Effetti delle sequenze sismiche sulle strutture in muratura

In questo lavoro si indaga sul comportamento sismico delle strutture in muratura soggette a sequenze sismiche.

L’analisi è svolta mediante un apposito codice non lineare che descrive il comportamento isteretico a taglio di un pannello murario tramite un appropriato legame fenomenologico. Dapprima si presentano i risultati di una serie di analisi dinamiche non lineari su un sistema ad un grado di libertà (SDOF), rappresentativo della risposta ciclica tipica di una struttura in muratura non armata. Le sequenze sismiche adottate per l’analisi sono tratte da database nazionali e internazionali e selezionate sulla base dell’accelerazione massima al suolo (PGA) degli eventi consecutivi a quello principale. Gli aftershock considerati sono caratterizzati dall’avere PGA pari o molto simile all’evento principale, in modo da influire significativamente sulla richiesta di duttilità del sistema analizzato e, conseguentemente, sull’indice di danno impiegato per quantificare il degrado della struttura.

I risultati ottenuti sono presentati in termini di risposta inelastica per sistemi a duttilità o resistenza costante. Sulla base dei risultati conseguiti, sono proposte delle variazioni ai fattori di struttura comunemente utilizzati nella progettazione sotto un solo sisma. Viene infine analizzato uno SDOF rappresentativo di un tipico edificio in muratura sotto la sequenza sismica del Centro Italia del 2016, al fine di evidenziare l’evoluzione del danno.


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La progettazione resiliente

Gli ultimi eventi sismici del Centro Italia (ReLUIS-INGV, 2016) hanno evidenziato la fragilità del patrimonio edilizio dei centri storici italiani, in particolar modo sotto gli effetti di uno sciame sismico che presenta aftershock con accelerazioni di picco (PGA – Peak Ground Acceleration) simili o pari a quelle dell’evento principale (mainshock). Il centro storico di Amatrice in provincia di Rieti, ad esempio, ha subito un crollo progressivo delle strutture a seguito degli eventi principali del 24 agosto 2016 e del 30 ottobre (Rinaldin, 2016).
In generale, le strutture dovrebbero essere progettate sulla base del concetto di resilienza (Bruneau e Reinhorn, 2006), che è la capacità di un sistema di ripristinare la piena operatività dopo un evento che ne interrompe temporaneamente l’uso. In ambito strutturale, tale richiesta si soddisfa attraverso semplici prescrizioni come la ridondanza strutturale, che prevede di aumentare il numero di componenti critiche dell’edificio (ad es. strutture portanti verticali) in modo da prevenire danni estesi alla struttura e mediante l’uso di sistemi possibilmente ricentranti. 
Nell’ambito della resilienza strutturale, tali eventi ripetuti a breve distanza temporale non permettono in genere di ripristinare né la funzionalità né di prevenire il collasso della struttura.

Un primo passo verso una progettazione resiliente consiste nel progettare le strutture sismo-resistenti tenendo in debita considerazione i degradi delle stesse in condizione di eventi sismici ripetuti. Nel Centro Italia tale indicazione progettuale deve essere presa in considerazione per la ricostruzione, allo scopo di evitare le situazioni già verificatesi durante lo sciame del 2016.

Proposte di variazione dei fattori di struttura per la progettazione delle strutture in muratura

Una utile indicazione sul tema sopra proposto passa attraverso la correzione dei fattori di struttura abitualmente impiegati per le strutture in muratura. In questo lavoro verranno analizzati degli oscillatori ad un grado di libertà con comportamento non lineare tarato su quello tipico delle strutture in muratura non armata, al fine di ricavare le risposte inelastiche a duttilità o resistenza costante sotto eventi ripetuti. Si valuterà l’aumento di duttilità richiesta nei confronti delle sequenze sismiche considerate e saranno proposte delle variazioni ai fattori di struttura comunemente utilizzati, che attualmente sono tarati su un solo evento rappresentato dallo spettro di progetto e non rispecchiano il degrado strutturale ereditato da eventi precedenti.

Nell’ultima parte del lavoro, al fine di evidenziare l’evoluzione del danno dovuto ad una sequenza sismica, viene analizzato uno SDOF soggetto alla sequenza sismica recentemente registrata in Centro Italia.

LEGGI anche "Fattore di struttura per elementi in muratura sollecitati fuori dal piano"

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anidis.jpgArticolo tratto dagli Atti del XVII Convegno ANIDIS 2017 - Pistoia
Si ringrazia l'ANIDIS per la gentile collaborazione. 

Si ricorda che il prossimo Convegno ANIDIS si terrà ad Ascoli Piceno il 15-19 settembre 2019> maggiori info sul LINK

 


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