27 research outputs found

    Influence of FE Modelling on Typical and Specific Vulnerabilities of RC School Buildings

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    La valutazione della vulnerabilità degli edifici scolastici esistenti nei confronti dei terremoti è un’esigenza di primaria importanza per la società in Italia. Poiché, generalmente, strutture dello stesso tipo e medesimo periodo di costruzione presentano caratteristiche simili, è stato possibile evidenziare le vulnerabilità tipiche e specifiche per differenti layout architettonici individuabili in scuole dell’infanzia, primarie e secondarie di I grado. Inizialmente, per una stima rapida delle prestazioni degli edifici, è stata valutata la vulnerabilità sismica di ciascun edificio scolastico ubicato nel comune di Trecastelli, adottando modelli ad aste a plasticità concentrata ed analisi statiche non lineari. Successivamente, per quantificare l'effettiva influenza delle vulnerabilità rilevate sul comportamento globale, è stato scelto un edificio scolastico in c.a. e realizzati tre modelli corrispondenti ad altrettanti approcci di modellazione affetti da diverse limitazioni di rappresentazione dei fenomeni reali. Per tale scopo, sono stati impiegati approcci a plasticità concentrata, a plasticità diffusa (modellazione a fibre) e al continuo con elementi solidi. Il confronto dei risultati numerici ottenuti da analisi pushover ha mostrato l’inadeguatezza del modello a fibre nella rappresentazione dei problemi di taglio del caso studio. Diversamente, il modello a plasticità concentrata si è rivelato più aderente alla realtà di quello a fibre ma non abbastanza preciso da considerare sollecitazioni concomitanti di flessione, taglio e sforzo normale e l'interazione tra di esse nella risposta inelastica della struttura. Naturalmente, il modello realizzato con elementi solidi 3D per il calcestruzzo e 1D per l’armatura risulta molto più accurato nella descrizione dei meccanismi complessi e combinati che si sviluppano nei nodi. Infine, è stata valutata anche l'efficacia di un possibile intervento di rinforzo tramite CFRP limitandosi al confinamento dei nodi non confinati.The vulnerability assessment of existing school buildings against earthquakes represents a priority concern for the society in seismic countries. Since structures belonging to the same type and construction period may share similar features, it was possible to point out typical and specific seismic vulnerabilities related to different school architectural layouts for buildings that host the lower levels of the Italian education system. Firstly, to estimate the performance of buildings in a fast way, the vulnerability of each school building belonging to the municipality of Trecastelli was assessed, adopting a lumped plasticity approach and a nonlinear static procedure. With the aim of quantifying the effective influence of these vulnerabilities detected on the global seismic behaviour, a RC school building was chosen and three different models were implemented correspond to as many different approaches affected by various limitations in the representativeness respect to the reality. The different modelling technique used follow the lumped plasticity, the distributed plasticity (fibre model) and the 3D Continuum FE approaches. Nonlinear static (pushover) analyses were performed to assess the global seismic behaviour of the structure. The comparison of the numerical results has shown that the fibre model is the least suitable mean to represent the shear problems of the case study. Instead, the lumped plasticity model is closer to reality than the previous one but not precise enough to consider the concomitance of bending, shear and axial force and the interaction between them in the inelastic response. Of course, the 3D Continuum model is much more accurate than other models to describe the mechanisms developed in the joint panels which are very complex and combined. Finally, the effectiveness of a possible CFRP local strengthening intervention for the case study limited to confine the unconfined beam-column joints was also considered

    Aftershock fragility assessment of Italian cast–IN–place RC industrial structures with precast vaults

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    Through a fragility analysis carried out with different probabilistic methods, the vulnerability of an Italian cast-in-place RC industrial structure with precast reinforced hollow brick light-weight vaults is evaluated via nonlinear analyses. After a brief description of the vault construction system, a typical case study built in the 1960s is considered and the influence of FE numerical modelling through three different representations of the vault system is assessed. Fragility curves are calculated by Incremental Dynamic Analysis (IDA), with three damage limit threshold values corresponding to local limit conditions regarding bending or shear that first occur in a few elements, as determined through pushover analyses. A comparison of fragility curves in the two horizontal directions (X–Y) for the three models is reported. Concerning the model with the greatest probability of collapse, seismic sequence effects on structural damage with the same ground motions for mainshock and aftershock are taken into account. Double Incremental Dynamic Analysis (D-IDA), with the mainshock represented by several fixed percentages of Near Collapse PGAs previously evaluated in X–Y directions and scaled aftershocks, is performed and compared to the IDA results. Aftershock fragility curves created with only the damage limit threshold value of Near Collapse are likened to the case that analyses a single seismic event (undamaged structure). Furthermore, ductility damage indices are calculated for maximum displacements obtained by each nonlinear dynamic analysis of IDA and D-IDA

    Determinazione dei composti alfa-dicarbonilici in alimenti ad alto tenore di zuccheri

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    I composti alfa-dicarbonilici si trovano nei prodotti alimentari in quanto prodotti della reazione di Maillard e di caramellizzazione. Sono pertanto presenti in prodotti termicamente trattati quali pane e caffè tostato, ma anche in prodotti come vino rosso e bianco che hanno subito la fermentazione malolattica. Sono inoltre stati trovati negli oli vegetali e nel caffè verde dove si formano come prodotti finali della perossidazione lipidica. L’interesse per questi composti ha superato l’ambito analitico da quando ne sono state evidenziate le proprietà mutagene e citotossiche in vitro e genotossiche in animali da esperimento e si è volto alle possibili implicazioni tossicologiche della loro presenza negli alimenti. Tale interesse si è rinnovato da quando è stata evidenziata l’importanza dei prodotti di glicazione nello sviluppo delle malattie cardiovascolari, neurodegenerative e diabete. E’ stato infatti dimostrato che i derivati alfa-dicarbonilici portano in vivo alla formazione dei prodotti di glicazione avanzata ed è per questo molto attuale il dibattito riguardo le conseguenze della loro ingestione con gli alimenti. Numerosi sono i metodi proposti in letteratura per la determinazione dei composti alfa-dicarbonilici; il più utilizzato richiede la derivatizzazione con 1,2-diamminobenzene prima della determinazione delle risultanti chinossaline mediante CG-MS o RP-HPLC-DAD. Tuttavia tale metodo non trova applicazione generale a causa della variabilità delle matrici alimentari. Per la determinazione dei derivati alfa-dicarbonilici nel caffè è stata infatti necessaria l’estrazione di questi composti dalla bevanda prima della derivatizzazione per l’interferenza di un acido clorogenico. In altri alimenti, ricchi di zuccheri semplici, prodotti alfa-dicarbonilici si possono formare durante il processo di derivatizzazione, dipendentemente dalle condizioni di reazione, infatti, l’ambiente basico o/e le temperature indicate dalla gran parte degli autori, provocano la frammentazione degli zuccheri presenti e la formazione di diversi composti alfa-dicarbonilici. Questo determina falsi positivi o sovrastime dei derivati alfa-dicarbonilici effettivamente presenti nell’alimento. Scopo di questo lavoro è lo studio delle condizioni che permettano di ottenere una elevata resa di derivatizzazione senza provocare la frammentazione ossidativa degli zuccheri eventualmente presenti. L’analisi quali-quantitativa dei composti alfa-dicarbonilici derivatizzati è stata condotta mediante le tecniche RP-HPLC-DAD e RP-HPLC-ESI-MS ed applicata a differenti matrici alimentari ad alto tenore zuccherino

    Isolation and determination of alpha-dicarbonyl compounds by RP-HPLC-DAD in green and roasted coffee

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    Glyoxal, methylglyoxal, and diacetyl formed as Maillard reaction products in heat-treated food were determined in coffee extracts (coffee brews) obtained from green beans and beans with different degrees of roast. The compounds have been reported to be mutagenic in vitro and genotoxic in experimental animals in a number of papers. More recently, α-dicarbonyl compounds have been implicated in the glycation process. Our data show that small amounts of glyoxal and methylglyoxal occur naturally in green coffee beans. Their concentrations increase in the early phases of the roasting process and then decline. Conversely, diacetyl is not found in green beans and forms later in the roasting process. Therefore, light and medium roasted coffees had the highest glyoxal and methylglyoxal content, whereas dark roasted coffee contained smaller amounts of glyoxal, methylglyoxal, and diacetyl. For the determination of coffee α-dicarbonyl compounds, a reversed-phase high performance liquid chromatography with a diode array detector (RP-HPLC-DAD) method was devised that involved the elimination of interfering compounds, such as chlorogenic acids, by solid phase extraction (SPE) and their derivatization with 1,2-diaminobenzene to give quinoxaline derivatives. Checks of SPE and derivatization conditions to verify recovery and yield, respectively, resulted in rates of 100%. The results of the validation procedure showed that the proposed method is selective, precise, accurate, and sensitive

    Seismic Assessment of a Monumental Building through Nonlinear Analyses of a 3D Solid Model

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    The paper analyzes the static behavior and the seismic vulnerability of the “San Francesco ad Alto” building in Ancona (Italy), which is currently used as a Regional Headquarter of the Marche Region by the Italian Army and was formerly a monastery. The global static structural behavior and the dynamic properties have been evaluated using the Finite Element modeling technique, in which the nonlinear behavior of masonry has been taken into account by proper constitutive laws. The concepts of homogenized material and smeared cracking are used to evaluate the capacity of the monastery to withstand lateral loads together with the expected demands resulting from seismic actions (N2 method), using a nonlinear static analysis (pushover). The comparison of seismic demand and capacity confirms the susceptibility of these types of buildings to extensive damage and collapse, as frequently observed in similar buildings. This paper aims to point out that advanced numerical analyses can offer significant information on the understanding of the actual structural behavior of historical buildings. It is believed that the methodology and the overall conclusions of this case study are valid for many historical monasteries in Europe

    The non-smooth contact dynamics method for the analysis of an ancient masonry tower

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    The dynamics of a medieval tower, inside the Basilica of San Benedetto in Ferrara (Italy), subjected to transversal dynamic loadings has been analyzed by using a distinct element code which implements the Non-Smooth Contact dynamics method. Since the contact between blocks is governed by the Signorini's impenetrability condition and the dry-friction Coulomb's law, the tower exhibits discontinuous dynamics. The sliding motions of blocks are non-smooth functions of time. Numerical simulations are performed with the aim of investigating the influence of the friction coefficient but also of the amplitude and frequency of the excitation at the base

    Determinazione dei composti alfa-dicarbonilici in alimenti ad alto tenore di zuccheri

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    I composti alfa-dicarbonilici si trovano nei prodotti alimentari in quanto prodotti della reazione di Maillard e di caramellizzazione. Sono pertanto presenti in prodotti termicamente trattati quali pane e caffè tostato, ma anche in prodotti come vino rosso e bianco che hanno subito la fermentazione malolattica. Sono inoltre stati trovati negli oli vegetali e nel caffè verde dove si formano come prodotti finali della perossidazione lipidica. L’interesse per questi composti ha superato l’ambito analitico da quando ne sono state evidenziate le proprietà mutagene e citotossiche in vitro e genotossiche in animali da esperimento e si è volto alle possibili implicazioni tossicologiche della loro presenza negli alimenti. Tale interesse si è rinnovato da quando è stata evidenziata l’importanza dei prodotti di glicazione nello sviluppo delle malattie cardiovascolari, neurodegenerative e diabete. E’ stato infatti dimostrato che i derivati alfa-dicarbonilici portano in vivo alla formazione dei prodotti di glicazione avanzata ed è per questo molto attuale il dibattito riguardo le conseguenze della loro ingestione con gli alimenti. Numerosi sono i metodi proposti in letteratura per la determinazione dei composti alfa-dicarbonilici; il più utilizzato richiede la derivatizzazione con 1,2-diamminobenzene prima della determinazione delle risultanti chinossaline mediante CG-MS o RP-HPLC-DAD. Tuttavia tale metodo non trova applicazione generale a causa della variabilità delle matrici alimentari. Per la determinazione dei derivati alfa-dicarbonilici nel caffè è stata infatti necessaria l’estrazione di questi composti dalla bevanda prima della derivatizzazione per l’interferenza di un acido clorogenico. In altri alimenti, ricchi di zuccheri semplici, prodotti alfa-dicarbonilici si possono formare durante il processo di derivatizzazione, dipendentemente dalle condizioni di reazione, infatti, l’ambiente basico o/e le temperature indicate dalla gran parte degli autori, provocano la frammentazione degli zuccheri presenti e la formazione di diversi composti alfa-dicarbonilici. Questo determina falsi positivi o sovrastime dei derivati alfa-dicarbonilici effettivamente presenti nell’alimento. Scopo di questo lavoro è lo studio delle condizioni che permettano di ottenere una elevata resa di derivatizzazione senza provocare la frammentazione ossidativa degli zuccheri eventualmente presenti. L’analisi quali-quantitativa dei composti alfa-dicarbonilici derivatizzati è stata condotta mediante le tecniche RP-HPLC-DAD e RP-HPLC-ESI-MS ed applicata a differenti matrici alimentari ad alto tenore zuccherino

    Modelling and analysis of an ancient monastery under earthquake loading: assessment of seismic resistance

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    The paper discusses the static behaviour and the seismic vulnerability of a historical building, in particular a monastery currently used as a Regional Headquarter of the Marche Region by the Italian Army. The building is located in Ancona, a site characterized with a medium-high seismic risk. Monasteries, as churches, represent a large portion of the Italian (and European) cultural heritage particularly susceptible to damage and prone to partial or total collapse under earthquake loads; for these reasons they are of economic and engineering concern. The high seismic vulnerability of this type of buildings is due to both the specific mechanical properties of masonry materials (characterized by a very small tensile strength) and the particular configuration of the buildings itself, which are characterized by an open plan layout often with perimeter slender walls. Moreover the vulnerability of these historical masonry buildings is enhanced by the absence of adequate connections between the various parts constituting the structural complex and by the presence of thrusting horizontal structures (triumphal arches, etc.) as already discussed in several studies [1,2]. Furthermore, it is no longer used as a monastery, a fact that changes the hazard aspects [3]. A finite element methodology for the static and dynamic analysis of historical masonry structures is described and applied to the case study. In particular 3D linear and nonlinear analyses (which take into account the nonlinear behaviour of masonry) are performed. Also constitutive assumptions, characterized by elasticity, damage and friction, are done. The behaviour of the masonry is simulated by use of solid elements which can have their stiffness modified by the development of cracking and crushing. The comparison demand vs. capacity confirms the susceptibility of this type of buildings to extensive damage and possibly to collapse. At the end, we have conducted some analyses of active failure mechanisms in the light of the observed state of damage and of the FEM results
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