Analisi della risposta sismica di strutture irregolari mediante analisi pushover a scansione angolar

Applicazione a un edificio storico in muratura da sopraelevare

Francesco Oliveto, Gruppo Sismica s.r.l.

La valutazione della sicurezza sismica di edifici esistenti al fine di valutare le prestazioni sismiche per eventi di elevata intensità, che comporta lo studio in campo non lineare delle strutture, ha visto negli ultimi anni lo sviluppo di procedure semplificate per condurre analisi non lineari in ambito statico (NSP), tramite le note analisi pushover.
Tali procedure consentono di valutare le capacità in campo elastoplastico degli elementi strutturali e permettono di collegare in maniera esplicita i livelli di rischio attesi con gli obiettivi prestazionali (domanda sismica) definiti nei moderni codici sismici.
Tuttavia ad oggi esistono difficoltà nell’applicazione delle analisi pushover tradizionali nel caso si voglia studiare il comportamento sismico di strutture irregolari in pianta ed elevazione.
Negli ultimi anni sono state avanzate numerose proposte per estendere l’analisi pushover calibrate per le strutture piane (regolari in pianta) al caso tridimensionale. Tra le principali problematiche oggetto delle varie tesi sostenute vi è la modalità di combinazione del carico sismico nelle due direzioni e la stima dell’impegno plastico richiesto agli elementi resistenti lungo il lato più flessibile della struttura. Tra i metodi più riconosciuti per la risoluzione del problema si citano:
- Il metodo N2/3D modificato (Fajfar et.al.,2006);
- Il metodo della Pushover Multimodale MPA(Chopra e Goel, 1999) ;
- Il metodo della Pushover Adattiva in Spostamento DAP (Antoniou.S, Pinho.R, 2004)

Di recente , sono stati presentati numerosi studi volti a valutare l’impegno elastoplastico di strutture irregolari in pianta mediante l’utilizzo di domini di resistenza o capacità costruiti sulla base di analisi pushover con direzione di carico variabile (scansione angolare).
Queste tipologie di analisi permettono di superare le implicazioni prodotte dalle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni riguardante la scelta delle due direzioni principali dell’edificio su cui effettuare le valutazioni di Vulnerabilità. Tale studio ci porterà all’affermazione che per gli edifici irregolari in pianta le direzioni principali non sono univoche e dipendono dal parametro di valutazione (Resistenza, capacità di spostamento e domanda di spostamento).

Si propone dunque in questo lavoro un’originale analisi pushover a scansione angolare con distribuzioni di forza previste dalla normativa vigente, sviluppata in ambiente software 3DMACRO per tipologie strutturali in muratura, miste e cemento armato. Un applicazione ad un caso di studio reale ci permetterà di fare le dovute considerazioni in merito ai risultati ottenuti.
 

Modello 3DMacro - Vista assonometrica del modello geometrico e computazionale

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ALL'INTERNO:

• MODELLAZIONE PER MACROELEMENTI PIANI
• PROCEDURA A SCANSIONE ANGOLARE
• STIMA DI VULNERABILITÀ DI UN EDIFICIO STORICO AI FINI DI UNA SUA SOPRAELEVAZIONE
• MODELLO NUMERICO PER LA STIMA DELLA SICUREZZA SISMICA GLOBALE DELL’EDIFICIO