L'edificio è una struttura residenziale a un piano con sottotetto, pareti strutturali in Muratura, un solaio appoggiato sulle pareti e un Tetto in legno. È inserito nel registro comunale dei monumenti storici e non erano disponibili documentazione tecnica né disegni originali. Una caratteristica particolare dell'edificio è una parete con lucernario presentante lesioni diagonali, che ha costituito il principale oggetto dell'indagine strutturale. L'edificio si trova a circa 80 m da una strada voivodale, 35 m da un'autostrada espressa e 15 m da un viadotto. La principale sfida ingegneristica consisteva nel determinare se le vibrazioni indotte dal traffico fossero responsabili delle lesioni osservate o se queste derivassero dalle condizioni strutturali e di fondazione dell'edificio.
Poiché la documentazione originale non era disponibile, la geometria reale e la disposizione strutturale sono state ricostruite mediante scannerizzazione laser 3D con un FARO Focus S70. La Cloud di punti risultante è stata utilizzata per creare una documentazione CAD 2D e 3D accurata e successivamente sviluppare un Modello agli elementi finiti tridimensionale in Dlubal RFEM 6.12. Il sistema strutturale è stato modellato utilizzando elementi a trave per i componenti lineari ed Elementi guscio per le pareti in Muratura e i componenti del solaio. Il modello conteneva 1.742 elementi a trave e 17.941 elementi di superficie, con una dimensione target degli elementi finiti di 0,25 m. I materiali includevano Muratura in mattoni di argilla, Calcestruzzo e Legno, con le loro proprietà meccaniche e di massa definite secondo le caratteristiche della struttura esistente.
Una difficoltà importante era l'incertezza riguardo alle condizioni reali di fondazione e del suolo, poiché non era stata eseguita alcuna indagine geologica né scavo di fondazione. Per affrontare questo problema, il modello RFEM ha incorporato l'Interazione suolo-struttura utilizzando molle traslazionali al livello di fondazione. Sono state considerate tre diverse condizioni di Rigidezza della molla del sottofondo, che variavano da un appoggio infinitamente rigido a un suolo flessibile. Per la condizione di appoggio flessibile è stata inoltre inclusa la Non linearità dovuta al distacco della fondazione. Ciò ha consentito di valutare la sensibilità della risposta dinamica e strutturale dell'edificio alle incerte condizioni del terreno.
Dlubal RFEM è stato utilizzato per la modellazione completa agli elementi finiti, la Generazione della mesh e la Verifica, l'Analisi modale, l'Interazione suolo-struttura e l'Analisi Time history. Il metodo di Lanczos è stato utilizzato per determinare le mode di vibrazione naturale, mentre il metodo implicito di Newmark con un Passo temporale di 0,001 s è stato utilizzato per l'analisi dinamica. Il modello è stato sollecitato da azioni permanenti e variabili nonché da Sollecitazioni dinamiche indotte dal traffico, ricavate direttamente da misurazioni di accelerazione in situ. I registri delle vibrazioni misurate sono stati applicati al livello di fondazione, permettendo al modello numerico di riprodurre la Sollecitazione dinamica effettivamente subita dall'edificio. Il flusso di lavoro ha quindi combinato scannerizzazione laser 3D, ricostruzione CAD, misurazioni di vibrazioni in campo e analisi con Dlubal RFEM in un'unica procedura diagnostica integrata.
L'Analisi numerica ha dimostrato che la Rigidezza del suolo assunta aveva un'influenza sulla risposta strutturale molto maggiore rispetto all'azione dinamica indotta dal traffico stessa. Le Frequenze naturali fondamentali sono diminuite fino al 65% per condizioni di suolo flessibile, mentre le tensioni di taglio massime nella parete con lucernario analizzata variavano di circa il 30%. Al contrario, l'inclusione delle vibrazioni misurate indotte dal traffico nelle combinazioni di carico ha modificato le tensioni di taglio massime solo dello 0,2–3,7%. Il confronto tra le traiettorie delle tensioni principali calcolate e le lesioni diagonali osservate ha indicato che il danno era principalmente legato alle condizioni di vincolo e al comportamento strutturale della parete piuttosto che alle vibrazioni indotte dal traffico. Il progetto dimostra come Dlubal RFEM possa essere applicato efficacemente alla valutazione di strutture esistenti complesse, in particolare quando la documentazione originale non è disponibile e le condizioni del suolo sono incerte, combinando una ricostruzione geometrica accurata, Sollecitazioni dinamiche misurate e un'analisi numerica avanzata.
| Posizione | Varsavia, Polonia |
| Analisi strutturale | Dipartimento di Tecnica di costruzione |
