Il seguente progetto di ricerca è finalizzato all'analisi della risposta meccanica di strutture in muratura mediante la formulazione di nuovi elementi finiti, basati su modelli di danno e plasticità non locali e si inserisce in uno ambito di ricerca più ampio mirato alla realizzazione di modelli efficienti e accurati per lo studio della risposta alle azioni sismiche delle costruzioni in muratura.
Nello specifico, si intende formulare elementi finiti basati su legami con danno e plasticità, che includano i differenti meccanismi di rottura della muratura. Essi saranno introdotti per meglio descrivere il progressivo degrado di rigidezza e resistenza che la muratura presenta sotto l'azione di azioni monotone e cicliche e l'accumulo di deformazioni plastiche. In particolare, si utilizzerà un approccio di tipo micromeccanico, in cui i blocchi e i giunti vengono modellati separatamente.
Lo studio si concentrerà, in particolare, sulle strutture ad arco, i cui fenomeni fessurativi si manifestano nella formazione di cerniere non lineari (plastiche e danneggiate) (meccanismi flessionali) o nello scorrimento relativo dei conci (meccanismi a taglio). Le analisi saranno condotte in regime statico e, poi, dinamico. In particolare, si concentrerà l'attenzione sulla risposta delle murature alle azioni cicliche (sia statiche sia dinamiche) al fine di analizzare l'effetto dei meccanismi di degrado e di plasticità attritiva sulla risposta strutturale. Il tema della selezione degli accelerogrammi naturali, input delle analisi dinamiche, sarà affrontato relativamente alla possibilità di caratterizzare la risposta dinamica delle strutture oggetto di studio in base alle caratteristiche delle azioni.
Lo studio del comportamento degli archi in muratura è un tema largamente affrontato nella letteratura scientifica. Ciònonostante, il progetto di ricerca presentato ha un particolare carattere di innovatività, volgendo l'attenzione allo sviluppo di codici numerici efficienti e accurati per lo studio della risposta delle strutture murarie. Nello specifico, si è interessati a studiare fenomeni che, in particolari casi e per particolari geometrie, possono assumere un rilievo non trascurabile per le analisi di sicurezza nei confronti delle azioni, sia statiche, sia sismiche. Si tratta dei meccanismi di collasso per scorrimento dei giunti tra i conci che, soprattutto quando lo spessore delle strutture ad arco diventa rilevante in relazione alla luce, tendono a prevalere rispetto ai meccanismi flessionali che, ad oggi, sono tradizionalmente assunti dominanti in queste tipologie strutturali.
Per indagarne le caratteristiche, la prima fase della ricerca intende adottare le tecniche della modellazione micromeccanica, analizzando ciascun componente (blocchi e malta), per poi successivamente adottare scale di osservazione che tendono a quella dell'elemento, con approcci di macromodellazione e a macroelementi.