217   Maggio - Giugno  2018
ISSN 2282-3794
LA PROGETTAZIONE PRATICA DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO
EVOLUZIONE NORMATIVA E PROGETTUALE DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO NEL XX SECOLO_PARTE TERZA
di
Sergio Foa
Ingegnere, progettista di Impianti Industriali, apparecchiature e strutture in acciaio
sergio.foa@bluewin.ch

Continua, con questa terza parte, il tema introdotto nei due primi contributi che ha per oggetto la progettazione pratica delle strutture in acciaio.
Evoluzione normativa e progettuale delle strutture in acciaio nel XX secolo: quindi conoscere il passato per comprendere il presente e il futuro.
Come già espresso più volte nei passati articoli, è opportuno che il progettista, per avanzare nella propria maturazione professionale, impari a ritornare un po’ indietro nel tempo e acquisire la conoscenza di metodi sicuramente più semplici di quelli proposti dagli attuali codici, ma sicuramente altrettanto validi.
Chi scrive ha avuto la fortuna di vivere il cambiamento nel modo di progettare le strutture in acciaio che si è prodotto negli ultimi 50 anni.
Come per tutte le attività, in particolare per quelle in campo tecnico, ci si è dovuti convertire dal “tutto cartaceo e manuale” al “tutto computerizzato e automatizzato”.
In un passato non poi così lontano si era costretti all’uso di formule che, per forza di cose, dovevano essere semplici ed efficaci, basate sull’applicazione di criteri e norme “essenziali”.
L’analisi di strutture iperstatiche e dei telai si conduceva con metodi semplificati; l’analisi di strutture reticolari con equilibri locali e globali. L’uso di metodi di calcolo con programmi ad elementi finiti, erano confinati ai casi speciali che necessitavano di approfondimenti particolari.
Questo contributo si rivolge soprattutto ai giovani progettisti che, ignari dei codici presenti nel passato, hanno come sole norme di riferimento gli attuali Eurocodici (EC3 per l’acciaio), testo composto da parecchie centinaia di pagine, con formulazioni di scarsa comprensione logica e spesso di difficile applicabilità pratica senza l’impiego di un foglio elettronico o peggio di un post processore al quale affidare ad occhi chiusi il risultato.
La conoscenza delle norme oggi superate aiuta anche a semplificare la fondamentale fase di calcolo preliminare oltre che ad acquisire la sensibilità fisica dei comportamenti strutturali, spesso lasciati in ombra da complicate formulazioni.

English version
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THE PRACTICAL DESIGN OF STEEL STRUCTURES
Regulatory and design evolution of steel structures in the 20th century – THIRD PART

With this third part, the theme introduced in the first two contributions, which relates to the practical design of steel structures, continues.
Regulatory and design evolution of steel structures in the 20th century: means know the past to understand the present and the future.
As already expressed several times in past articles, it is appropriate that the designer, to advance in his professional maturity, learn to go a little back in time and acquire knowledge of methods certainly simpler than those proposed by the current codes, but equally valid.
My self has had the good fortune to experience the change in the way of designing the steel structures that has been produced in the last 50 years.
As for all activities, especially those in the technical field, we had to convert from "all paper and manual" to "all computerized and automated".
In a not so far past we were forced to use formulas that, inevitably, had to be simple and effective, based on the application of "essential" criteria and norms.
The analysis of hyperstatic structures and frames was conducted with simplified methods; the analysis of truss structures with local and global equilibria. The use of calculation methods with finite element programs were confined to special cases that needed special insights.
This contribution is aimed primarily at young designers who, unaware of the codes present in the past, have as their reference standards the current Eurocodes (EC3 for steel), text composed of several hundred pages, with formulas of little logical understanding and often difficult to apply in practice without the use of a spreadsheet or worse, through a post processor to which to entrust the result with closed eyes.
The knowledge of the passed codes also helps to simplify the fundamental phase of preliminary calculation, as well as to acquire the physical feeling of structural behaviors, often left in the shade by complicated formulations.

VALUTAZIONI DI RISCHIO SISMICO DEGLI EDIFICI RESIDENZIALI DELLA REGIONE BASILICATA
di
Leonardo Chiauzzi, 
Scuola di Ingegneria, Università degli Studi della Basilicata, Potenza
leonardo.chiauzzi@unibas.it
Angelo Masi, 
Scuola di Ingegneria, Università degli Studi della Basilicata, Potenza
angelo.masi@unibas.it
Carmelinda Samela, 
Scuola di Ingegneria, Università degli Studi della Basilicata, Potenza
linda_samela@yahoo.it
Giuseppe Ventura
Scuola di Ingegneria, Università degli Studi della Basilicata, Potenza
giuseppeventur@libero.it

L’articolo propone i risultati di uno studio finalizzato alla stima del rischio sismico del patrimonio edilizio dei 131 comuni della regione Basilicata. Lo studio è stato condotto utilizzando il modello di pericolosità sismica adottato dalle attuali Norme Tecniche per le Costruzioni parametrizzando l’input sismico prima in termini di intensità di Housner e successivamente di intensità macrosismica EMS-98. La vulnerabilità sismica dell’edilizia residenziale è stata stimata sulla base dei dati tipologici del patrimonio edilizio disponibili per 63 comuni (circa 60’000 edifici) derivanti da precedenti censimenti di agibilità post-sisma (i.e., terremoti Potenza 1990 e Pollino 1998) e da campagne di rilievo finalizzate alla stima di vulnerabilità. Tali dati sono stati poi estesi a tutto il territorio regionale utilizzando le informazioni disponibili dal censimento ISTAT del 2001 (circa 150’000 edifici). In particolare, i 131 comuni della regione sono stati raggruppati in 13 aree omogenee individuate considerando, come criterio di raggruppamento, le caratteristiche demografiche ed i finanziamenti di riparazione e/o ricostruzione relativi al sisma Campania - Basilicata 1980. Le distribuzioni medie di vulnerabilità, calcolate dai dati di rilievo per ciascuna tipologia edilizia in ciascuna area omogenea, sono state estese ai comuni ricadenti nella stessa area utilizzando le informazioni disponibili del dato ISTAT 2001. A ciascun edificio è stata quindi assegnata una classe di vulnerabilità secondo le indicazioni riportate dalla scala macrosismica europea EMS-98. Infine, tramite la convoluzione di pericolosità, vulnerabilità ed esposizione sono state calcolate le conseguenze attese in termini di valori medi annui di inagibilità e crolli. Sulla base della procedura proposta e dei risultati ottenuti, integrate da ulteriori valutazioni, si potranno definire opportune strategie per la mitigazione del rischio sismico sull’intero territorio regionale.

English version
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Seismic risk assessment of residential buildings in Basilicata region (Southern Italy)

The activities carried out in this paper aimed at estimating the seismic risk of the residential building stock in the 131 municipalities of Basilicata region. Regarding the seismic hazard, the study has been carried out using the model adopted by the current Italian Structural Code. The seismic vulnerability of the residential buildings has been estimated on the basis of typological data available for 63 municipalities (about 60,000 buildings) deriving from previous post-earthquake surveys (i.e., 1990 Potenza and 1998 Pollino earthquakes) and from major campaigns aimed at estimating the seismic vulnerability of urban centers. This data has been then extended to the whole regional territory using the information available from the 2001 ISTAT census (150,000 buildings). A vulnerability class according to the EMS-98 classification, has been assigned to each building. Finally, the expected consequences in terms of average annual values of unusable and collapsed buildings has been calculated through the convolution of hazard, vulnerability and exposure. Based on the proposed procedure and the current and future evaluations, effective seismic risk mitigation strategies for the whole regional territory can be defined.

VERIFICA DI STRUTTURE IN ACCIAIO
Alcune considerazioni in accordo alle NTC 2018
di
Claudio Bernuzzi, 
Dipartimento di Architettura, Ingegneria delle Costruzioni e Ambiente Costruito, Politecnico di Milano
claudio.bernuzzi@polimi.it
Marco Simoncelli
Dipartimento di Architettura, Ingegneria delle Costruzioni e Ambiente Costruito, Politecnico di Milano
marco.simoncelli@polimi.it

Le nuove Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC2018) sono ormai in vigore dal 22 marzo 2018. Con riferimento alla sola parte dedicata alla progettazione delle costruzioni in acciaio, si rileva la correzione di alcuni errori presenti nella precedente versione (NTC2008) e si osserva la leggera modifica di pochi contenuti proponendo comunque ancora e solamente una piccola parte di quanto riportato nella normativa europea di riferimento (EC3).
In questa breve nota, pur non essendo ancora completo il quadro normativo nazionale per la progettazione strutturale (mancano la Circolare ed il documento applicativo degli Eurocodici), si propongono alcune considerazioni generali relative alla progettazione delle costruzioni in acciaio secondo le NTC2018, cogliendo al contempo l’occasione per commentare alcuni contenuti dell’EC3, con riferimento anche al suo prossimo imminente aggiornamento.

English version
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Few remarks on the design of steel structures in accordance with NTC2018

The new Italian Code for the construction design (NTC2018) has to be mandatorily used since March 22th, 2018. Focusing attention to the sole design of steel structures, it is worth noting the amendments of few errors of the previous edition (NTC2008) and a limited number of changes in the contains. One again, it is proposed only a limited part of the contents of the corresponding European Steel provisions (EC3). Despite the fact that the set of the national provisions is not completed, owing to lack of the applicative NTC document (“circolare”) and of the national documents for the Eurocodes in Italy, few remarks on the design of steel structures in our country are proposed in this short paper, by considering also the contents of the EC3, also with reference to the final draft of the next edition.

SALVAGUARDIA E CONSERVAZIONE DI TORRI E CAMPANILI STORICI MEDIANTE MONITORAGGIO DINAMICO: UN APPROCCIO SOSTENIBILE
di
Carmelo Gentile, 
Politecnico di Milano, Dipartimento ABC
carmelo.gentile@polimi.it
Antonella Saisi
Politecnico di Milano, Dipartimento ABC
antonella.saisi@polimi.it

Le caratteristiche dinamiche di torri e campanili storici e la loro evoluzione nel tempo, oltre a poter essere determinate in modo non distruttivo, rappresentano l’ideale complemento (alla conoscenza della geometria, all’indagine storica e stratigrafica ed alle ispezioni dirette), sia per valutare la condizione strutturale, sia per individuare l’innesco di anomalie e danneggiamenti indotti dalle azioni d’esercizio e/o da eventi eccezionali. Nella presente nota, attraverso l’esemplificazione di due torri medievali site nel centro storico di Mantova, si mostra che l’utilizzo di un numero limitato di accelerometri o sismometri (3-4 sensori posti in sommità alla torre) può consentire l’individuazione e la classificazione di un numero di modi principali sufficiente alla calibrazione di modelli strutturali, in particolare di Livello 1; inoltre, viene evidenziato che l’installazione permanente di essenziali sistemi di monitoraggio ? unitamente all’estrazione delle frequenze proprie mediante procedure automatiche di identificazione modale ? consente di individuare l’insorgere di danneggiamenti molto lievi e non facilmente riscontrabili anche all’ispezione visiva.

English version
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PRESERVATION OF HISTORIC TOWERS BY DYNAMIC TESTING AND MONITORING USING A FEW SENSORS: A SUSTAINABLE APPROACH

The dynamic characteristics of historic towers and their evolution in time can be estimated from output-only records using operational modal analysis techniques. Beyond the fully non-destructive and sustainable way of testing, that is performed by just measuring the dynamic response under ambient excitation, the modal parameters are features very suitable both to complement the multi-disciplinary approach (involving historic and documentary research, geometric survey and direct inspections) aimed at assessing the structural condition of ancient towers and to identify the onset of anomalies or damage.
Within this context, the paper exemplifies the application of dynamic testing and continuous monitoring to two ancient towers in Mantua, by using a very limited number of accelerometers or seismometers. Due to the cantilever behaviour of towers, a few sensors installed in the upper part of the building allow to identify the key vibration modes and validate the numerical models adopted in structural assessment. Furthermore, the results of continuous dynamic monitoring highlight the practical feasibility of damage detection methods based on natural frequencies shifts and the key role of permanent dynamic monitoring in the diagnosis and preservation of historic towers.

LA PASSERELLA PEDONALE DI DEJIMA
Collegare 400 anni di storia
di
Ryuichi Watanabe, 
Partner – Architect, Ney and Partners JAPAN, Tokyo, Japan
rwa@ney.co.jp
Eric Bodarwé, 
Partner – Engineer, Ney and Partners, Brussels, Belgium
eb@ney.be
Laurent Ney
CEO – Engineer and Architect, Ney and Partners, Brussels, Belgium
ln@ney.be

ARTICOLO SOLO IN LINGUA INGLESE

Dejima è un’isola artificiale costruita nel 1636. Durante la politica di isolamento del Periodo Edo, Dejima costituiva uno dei pochi collegamenti fra il Giappone e il resto del mondo. Un solo piccolo ponte di muratura era l’unica connessione fra Dejima e la terraferma. Più tardi, nel periodo Meiji, alcuni lavori di conservazione ampliarono il letto del fiume da 5 a 30 m e il vecchio ponte di Dejima fu demolito. Soltanto il 27 febbraio 2017, con grande interesse di pubblico, una moderna passerella è stata eretta sul sito del ponte originario ristabilendo il collegamento interrotto 130 anni fa.
La nuova passerella di Dejima è un ponte a trave piatta in acciaio lungo 38.5 m con impalcato di legno. Il suo design contenuto è influenzato dal contesto materiale e dall’intenzione di costruire con modestia in questo luogo di importanza storica. In Giappone, i lavori pubblici tendono a ricevere minore attenzione e a volte anche un’accoglienza negativa da parte del pubblico. Questo ponte è stato progettato nel rispetto del contesto, mentre il processo di progettazione e costruzione è stato accuratamente pianificato per tenere conto della storia di Dejima e coinvolgere la comunità locale. Dopo le numerose fasi del processo, il progetto è riuscito ad attrarre l’attenzione e le simpatie del pubblico. Alla fine, nel giorno stabilito, più di 5000 persone hanno assistito al montaggio della passerella pedonale. Progettare è, in parte, un processo di comunicazione. Il presente articolo descrive l’importanza di gesti architettonici gentili nei contesti storici e un processo di comunicazione per la riuscita integrazione delle costruzioni contemporanee in aree sensibili.

English version
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DEJIMA FOOTBRIDGE
Making a connection in the 400 years' history

Dejima is an artificial island built in 1636. During the isolation policy of the Edo Period, Dejima was one of the few places which connected Japan to the outside world. A single small masonry bridge was the only connection between the mainland and Dejima. Later in the Meiji Period, river conservation work widened the river from 5 meters to 30 meters and the old Dejima bridge was demolished. On the 27th February 2017, with great public interest, a modern footbridge was erected on the site of the original bridge and the link was re-established after 130 years of absence. The new Dejima Footbridge is a 38.5 meter long steel plate girder bridge with a timber deck. Its restrained design is influenced by its material context and the intention to build modestly in this place of historical importance. Public works tend to receive minor attention and sometimes even negative responses from the public. We designed this bridge with respect for its context and carefully planned the process of design and construction to take into account the history of Dejima and involve the local community. Over the many stages of the process, the project came to attract the attention and sympathy of the public. Finally, on the weekday morning on which it took place, more than 5000 people attended to watch the mounting of the bridge. Designing is a partly a process of communication. This article describes the importance of gentle gestures in historical contexts and a communication process for the successful integration of modern constructions in sensitive situations.