GNGTS 2015 - Atti del 34° Convegno Nazionale

GNGTS 2015 S essione 2.3 259 e non lineari, a patto che la costruzione soddisfi alcuni requisiti geometrici e dinamici prescritti dalle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2008) e dalla relativa Circolare esplicativa (617/2009). In tali condizioni, le forze statiche equivalenti da applicare alla struttura, per simulare l’effetto delle azioni sismiche, vengono calcolate facendo riferimento a una relazione semplificata che lega il periodo fondamentale di oscillazione all’altezza della struttura e alla tipologia strutturale. Negli ultimi anni, al fine di proporre relazioni semplificate, sono state eseguite diverse campagne numeriche e sperimentali su strutture in cemento armato in diverse aree geografiche. Le risultanze hanno evidenziato delle differenze sostanziali tra i valori dei periodi suggeriti dalle NTC 2008 e i valori sperimentali misurati in situ: la relazione di norma tende a sovrastimare, sistematicamente, i valori dei periodi di oscillazione delle strutture reali. A titolo di esempio, nella figura seguente vengono mostrati uno spettro di risposta elastico allo Stato Limite Ultimo e uno spettro di progetto (Fig. 1a) e uno spettro di risposta elastico allo Stato limite di Esercizio (Fig. 1b), per suolo di tipo B. Come si può notare dalla Fig. 1, la sovrastima del periodo proprio di vibrazione può comportare l’adozione di un’accelerazione spettrale significativamente inferiore a quella reale. Tale approccio potrebbe essere coerente allo SLU, dove si deve tener conto dell’incremento del periodo a seguito delle plasticizzazioni della struttura. Al contrario, allo SLE, tale approccio si potrebbe rivelare a svantaggio di sicurezza in quanto la struttura, a tale livello prestazionale, non deve subire danneggiamenti tali da provocare riduzioni significative di rigidezza. In questo lavoro viene presentato uno studio a carattere numerico e sperimentale, che ha l’obiettivo di confrontare il periodo fondamentale di oscillazione, misurato su diverse strutture intelaiate in cemento armato ubicate in Basilicata, con il periodo fondamentale stimato con l’ausilio della formula 7.3.5 proposta dalle NTC 2008. Valutazione del periodo con formulazione semplificata. La maggior parte delle relazioni presenti in letteratura tecnico-scientifica finalizzate alla determinazione del periodo fondamentale di oscillazione delle strutture, sono funzione dell’altezza totale H , dato che, più di ogni altro parametro, fissato il sistema di vincoli (incastro alla base), riassume il rapporto tra la rigidezza e la massa dell’edificio. La formulazione semplificata, tradizionalmente adottata, mette in relazione il periodo elastico ( T ) all’altezza ( H ) dell’edificio attraverso la seguente formulazione: (1) dove α è un coefficiente dipendente dalla tipologia strutturale. Essa compare per la prima volta in ATC3-06 (ATC, 1978) assumendo, per le strutture in calcestruzzo armato, il valore β=0.75, mentre il coefficiente α, calibrato sulla base dei periodi misurati durante il sisma di San Fernando del 1971, è posto pari a 0.025 (se H è in piedi) o, in maniera equivalente, a 0.06 (se H è espressa in metri). Nell’ultimo decennio, sulla base di studi numerici e sperimentali, sono stati proposte diverse varianti della sopracitata relazione che attribuiscono ai coefficienti α e β valori differenti (Al- Fig. 1 – Spettro di risposta allo Stato Limite Ultimo (a) e spettro di risposta allo Stato Limite di Danno (b).