GNGTS 2013 - Atti del 32° Convegno Nazionale

ANALISI NUMERICHE NON LINEARI PER LA CALIBRAZIONE DI UNA METODOLOGIA SPEDITIVA PER LA LOCALIZZAZIONE E LA VALUTAZIONE DEL DANNO SU STRUTTURE INTELAIATE IN CEMENTO ARMATO G. Auletta, R. Ditommaso, F. C. Ponzo, C. Iacovino Scuola di Ingegneria, Università degli studi della Basilicata Introduzione. La riduzione dei costi delle tecnologie per il monitoraggio strutturale ha posto le basi per una larga diffusione di tali reti sia su strutture e infrastrutture pubbliche che su strutture private. Di pari passo anche le tecniche di analisi dei dati hanno visto negli ultimi venti anni uno sviluppo crescente, con forte coinvolgimento sia del mondo della ricerca, sia di quello dell’industria. I motivi principali di questo sviluppo risiedono, da un lato, nelle limitazioni connesse con l’utilizzo dei metodi tradizionali basati su ispezioni visive, dall’altro nelle grandi potenzialità offerte dai sistemi di rilevamento automatico dello stato di salute delle strutture in termini di riduzione dei costi di gestione e manutenzione. Un numero sempre crescente di strutture ed infrastrutture, in tutto il mondo, subiscono i segni del tempo, con deterioramento delle caratteristiche meccaniche dovuto all’invecchiamento e/o a una manutenzione inadeguata. Il monitoraggio strutturale, continuo o discreto, può risultare molto utile in tal senso consentendo di individuare con estrema rapidità le criticità ed i punti sulla struttura dove queste si manifestano. In questo modo il gestore ha la possibilità di intervenire in maniera celere e mirata con una conseguente riduzione dei costi di ripristino. Tale approccio consente, da un lato, una corretta destinazione delle risorse economiche, dall’altro lato, di mantenere elevati standard di scurezza ed efficienza. Il monitoraggio strutturale, nelle aree a rischio sismico rilevante, risulta strategico anche ai fini di protezione civile in quanto può fornire una stima accurata dell’intensità in termini macrosismici di un terremoto e, in termini di effetti prodotti su alcune strutture pilota. Tali strumenti, inoltre, favoriscono la comprensione del comportamento strutturale degli edifici durante l’evento sismico e dei relativi meccanismi di danneggiamento, consentendo di studiare e mettere a punto strategie di protezione efficaci e allo stesso tempo economicamente convenienti. In genere, la valutazione dei danni post terremoto, se condotta in modo classico mediante ispezioni visive, richiede tempi piuttosto lunghi per il censimento dell’intera zona colpita dal sisma e non sempre conduce a valutazioni corrette. Una riduzione dei tempi di intervento e quindi dei costi legati, da un lato, al mancato utilizzo della struttura, dall’altro ai pericoli connessi al suo utilizzo qualora i danni non vengano individuati tempestivamente, può essere ottenuta sviluppando una metodologia in grado di individuare rapidamente ed automaticamente eventuali danni sulla base di misurazioni ricavate da una rete di sensori collocata permanentemente sulla struttura. Negli Stati Uniti, il monitoraggio sismico strutturale ha avuto un notevole sviluppo a seguito del terremoto di Northridge del 1994, durante il quale si verificarono numerose rotture fragili delle saldature nei nodi trave-colonna di telai in acciaio. In molti edifici queste rotture, pur causando riduzioni di resistenza e di rigidezza localizzate, non produssero danni evidenti ad elementi secondari, dai quali generalmente si ha evidenza del danno ad elementi strutturali non visibili. Questo determinò, per le ispezioni degli edifici potenzialmente interessati da questo tipo di danno dei costi elevatissimi, per l’elevato numero degli elementi da verificare e perché, per ogni singola verifica, si è resa necessaria la rimozione delle pareti di tamponamento e delle protezioni antincendio di amianto per portare alla luce le connessioni e verificarne l’integrità. Oltre che per l’individuazione dei danni a valle di un evento sismico, i sistemi di monitoraggio permanente possono essere utilizzati congiuntamente a quelli di monitoraggio sismico del territorio per la realizzazione di sistemi di allarme sismico precoce (early warning) al fine incrementare la capacità di protezione sismica delle cose e delle persone. Il sistema di monitoraggio strutturale consente, inoltre, di costruire un modello numerico calibrato e 349 GNGTS 2013 S essione 2.3