Tecniche di omogeneizzazione per solidi murari

La definizione di un modello meccanico adeguato allo studio del comportamento strutturale di una costruzione in muratura è tanto più difficoltosa quanto più piccola è la scala dimensionale dei fenomeni che si vuole cogliere. La costruzione del modello e la valutazione quantitativa dei parametri descrittivi del comportamento costitutivo non possono che essere il frutto di una procedura di identificazione parametrica stocastica. Nel recente passato, in tema di rappresentazione qualitativa e quantitativa del comportamento strutturale macroscopico, si è operato con modelli strutturali elementari. La ragione di questo approccio è in buona parte motivata dalla necessità di contenere gli oneri computazionali e dalla impossibilità pratica di definire la scala dimensionale del materiale. La descrizione di volumi danneggiati, la formazione e la propagazione di fessure, il comportamento isteretico di solidi murari sono oggetto del presente programma di ricerca. Il risultato di questa analisi costituisce la base di partenza utile alla stima di parametri strutturali, con valutazione dell'effetto scala. L'operazione di identificazione parametrica stocastica verte sulla definizione del comportamento costitutivo e si attiva su risultati sperimentali statici e/o dinamici di un organismo strutturale. Per l'aspetto metodologico ci si propone di operare nell'ambito delle teorie fisiche, introducendo un legame tra i valori efficaci degli sforzi e delle deformazioni. Il legame proposto non ha una formulazione meramente analitica, ma riassume i risultati di un'estesa campagna sperimentale sul comportamento in compressione dei materiali fragili, incentrata su una tecnica innovativa per la stima in tempo reale dello sviluppo del danno durante il processo di carico. Questa tecnica prevede anche una stima dei valori efficaci, che si configurano quindi come valori efficaci di derivazione sperimentale. L'obiettivo è quello di sanare su base sperimentale l'apparente divario tra le leggi medie acquisite sperimentalmente e le leggi efficaci multiparametriche che da almeno un ventennio vengono calibrate con precisione via via crescente per la modellazione dei principali fenomeni associati al comportamento strutturale dei materiali fragili. Uno sforzo successivo è quello di definire un modello strutturale che non necessiti della consueta calibrazione delle leggi efficaci multiparametriche per contenere gli effetti scala. Quest'ultimo impegno operativo è peraltro necessario ove si voglia pervenire alla modellazione di un comportamento strutturale sperimentalmente stabilito. Agli effetti computazionali, si intende utilizzare tanto il metodo delle celle, quanto il metodo degli elementi finiti, in modo da poter mettere a confronto l'efficienza computazionale dai due metodi, oltre che alcuni aspetti più prettamente teorici. Il metodo delle celle, ancora poco diffuso in ambito accademico e scientifico, fornisce una formulazione discreta diretta delle equazioni che reggono il problema in esame, senza dover ricorrere ad integrazioni sul campo di equazioni differenziali. Il vantaggio connesso all'uso di questo metodo è duplice. Infatti, la formulazione discreta diretta permette, da una parte, di abbattere notevolmente i tempi computazionali e, dall'altra, di costruire modelli intrinsecamente non-locali. Questo secondo aspetto va a tutto vantaggio delle leggi costitutive da impiegare nei modelli che, non dovendo più comprendere necessariamente gli effetti non-locali, possono assumere formulazioni notevolmente semplificate. Contrariamente a quanto accade con i modelli agli elementi finiti, quindi, l'adozione di un codice al metodo delle celle permette di scindere il concetto di non-località dal comportamento costitutivo, fornendo un notevole contributo all'analisi non-locale della meccanica della frattura, attualmente uno dei temi di maggior rilievo in ambito scientifico internazionale. Merito personale dei membri dell'Unità di ricerca è l'aver messo in luce pe...