CONTATTI
Indirizzo: Via G Duranti 93, 06125 Perugia Tel: +39 075 585 3888 Fax: +39 075 585 3830
E-mail: Massimo Mancinelli (tecnico del laboratorio) This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Alessandro Braganti (tecnico del laboratorio) This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
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FINALITÀ E ATTIVITÀ SVOLTE NEL LABORATORIO
Attività di ricerca
Il laboratorio di dinamica delle strutture svolge attività di ricerca sia in campo sperimentale che teorico. Relativamente alla ricerca sperimentale esso si occupa dell'indentificazione sperimentale delle proprietà modali delle strutture, del monitoraggio sismico (a soglia) delle strutture, del monitoraggio continuo statico/dinamico dell'integrità strutturale, dell'impiego dei metodi dinamici per la valutazione dell'integrità delle strutture, dello studio di problemi dinamici di interazione fluido-struttura (comportamento sismico di serbatoi e dighe), e della valutazione degli effetti delle vibrazioni sulle strutture. Per quanto riguarda la parte teorica vengono sviluppati modelli numerici ed applicazioni di calcolo nello stesso ambito. L'attività è documentata dalle pubblicazioni scientifiche, dai progetti di ricerca e dalle convenzioni di natura commerciale in cui il laboratorio è impegnato.
Attività conto terzi
Il laboratorio di dinamica delle strutture svolge attività commerciale e di consulenza conto terzi relativamente a:
- Rilievi dinamici e misura della risposta dinamica di strutture e infrastrutture.
- Indagini dinamiche in condizioni operazionali finalizzate all'identificazione dei parametri modali (frequenze naturali di vibrazione, forme modali e smorzamenti) di strutture (edifici multipiano, costruzioni storiche) e infrastrutture (e.g. ponti stradali/ferroviari/pedonali), anche in conformità alle prescrizioni della norma UNI 10985 (2002).
- Installazione di sistemi di monitoraggio sismico (a soglia) o di tipo dinamico continuo (vibrazioni ambientali) su costruzioni e servizio di elaborazione dati per l'identificazione automatizzata di anomalie nella risposta strutturale, potenzialmente associate a problemi di danneggiamento/degrado.
- Sviluppo di applicativi software per l'identificazione modale a solo output e il monitoraggio dinamico di strutture e infrastrutture.
- Consulenza tecnico-scientifiche inerenti problemi di vibrazione nelle costruzioni civili (es. progettazione/verifica di sistemi di riduzione delle vibrazioni e di protezione delle strutture dale azioni dinamiche, quali vento e sisma).
- Consulenze nell'ambito di sistemi di monitoraggio strutturale.
- Validazione/caratterizzazione/taratura di sensoristica innovativa o a basso costo.
- Sviluppo, caratterizzazione e validazione di sensori e sistemi smart per il monitoraggio delle strutture, ivi compresi i materiali strutturali multifunzionali sensibili allo stato di deformazione mediante aggiunta e microfiller conduttivi.
- Servizi di consulenza in problemi di analisi strutturale con aprticolare attenzione agli aspetti riguardanti le costruzioni in zona sismica, esistenti e di nuova progettazione.
PRINCIPALI APPARECCHIATURE DEL LABORATORIO
Sensori e strumenti di misura
n° 32 accelerometri 393B12 PCB
n° 16 accelerometri DC monoassiali modello PCB 3711B112G
n° 1 accelerometro DC triassiale modello PCB 3713B112G
n° 13 accelerometri piezoelettrici 393 C PCB
n° 2 geofoni biassiali prodotti da SARA Instruments
n° 8 termocoppie tipo K
n° 1 martello Strumentato modello PCB 086D20
n° 11 celle di carico di vari fondo scala (Laumas, DS Europe, AEP, Simec, Metior)
n° 1 pacometro Profometer 5+ Mod. Scanlog marca Proceq
n° 1 sclerometro meccanico
n°1 sclerometro elettromeccanico (Proceq)
n° 2 kit flessimetri centesimali
n° 1 distanziometro laser modello Bosch DLE 50 Professional
n° 5 distanziometri laser + n° 5 livelle laser modello Stanley
n° 5 trasduttori di spostamento LVDT da 0-10 mm (HBM)
n° 3 trasduttori di spostamento LVDT da 0-50 mm (HBM)
n° 6 trasduttori di spostamento LVDT da 0-50 mm (Solartron Metrology)
n° 4 inclinometri LSOC – 14.5° marca SHERBORNE SENSORS L.T.D.
n° 2 trasduttore laser marca MICRO-OPTRONIC
n° 2 anemometri a ultrasuoni WIND MASTER marca GILL INSTRUMENTS
n° 1 anemometro a coppelle + n° 1 sensore di misura della direzione del vento (Nesa)
cavi BNC di lunghezze variabili fino a 50 m;
Sistemi di acquisizione e controllo
n° 1 carrier per schede di acquisizione a 8 slot modello cDAQ-9188
n° 3 carrier per schede di acquisizione a 4 slot modello cDAQ-9184
n° 3 carrier per schede di acquisizione a 4 slot modello cDAQ-9185
n° 2 carrier con PC a bordo per schede di acquisizione a 4 slot modello cDAQ-9132
n° 1 controllore ad elevate prestazioni modello NI PXIe-8133
n° 1 chassis per sistemi di controllo e schede elettroniche modello NI PXIe-1071
n° 2 chassis per schede elettroniche di misura modello NI PXIe-1073
n° 9 schede di acquisizione per accelerometri a 4 canali modello NI 9234
n° 2 schede di acquisizione per termocoppie a 8 canali modello NI 9211
n° 2 schede di acquisizione per segnali in tensione/corrente a 4 canali modello NI 9219
n° 1 scheda di acquisizione per accelerometri a 8 canali modello PXIe-4492
n° 1 scheda di acquisizione per estensimetri elettrici da 8 canali modello NI PXIe-4330
n° 1 modulo di alimentazione programmabile modello NI PXI-4130
n° 1 multimetro digitale ad elevate prestazioni modelli NI-PXI4071
n° 1 scheda di acquisizione/uscita per segnali in tensione a 16 ingressi analogici modello PXIe-6361
n° 1 unità di acquisizione per accelerometri da 16 canali marca ROGA mod. RogaDaq16;
n° 1 unità di acquisizione da 16 canali marca IMC CRONOS mod. PL16;
n° 1 unità di acquisizione multicanale compatto marca IMC.
n° 2 unità di acquisizione per estensimetri, trasduttori di spostamento e inclinometri, da 8 canali marca HBM mod. SPIDER 8;
n° 1 unità di acquisizione per accelerometri da 8 canali marca IOTECH mod. DATA SHUTTLE
Attuatori e azionamenti
n°1 motore elettrico torsionale modello AKM54H con drive di potenza e sistema di trasmissione a slitta per prove sismiche su modelli in scala
n° 1 pressa da 200 kN modello OMCN 156/ML;
n° 1 shaker elettrodinamico di elevata potenza marca LDS con accoppiamento con tavola vibrante;
n° 1 kit oleodinamico comprensivo di pompa manuale, manometro e pressostato digitali compatibili con n. 4 martinetti (2 da 1000 kN, 1 da 30 kN e 1 da 5 kN).
PUBBLICAZIONI SELEZIONATE
Garcìa-Macìas, E., Ubertini, F., 2019, Seismic interferometry for earthquake-induced damage identification in historic masonry towers, Mechanical Systems and Signal Processing, Volume 132, pp. 380-404
Cavalagli, N., Kita, A., Castaldo, V., Pisello, A.L., Ubertini, F., 2019, Hierarchical environmental risk mapping of material degradation in historic masonry buildings: An integrated approach considering climate change and structural damage, Construction and Building Materials, Volume 215, Pages 998-1014
García-Macías, E., Ubertini, F., 2019, Earthquake-induced damage detection and localization in masonry structures using smart bricks and Kriging strain reconstruction: A numerical study, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, in press.
Kita, A., Cavalagli, N., Ubertini, F., 2019, Temperature effects on static and dynamic behavior of Consoli Palace in Gubbio, Italy, Mechanical Systems and Signal Processing, Volume 120, Pages 180-202.
Downey, A., D'Alessandro, A., Laflamme, S., Ubertini, F., 2018, Smart bricks for strain sensing and crack detection in masonry structures, Smart Materials and Structures, Volume 27, Issue 1, Article number 015009
Ubertini, F., Cavalagli, N., Kita, A., Comanducci, G., 2018, Assessment of a monumental masonry bell-tower after 2016 central Italy seismic sequence by long-term SHM, Bulletin of Earthquake Engineering, Volume 16, Issue 2, Pages 775-801
Downey, A., D'Alessandro, A., Ubertini, F., Laflamme, S., 2018, Automated crack detection in conductive smart-concrete structures using a resistor mesh model, Measurement Science and Technology, Volume 29, Issue 3, Article number 035107
Cavalagli, N., Comanducci, G., Ubertini, F., 2018, Earthquake-Induced Damage Detection in a Monumental Masonry Bell-Tower Using Long-Term Dynamic Monitoring Data, Journal of Earthquake Engineering, in press, Pages 1-24
Downey, A., D'Alessandro, A., Baquera, M., García-Macías, E., Rolfes, D., Ubertini, F., Laflamme, S., Castro-Triguero, R., 2017, Damage detection, localization and quantification in conductive smart concrete structures using a resistor mesh model, Engineering Structures, Volume 148, Pages 924-935
Downey, A., D'Alessandro, A., Ubertini, F., Laflamme, S., Geiger, R., Biphasic DC measurement approach for enhanced measurement stability and multi-channel sampling of self-sensing multi-functional structural materials doped with carbon-based additives (2017), Smart Materials and Structures, Volume 26, Issue 6, Article number 065008.
Venanzi, I., Ierimonti, L., Ubertini, F., Effects of control-structure interaction in active mass driver systems with electric torsional servomotor for seismic applications (2017), Bulletin of Earthquake Engineering, Volume 15, Issue 4, Pages 1543-1557.
Tsogka, C., Daskalakis, E., Comanducci, G., Ubertini, F., The Stretching Method for Vibration-Based Structural Health Monitoring of Civil Structures (2017) Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, 32 (4), pp. 288-303.
García-Macías, E., D'Alessandro, A., Castro-Triguero, R., Pérez-Mira, D., Ubertini, F., Micromechanics modeling of the electrical conductivity of carbon nanotube cement-matrix composites (2017), Composites Part B: Engineering, Volume 108, Pages 451-469.
García-Macías, E., D'Alessandro, A., Castro-Triguero, R., Pérez-Mira, D., Ubertini, F., Micromechanics modeling of the uniaxial strain-sensing property of carbon nanotube cement-matrix composites for SHM applications (2017) Composite Structures, 163, pp. 195-215.
Fanelli, P., Biscarini, C., Jannelli, E., Ubertini, F., Ubertini, S., Structural health monitoring of cylindrical bodies under impulsive hydrodynamic loading by distributed FBG strain measurements (2017) Measurement Science and Technology, 28 (2), art. no. 024006.
Cavalagli, N., Biscarini, C., Facci, A.L., Ubertini, F., Ubertini, S., Experimental and numerical analysis of energy dissipation in a sloshing absorber (2017) Journal of Fluids and Structures, 68, pp. 466-481.
Ubertini, F., Comanducci, G., Cavalagli, N., Laura Pisello, A., Luigi Materazzi, A., Cotana, F., Environmental effects on natural frequencies of the San Pietro bell tower in Perugia, Italy, and their removal for structural performance assessment (2017) Mechanical Systems and Signal Processing, Volume 82, Pages 307-322.
- D'Alessandro, M. Rallini, F. Ubertini, A.L. Materazzi, J. Kenny, 2016, Investigations on scalable fabrication procedures for self-sensing carbon nanotube cement-matrix composites for SHM applications, Cement & Concrete Composites, 65: 200-213.
Ubertini, F., Comanducci, G., Cavalagli, N., 2016, Vibration-based structural health monitoring of a historic bell-tower using output-only measurements and multivariate statistical analysis, Structural Health Monitoring, Volume 15, Issue 4, Pages 438-457.
Comanducci, G., Magalhães, F., Ubertini, F., Cunha, Á., 2016, On vibration-based damage detection by multivariate statistical techniques: Application to a long-span arch bridge, Structural Health Monitoring, Volume 15, Issue 5, Pages 505-524.
PROGETTI FINANZIATI
Progetto Europeo MSCA-ITN "SAFERUP: Sustainable, Accessible, Safe, Resilient and Smart Urban Pavements", finanziato dalla Commissione Europea nell'ambito del programma "Framework Programme for Research and Innovation HORIZON 2020", tipo di azione "International Training Network" (grant agreement No 765057).
Progetto "SMART-BRICK: Novel strain-sensing nano-composite clay brick enabling self-monitoring masonry structures" (protocollo 2015MS5L27) finanziato dal Ministero dell'Istruzione, dell'Università e della Ricerca (MIUR) nell'ambito del bando “PRIN: Progetti di Ricerca di Rilevante Interesse Nazionale – Bando 2015”
progetto "HERACLES: Heritage Resilience Against CLimate Events on Site", finanziato dalla Commissione Europea nell'ambito del programma "Framework Programme for Research and Innovation HORIZON 2020", tipo di azione "Research and Innovation Action" (grant agreement No 700395).
“DELPHI: tecnologie innovative per il monitoraggio e la conservazione preventiva dei beni monumentali soggetti al rischio sismico: applicazione alla Fontana Maggiore e alla torre degli Sciri di Perugia”, finanziato dalla Fondazione Cassa di Risparmio di Perugia (codice progetto 2016.0028.021).
Progetto “Il monitoraggio strutturale per la salvaguardia dei beni Monumentali: il campanile di S. Pietro a Perugia e la cupola di S. Maria degli Angeli ad Assisi”, Finanziato dalla Fondazione Cassa di Risparmio di Perugia, anno 2014.
Progetto “Rays”, Finanziato dal Ministero per gli Affari Esteri nell’ambito degli accordi di cooperazione industriale, scientifica e tecnologica tra Italia e Israele, anno 2013.
Progetto “Edilizia rurale Innovativa Sostenibile con Autonomia Energetica e Torre Idraulico-energetica Architettonica Rurale" (T.I.A.R.), Finanziato dal Ministero per le Politiche Agricole e Forestali, anno 2012.
Progetto “Sviluppo di tecniche e sistemi di controllo attivo della risposta dinamica finalizzati alla protezione antisismica delle costruzioni”, Finanziato dalla Fondazione Cassa di Risparmio di Perugia, anno 2010.
PRIN 2006: “Tecniche innovative per il monitoraggio e la valutazione della integrità di strutture civili mediante metodi dinamici”, Responsabilità di Coordinamento Nazionale (Prof. A.L. Materazzi).
PRIN 2004: “VINCES - Le vibrazioni nelle costruzioni civili: causa di danno e disturbo, strumento di indagine e valutazione”, Responsabilità di Coordinamento Nazionale (Prof. A.L. Materazzi).
PRINCIPALI CONTRATTI E CONVENZIONI DI RICERCA DEGLI ULTIMI 3 ANNI
Convenzione di ricerca dal titolo "Analisi a campione delle caratteristiche strutturali inerenti la vulnerabilità sismica degli immobili di proprietà dell'ATER Umbria ed ampliamento della base dati esistente" tra il Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale dell’Università degli Studi di Perugia e l'Azienda Territoriale per l’Edilizia Residenziale della Regione Umbria (ATER-UMBRIA).
Convenzione di ricerca dal titolo "Studio e sviluppo di un’innovativa classe di mattoni intelligenti “self-sensing” in materiale nanocomposito, con inedite proprietà di sensibilità al carico da destinare al monitoraggio strutturale e da ottenersi con innovative soluzioni tecnologiche e di Manifattura Intelligente" tra il Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale dell’Università degli Studi di Perugia e l'Azienda Fornaci Briziarelli Marsciano Spa.
Contratto di ricerca "Preparazione e caratterizzazione di campioni di materiale cementizio con nano particelle di carbonio" tra il Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale e l'Università di Cordoba, Dip.to de Mécanica, Spagna.
ORGANIZZAZIONE E COORDINAMENTO DI INIZIATIVE A CARATTERE SCIENTIFICO
1° Workshop: Problemi di vibrazioni nelle strutture civili e nelle costruzioni meccaniche, Perugia, 12 Ottobre 2001, in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Industriale.
2° Workshop: Problemi di vibrazioni nelle strutture civili e nelle costruzioni meccaniche, Perugia, 10-11 Giugno 2004, in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Industriale.
3° Workshop: Problemi di vibrazioni nelle strutture civili e nelle costruzioni meccaniche, Perugia, 11-12 Settembre 2008, in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Industriale.