Vulnerabilità sismica: aspetti della modellazione di strutture in muratura

Gli studi di cui al presente articolo si riferiscono alla modellazione di un edificio storico in muratura laterizia, sito in Emilia Romagna, per un’analisi preliminare di fattibilità del progetto di miglioramento/adeguamento sismico. La fase di validazione del modello elastico ha evidenziato un particolare comportamento della struttura nel corso delle verifiche di congruità dei valori di tensione nei singoli allineamenti murari. L’effetto del peso proprio della struttura, infatti, è risultato essere benefico o dannoso a seconda del verso dell’azione sismica considerato. Tutte le modellazioni e analisi sono state svolte con il software Midas Gen 2018.

Aspetti della modellazione

Il modello prevede l’impiego diffuso di elementi bidimensionali, dotati di rigidezza sia nel piano sia fuori piano e connessi con vincolo di continuità nei nodi. Alla base delle murature è prevista una trave di fondazione su suolo elastico, con rigidezza commisurata alle caratteristiche del terreno. L’azione sismica è derivata dallo spettro elastico previsto per la zona di edificazione, considerando un terreno di tipo C,  Vn=50 anni, Cu = 1,5 e un fattore di struttura pari a 2,4, mentre la combinazione di carico sismica ha previsto l’applicazione dei pesi propri, oltre all’applicazione dei carichi variabili ai piani con ψ2=0,8 (fig.1).

Assonometria del modello F.E.M.

Fig.1 – Assonometria del modello F.E.M.

Il modello è stato analizzato mediante analisi dinamica lineare e al fine di mobilitare la massima percentuale di massa con il minor numero di modi di vibrare possibile, l’analisi modale è stata risolta mediante l’algoritmo dei vettori di Ritz. 

risulatati dell'analisi dinamica di una struttura in muratura

I modi a maggiore partecipazione di massa sono il n. 1 in dir. Y e il n. 3 in dir. X, che eccitano percentuali di massa pari al 65% ed al 34% rispettivamente.

I risultati hanno confermato le aspettative, infatti, nonostante la presenza di piani rigidi, i modi principali denotano spiccati comportamenti fuori piano delle murature che dovranno, pertanto, essere analizzate attraverso indagini più approfondite mediante cinematismi locali di collasso.

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