostruzione sono stati una occasione unica per raccogliere in maniera dettagliata e sistematica dati di danno ed i relativi costi di riparazione/ricostruzione. Tali dati rappresentano un patrimonio unico al mondo e possono essere impiegati per preziose calibrazioni di metodi di stima del danno da sismia o dei costi di riparaizone e miglioramento sismico. Le attività di ricerca in tale campo riguardano la raccola dati e la catalogazione, l'analisi dei dati per lo sviluppo di curve di fragilità a scala regionale, lo sviluppo di curve per la stima delle perdite economiche, l'analisi dei costi di riparazione a livello di componente e la definizione di costi parametrici di intervento.

Modellazione numerica avanzata

I recenti sviluppi tecnologici hanno consentito notevoli progressi nel campo della modellaizione strutturale. Il metodo agli elementi finiti ad oggi consente di riprodurre fedelmente il comportamento di elementi strutturali in campo non-lineare tenendo conto del degrado della risposta ciclica all'aumentare dello spostamento e di fenomeni tipici di elementi esistenti poco armati, quali crisi a taglio, marcata fessurazione o perdita di aderenza tra acciaio e calcestruzzo. Le attività di ricerca riguardano la validazione di modelli numerici su dati sperimentali e l'utilizzo di tali modelli per ricavare leggi o parametri di stima del danneggiamento e della riparabilità di elementi strutturali in cemento armato.

Progetti di ricerca

Svolgo o ho svolto attività di ricerca come responsabile scientientifco o componente di gruppi di ricerca nei seguenti progetti nazionali ed internazionali:

- DPC/ReLUIS 2019-2021: WP4 (Mappe di Rischio Sismico), WP5 (Interventi a basso impatto ed integrati), WP7 (Analisi dei dati Post-sisma)

- reSTARt-school: Retrofitting Existing School buildings Towards fAst RetrofiT Solutions

- SAFER concrete in collaborazione con University Canterbury (New Zealand),

-  INDUSTRIA 2015 - EE01_00047 INNOVANCE Innovazioni di prodotto/processo e integrazione della filiera delle costruzioni edili per l'efficienza energetica e lo sviluppo sostenibile;;

- PON R&C STRIT 01_02366 Strumenti e Tecnologie per la gestione del Rischio delle Infrastrutture di Trasporto;

- PON03PE_00093_4 –METROPOLIS - Metodologia e Tecnologie integrate e sostenibili per l’adattamento e la sicurezza dei sistemi urbani;

- EXCHANGE-SSI, Experimental & Computational Hybrid Assessment Network for Ground-Motion Excited Soil-Structure Interaction Systems

Collaborazioni

Le attività sono svolte in diversi progetti di ricerca di carattere nazionale ed internazionale ed in collaborazione con la Rete di Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica (ReLUIS), Università degli studi di Napoli Federico II, Fédération internationale du béton (fib), Middle East Technical University (Turkey), Bolina Ingegneria, Mapei spa, ARUP Amsterdam, University of Canterbury (New Zealand), University of Tokyo (Japan), European Joint Researc Center (JRC, Ispra), University College of London (UK), Earthquake Engineering Research Institute (EERI), Associazione Nazionale dei Costruttori Edili (ANCE), Anadolu University (Turkey), Università degli studi di Genova, University of Pardubice (Repubblica Ceca), North Carolina State University (USA)

Membership

Componente della Fédération internationale du béton (fib), T.G. 5.1 FRP (Fibre Reinforced Polymer) Reinforcement for Concrete Structures'

Earthquake Engineering Research Institute (EERI)

Componente della segreteria organizzativa del WP5: Interventi di rapida esecuzione a basso impatto ed integrati all’interno del Progetto DPC-ReLUIS 2019-2021

Member del fib young international e socio fondatore del fib young Italy nel 2019

Membro del Comitato scientifico del 1^st PhD symposium (2019) organizzato dal fib Italia (http://fibitaliayoung.it/index.php/symposium/)

Membro del coordinamento ReLUIS/DPC delle attività di verifica di agibilità delle strutture pubbliche e strategiche, nonché di edifici monumentali e di culto nei comuni colpiti da eventi sismici

Membro del gruppo di lavoro ACEN Tipologie e tecniche di intervento