GNGTS 2021 - Atti del 39° Convegno Nazionale

GNGTS 2021 S essione 2.2 364 L’APPROCCIO ENERGETICO PER LA PROTEZIONE SISMICA DELLE STRUTTURE G. Terenzi 1 , S. Sorace 2 , I. Costoli 2 , E. Fuso 2 1 Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, Università di Firenze, Firenze, Italia 2 Dipartimento Politecnico di Ingegneria e Architettura, Università di Udine, Udine, Italia L’approccio energetico finalizzato alla valutazione della risposta sismica delle strutture trova, come noto, un basilare contributo da parte di Uang e Bertero [1988]. Questo approccio presenta il vantaggio di trattare il problema per esplicitazione di componenti scalari, e non vettoriali, come accade nell’analisi dinamica “classica”. Quest’ultima impone il soddisfacimento della condizione di equilibrio, ad esempio tramite applicazione del Principio di D’Alembert, richiedendo l’annullamento della risultante di tutte le forze vettorialmente intese e, in fase anelastica, quantifica il danno sulla base di valutazioni di duttilità non sempre semplici da svolgere, soprattutto quando la non linearità della risposta risulti significativa. Con riferimento alla fase plastica, la procedura energetica rappresenta un più efficace strumento per valutazioni di danno strutturale, poiché lo correla direttamente all’area dei cicli d’isteresi delle membrature, sempre stimabile a prescindere dalla forma dei cicli stessi. In questa memoria viene proposta una sintesi degli studi condotti dagli autori mediante l’approccio energetico al caso di interventi di adeguamento di edifici esistenti mediante controventi dissipativi, differenziati per tipologie di dispositivi installati, rispettivamente con comportamento preminentemente dissipativo oppure congiuntamente elastico-dissipativo. In particolare, per la prima tipologia sono stati considerati i dispositivi fluido-viscosi pressurizzati (PFV), con risposta elastica e dissipativa correlate da una legge di combinazione in parallelo, che ne rende indipendente il contributo di forza, mentre per la seconda i dissipatori metallici “T-ADAS” che, in fase plastica, producono effetti congiunti d’irrigidimento e di dissipazione. Il metodo energetico ed i dispositivi fluido-viscosi pressurizzati a matrice siliconica La procedura energetica proposta da alcuni degli autori per la progettazione di dispositivi di dissipazione supplementare di energia da utilizzare per la protezione sismica degli edifici [Sorace e Terenzi 2008] si basa sull’uguaglianza, nella scrittura dell’equazione di bilancio al termine del sisma, fra energia in ingresso, E I , rappresentativa del lavoro compiuto dalle forze d’inerzia per gli spostamenti del terreno, e l’energia dissipata dalla struttura, E D . In campo elastico tale contributo è associato alla sola dissipazione viscosa convenzionale legata alla matrice di smorzamento “modale”, mentre in fase anelastica si deve aggiunge il contributo dovuto all’isteresi plastica della risposta strutturale. La riduzione, o il totale annullamento, di tale contributo sono legati alla sua parziale, o totale, sostituzione mediante quello offerto dai dispositivi di protezione. La procedura energetica di dimensionamento di questi proposta in [Sorace e Terenzi 2008] si basa sull’attribuzione agli stessi di una capacità smorzante pari ad una prestabilita aliquota dell’energia in ingresso. Ciò comporta la diretta individuazione di un ciclo isteretico di progetto, e conseguentemente delle caratteristiche di forza e spostamento massimi direttamente associabili ad uno specifico dispositivo. Campagne d’indagine sia numeriche sia sperimentali condotte al riguardo sui dispositivi PFV [Sorace et al. 2012, Sorace et al. 2016, Terenzi et al. 2020] hanno consentito di definire percentualmente la loro capacità di dissipazione in modo da garantire un comportamento pressoché elastico della struttura anche per intensità massime dell’azione in ingresso con probabilità di superamento P VR , nella vita di riferimento V R della struttura stessa, pari al 5%/ V R . Globalmente identificata dell’ordine dell’80÷85% dell’energia in ingresso, la capacita di