RICERCA 2022
ANALYTICAL INVESTIGATION OF THE USE OF TRENCHES FOR THE SEISMIC PROTECTION OF SENSITIVE STRUCTURES AND MONUMENTS
Xenofon Palios, 
Civil Engineer MSc, PhD, National Technical University of Athens
Xenofon.Palios@gmail.com
Constantine Spyrakos
Professor, Civil Engineering Department, Laboratory for Earthquake Engineering, National Technical University of Athens
cspyrakos@gmail.com
Structural 243 | Ottobre - Dicembre  2022
10.12917/Stru243.20 – https://doi.org/10.12917/STRU243.20

This paper presents part of the results of the research on the investigation to apply the principle of operation of phononic materials and acoustic metamaterials in order to protect structures against surface waves of seismic actions and other dynamic loads, as method of vibration isolation of existing and new structures. The isolation is implemented by applying geotechnical interventions at the surrounding terrain of the structure in a periodic manner. It is expected to be applied in the case of existing structures of considerable importance, such as monuments and historical buildings, where the available retrofit methods are either more invasive than permitted or fail to effectively upgrade buildings on the basis of contemporary design concepts and norms. The research involves a series of dynamic analysis employing the finite element method in two types of elastic soil with Rayleigh damping (loose and hard), in order to examine the effectiveness of the periodic structures under earthquake excitation. The results show that the application of periodic structures used, can significantly decrease the response after these structures due to an earthquake.

ARGOMENTO:  HISTORICAL BUILDING - BENI CULTURALI,SEISMIC - SISMICA,STRUCTURAL VIBRATION - VIBRAZIONI NELLE STRUTTURE
PAROLE CHIAVE: protezione sismica, materiali fononici, metamateriali acustici, strutture periodiche, protezione dei monumenti
Abstract
x
INDAGINE ANALITICA DELL'UTILIZZO DI TRINCEE PER LA PROTEZIONE SISMICA DI STRUTTURE SENSIBILI E MONUMENTI

Questo articolo presenta parte dei risultati della ricerca sull'indagine per applicare il principio di funzionamento dei materiali fononici e dei metamateriali acustici al fine di proteggere le strutture dalle onde superficiali delle azioni sismiche e da altri carichi dinamici, come metodo di isolamento dalle vibrazioni di strutture esistenti e nuove. L'isolamento viene attuato applicando periodicamente interventi geotecnici al terreno circostante la struttura. Si prevede di applicarlo nel caso di strutture esistenti di notevole importanza, come monumenti ed edifici storici, dove i metodi di retrofit disponibili sono più invasivi di quanto consentito o non riescono a migliorare efficacemente gli edifici sulla base dei concetti e delle norme di progettazione contemporanea. La ricerca prevede una serie di analisi dinamiche impiegando il metodo degli elementi finiti in due tipi di terreno elastico con smorzamento di Rayleigh (sciolto e duro), al fine di esaminare l'efficacia delle strutture periodiche sotto eccitazione sismica. I risultati mostrano che l'applicazione delle strutture periodiche utilizzate può modificare significativamente la risposta di questi edifici a un terremoto.

KEYWORDS: earthquake protection, phononic materials, acoustic metamaterials, periodic structures, monument protection
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