strutture temporanee crosti ottobre 2014 sapienza

CROLLI E INCIDENTI VARI

PORDENONE

Seminario Tecnico

LA STATICA DEGLI ALLESTIMENTI

TEMPORANEI PER EVENTI

Quadro normativo e verifiche di sicurezza

Ing. Chiara Crostichiara.crosti@stronger2012.com

chiara.crosti@stronger2012.com

ROMA – 10 Ottobre 2014

10/10/2014 franco.bontempi@uniroma1.it 2

Stro N

GERwww.stronger2012.com

Structure of Next Generation – Energy harvesting and Resilience

Spin-off di Ricerca – www.stronger2012.com

Persone

Progettazione, adeguamento e ottimizzazione

Valutazione di Resilienza

Sostenibilita’ e Recupero Energetico

Modellazione numerica avanzata

Approccio ingegneristico alla progettazione di strutture in caso di

incendio

Ingegneria Forense

Attivita’

VALUTAZIONI CRITICHE DEI MODELLI NUMERICI E DEI RISULTATI

CASE HISTORY

CROLLI ED INCIDENTI VARI

Image taken from:http://www.cbc.ca/news/canada/edmonton/story/2012/01/20/edmonton-charges-stayed-big-valley-jamboree.html

BIG VALLEY JAMBOREE, ALBERTA, CANADA, 2009

Image taken from:http://www.billboard.com/news/

COUNTRY MUSIC CONCERT, INDIANAPOLIS, INDIANA, U.S. 2011

Image taken from: http://abcnews.go.com/Entertainment/stage-collapses-radiohead-concert killing/story?id=16587415#.UGrriE3A9_c

RADIOHEAD’S CONCERT, TORONTO, CANADA, 2012

Image taken from:http://tg24.sky.it/tg24/cronaca/photogallery/2011/12/12/crollo_palco_concerto_jovanotti_trieste.html

JOVANOTTI’S CONCERT, TRIESTE, ITALY, 2011

http://www.udine20.it/wp-content/uploads/2012/03/palco-laura-pausini.jpg

PAUSINI’S CONCERT, REGGIO CALABRIA, ITALY, 2012

http://www.udine20.it/wp-content/uploads/2012/03/palco-laura-pausini.jpg

CASE STUDY:

DEFINIZIONI E TIPOLOGIE

STRUTTURALI

A temporary structure can be defined as a structure that can be readily and completely

dismantled and removed from the site between periods of actual use.

They comprise 3 distinct elements:

1. The foundations – designed to both support the structure and hold it down (due to wind-

uplift, sliding or over-turning).

2. The superstructure – to carry all the imposed vertical (gravity) loads safely to the ground,

e.g. people, equipment.

3. The stability system – bracing and other specialist members to resist horizontal loads, e.g.

due to crowd movement and wind loads.

TEMPORARY DEMOUNTABLE STRUCTURES (TDM)

Management & Administration

Design Built-up Load-in

Load-out Break-down

TEMPORARY DEMOUNTABLE STRUCTURES (TDM)

COLLAPSE

FASI PRINCIPALI REALIZZAZIONE/ALLESTIMENTO DELLA STRUTTURA

Posizionamento a terra

delle piastre di

ripartizione del carico

(pannelli lignei e piastre

in acciaio) sottostanti le

basette del basamento

Posizionamento delle

basi delle colonne

Montaggio a terra della

struttura di copertura

Space Roof

Realizzate ed ancorate

le travi S36 e S52

Issaggio delle colonne

tramite funi e

sollevamento della

struttura di copertura e

ancoraggio in cima alle

sommita’ delle colonne

Assemblaggio delle travi

appese e altri

componenti di

scenografia (luci, video,

Posizionamento in quota

degli allestimentiConsegna della struttura

per il suo utilizzoCollaudo della struttura

CROLLO

MODELLO CAUSALE

SWISS CHEESE MODEL (Reason, 1997)

Management &

Administration

Inadequate site

investigation

Inappropriate

ground condition

Inadequate safety

………..

Inadequate

structural design

Failure to adopt

Building Codes

Inadequate loads

estimation

……..

Improper construction procedure

Improper working position

Breach of regulation or code of

practice

………..

Built-up Load-inDesign

Management &

Administration

Inadequate site

investigation

Inappropriate

ground condition

Inadequate safety

………..

Inadequate

structural design

Failure to adopt

Building Codes

Inadequate loads

estimation

……..

Improper construction procedure

Improper working position

Breach of regulation or code of

practice

………..

Built-up Load-inDesign

COLLAPSE

CASO STUDIO:

Failure to adopt standard procedures

Improper construction procedures

Inadequate site investigation

GEOMETRIA

MATERIAL: ALUMINIUM

EN AW-6082 T6

CARICHI SOSPESI

g hil m

a (ton) 8.7

b (ton) 6.5

c (ton) 8.7

d (ton) 2.3

e (ton) 2.3

f (ton) 7.75

g (ton) 4.3

h (ton) 5.6

I (ton) 5.6

l (ton) 6.7

m (ton) 6.7

MATERIAL: ALUMINIUM

EN AW-6082 T6

ASPETTI PROGETTUALI: ANALISI DEI CARICHI SOSPESI

CASO STUDIO:

STRUTTURE TEMPORANEE

STRUTTURA AL COPERTO NO VENTO

PROGETTATA PER SOLI CARICHI VERTICALI E SENZA CONTROVENTI

NTC 2008

ANALISI DEL

SECONDO ORDINE

CASO STUDIO:

sleeve block

Top of the column

IMPROPER CONSTRUCTION PROCEDURE

Rigid or Hinged????

Bottom of the column

Rigid or Hinged????

Stabilizzatori esterni

Top of the column

Rigid or Hinged

Hinged

Columns going through the space roof Column not going through the space roof

Hinged

Node 42Node 42

RIGIDHINGEDRIGID

RIGID RIGID HINGED

RIGIDHINGEDRIGID

RIGID RIGID HINGED

λBuckling= 13.57

λBuckling= 8.26

λBuckling= 2.61

λ: Linear Buckling Eigenvalue

-1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0

Horizontal Displacement node 42 (m)

HINGED

ULF=11.3 ULF=7.86 ULF=1.53

FINITE ELEMENT ANALYSIS RESULTS (Nonlinear)

CASO STUDIO:

Cut-off bar,

No tension element

Translation Stiffness

Beam Rigid

Column

Unilateral

-2.5E+04

-2.0E+04

-1.5E+04

-1.0E+04

-5.0E+03

0.0E+00

5.0E+03

-0.1 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

Displacement (m)

Compression Tension

Maximum Compressive Strength = 2100 Kg

Mechanical properties for the “cut-off bar”

-0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20 -0.15 -0.10 -0.05 0.00

Horizontal Displacement node 42 (m)

Decreasing of 63 %

Case D: Column C2

Compression Tension

Inadequate site

investigation

Management &

AdministrationDesign Built-up Load-in

COLLAPSE

NO HORIZONTAL LOADS

NO BRACING MEMBERS

Failure to adopt

Building Codes

Improper construction

procedure

COLLAPSE

StroNGER S.r.l. Research Spin-off for Structures of the Next Generation:

Energy Harvesting and Resilience

Roma – Milano – Terni – Atene - Nice Cote Azur

Sede operativa: Via Giacomo Peroni 442-444, Tecnopolo Tiburtino, 00131 Roma (ITALY) - info@stronger2012.com

Stro N

GERwww.stronger2012.com

pag. 5411 Giugno 2014

Ing. Chiara Crosti

Modellazione agli elementi finiti a supporto della progettazione prestazionale di opere civili

Per le strutture reali tale tipo di analisi è usata molto per il progetto preliminare e per lo

studio degli effetti di vari parametri.

La soluzione di tale analisi si ottiene risolvendo il seguente sistema che rappresenta un

problema di autovalori:

[K] è la matrice di rigidezza

{x} è il vettore dei modi critici

[Kg] è la matrice delle rigidezze geometriche

λ= fattore critico moltiplicativo dei carichi

ANALISI INSTABILITA’ (BUCKLING ANALYSIS)

pag. 5511 Giugno 2014

Ing. Chiara Crosti

Modellazione agli elementi finiti a supporto della progettazione prestazionale di opere civili

Il codice di calcolo esegue l’analisi effettuando le seguenti operazioni:

1. Calcola le rigidezze e le relative matrici. Le condizioni di vincolo vengono

considerate in questa fase. Se il file iniziale proviene da una soluzione non lineare, il

calcolo della matrice delle rigidezze si basa sulle condizioni dei materiali e sulla

geometria correnti.

2. Controlla la matrice delle rigidezze geometriche. Se tutti i termini della diagonale

principale sono nulli, la soluzione si arresta.

3. Modifica la matrice delle rigidezze ad ogni valore dello spostamento applicato.

4. Risolve il problema di autovalori per ottenere i moltiplicatori critici del carico ed i

corrispondenti modi critici usando il metodo iterativo del sottospazio.

ANALISI INSTABILITA’ (BUCKLING ANALYSIS)

Autovalori = Carico di buckling / Carico applicato

Inadequate site

investigation

COLLAPSE

NO HORIZONTAL LOADS

NO BRACING MEMBERS

Failure to adopt

Building Codes

procedure

Inadequate site

investigation

Management &

AdministrationDesign Built-up Load-in

Failure to adopt

Building Codes

procedure

COLLAPSE

Circ.2009

DESCRIZIONE DELLA STRUTTURA IN ESAME

Telaio spaziale costituito da elementi a traliccio prefabbricati in alluminio

tale da realizzare due orditure di travi tra loro ortogonali ad interasse di 2,07 m

ed altezza 2 m.

Le travi a traliccio sono connesse mediante spine in acciaio e formano una

copertura spaziale di dimensioni in pianta di circa 31x22 m.

La struttura di copertura (Space Roof) trova appoggio su 6 colonne a

traliccio. Le colonne sono composte da elementi prefabbricati in alluminio e

si sviluppano per una altezza da terra di circa 15 m.

Alla base delle colonne vengono realizzati dei basamenti con stabilizzatori

atti a stabilizzare la struttura.

Vi sono inoltre tre travi ancorate, due S36 e una S52, ancorata alla copertura

mediante cinghie. Alla copertura vengono poi appesi per punti i carichi di

allestimento.

Top of the column

Rigid or Hinged

INVESTIGATION ON TECHINAL CAUSES OF THE COLLAPSE

chiara.crosti@uniroma1.it

HINGED

MODEL 5

Hinged

Rigid link

HINGED

Hinged

Beam Element

MODEL 4

Point contact element: used to model a gap between two surface,

stiffness is provided in compression but zero stiffness in tension

UNILATERAL

Point contact

Element

L= 0.065 m

Beam Element

Hinged

Translation

Stiffness

MODEL 3

MODEL 0,1,2

Beam Element

Hinged Hinged

Hinged

HingedHinged

Hinged

18/27 INVESTIGATION ON TECHINAL CAUSES OF THE COLLAPSE

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40

Dx (m)

Model 0

Model 1

Model 2Model 1 Model 2

Model 0

GNL+ MNL+ Imperfection

GNL+ MNL

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40

Dx (m)

Model 0

Model 1

Model 2

Model 3Model 1 Model 3Model 2

Model 0

GNL+ MNL+ Imperf.+ unilat.restr.

GNL+ MNL

Model 3

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40

Dx (m)

Model 3

Load Factor = 0

Load Factor = 2

Load Factor = 3.5

Load Factor = 4.019

INVESTIGATION ON TECHINAL CAUSES OF THE COLLAPSE20/27

Dz = 11mm

Dz = 15mm

Load Factor = 4.019

MODEL 2

Dz = 7 mm

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40

Dx (m)

Model 0

Model 1

Model 2

Model 3

Model 4

Model 5

Model 1 Model 3Model 2

Model 0

Model 4

Model 5

GNL+ MNL

GNL+ MNL+ Imperf.+ Hinges

GNL+ MNL+ Imperf.+ Hinges +

no outriggers

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40

Dx (m)

Model 0

Model 1

Model 2

Model 3

Model 4

Model 5

Model 1 Model 3Model 2

Model 0

Model 4

Model 5

GNL+ MNL

GNL+ MNL+ Imperf.+ Hinges

GNL+ MNL+ Imperf.+ Hinges +

no outriggers

Load Factor 23% smaller

Initial displacement

50% bigger

Model 3, ULF= 4.019 Model 4, ULF= 1.122 Model 5, ULF= 0.853Model 2, ULF= 3.946

24/27 INVESTIGATION ON TECHINAL CAUSES OF THE COLLAPSE

ANALISI DI BUCKLING

ANALISI DEL

SECONDO ORDINE

strutture temporanee crosti ottobre 2014 sapienza

ed incidenti variimage

ed incidenti varicollapse

ed incidenti varihttp

stronger2 ed incidenti

ed incidenti varicaso

e ton2

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