GNGTS 2018 - 37° Convegno Nazionale

GNGTS 2018 S essione 2.2 453 alla resistenza laterale dell’edificio. Per la valutazione della vulnerabilità sismica di un edificio esistente, si possono svolgere diversi tipi di analisi. Nelle analisi non lineari i tamponamenti forniscono un importante contributo nella prima parte della risposta sismica, in fase elastica, prima di rompersi in modo fragile, cosa che solitamente accade prima che gli elementi strutturali arrivino alla plasticizzazione. Per le analisi lineari, invece, l’incremento di rigidezza non solo porta ad un comportamento diverso in termini di modi di vibrare e regolarità della struttura, ma anche ad un incremento delle forze sismiche considerate per le valutazioni. Generalmente, infatti, una maggiore rigidezza (quindi un periodo proprio minore) porta a valori più alti di accelerazione sismica sullo spettro di risposta dato dalla Normativa vigente. Il risultato di un’analisi di vulnerabilità sismica dell’edificio, eseguita su un modello più o meno rigido, porta ad avere forze sismiche molto diverse e quindi risultati di vulnerabilità diversi. Limitandosi al comportamento elastico della struttura e quindi ad un’analisi dinamica lineare di tipo multimodale, si vuole valutare la variabilità dei risultati delle analisi in base al tipo di modellazione scelta dal progettista. Caso studio. Viene modellato un edificio di 12 piani fuori terra e uno seminterrato, realizzato con travi e pilastri in c.a. e tamponamenti in muratura di 13 + 8 cm, ubicato a Gorizia. L’edificio presenta anche un vano scale, realizzato con setti in calcestruzzo poco armato, posto nel centro del lato lungo dell’edificio (Fig. 1). Questo fa sì che, considerando i soli elementi progettati come strutturali, il centro di rigidezza della struttura sia significativamente spostato verso il vano scale e notevolmente distante dal centro delle masse. La distanza tra i due centri dipende dalla distribuzione delle rigidezze in pianta per ogni piano ed è quindi influenzata dal tipo di modellazione scelta. Poiché si vuole indagare la fase elastica, si prende come riferimento lo spettro di progetto allo Stato Limite di Danno (SLD) calcolato per la città di Gorizia. Lo stesso edificio viene modellato tramite il programma di calcolo agli elementi finiti SAP2000 (CSI Inc.) secondo cinque diverse varianti e i risultati vengono confrontati con i risultati di misure vibrometriche. Nel modello di riferimento ( N1 ) sono presenti solamente gli elementi considerati strutturali: il telaio in c.a. e i setti del vano scale (i setti vengono modellati con elementi bidimensionali shell) . Analogamente al primo, il secondo modello ( N2 ) considera solamente gli elementi strutturali ma i setti vengono modellati come elementi frame . Questo modello potrebbe essere conveniente come scelta per un professionista, in quanto computazionalmente molto più leggero e facile da gestire rispetto al primo. Per la realizzazione del terzo modello ( N3 ), viene ripreso il primo (si hanno quindi setti modellati con elementi shell ) ma vengono aggiunte delle diagonali equivalenti alle tamponature, senza tener conto delle aperture. Il quarto modello ( N4 ) è molto simile al terzo, ma le sezioni delle diagonali equivalenti alle tamponature vengono opportunamente ridotte al fine di tenere conto delle aperture (finestre e portefinestre). Infine, per realizzare il quinto modello ( N5 ) viene ripreso il modello N2 e vengono aggiunti dei link rigidi che collegano tra loro gli elementi frame rappresentanti i setti al fine di conferire alla modellazione del vano scala un comportamento spaziale. Le diagonali equivalenti alle tamponature sono dimensionate secondo quanto prescritto nell’All. 2 della CM 10/04/1997 n.65. La tamponatura viene modellata come un puntone diagonale equivalente, incernierato alle estremità, di spessore t pari all’effettivo spessore della muratura e larghezza s pari al 10% della lunghezza della diagonale. Dal momento Fig. 1 - Modello numerico dell’edificio caso studio, realizzato in SAP2000 - senza tamponature (a) e con bielle compresse equivalenti alle tamponature (b).