Il comportamento sismico di Palazzo Recchi Franceschini

Valutazione del comportamento sismico di un edificio storico in muratura, analizzando nel dettaglio le sue condizioni strutturali in due momenti storici differenti.

Scopo della tesi è stato quello di valutare il comportamento sismico di un edificio storico in muratura, analizzando nel dettaglio le sue condizioni strutturali in due momenti storici differenti.
L’edificio analizzato è il Palazzo Recchi Franceschini situato nel comune di Castignano, provincia di Ascoli Piceno. Nello specifico sono state considerate ed analizzate le sue condizioni strutturali negli anni ‘50, dopo gli interventi effettuati a seguito del forte terremoto del ‘43 e nella sua situazione attuale (2012), dopo gli interventi di consolidamento strutturale del ‘97.

La modellazione strutturale è di fondamentale importanza nell’analisi sismica, perché grazie ad essa non solo si ottiene una geometria della struttura che meglio approssima la realtà, ma si riesce ad interpretare nel modo più verosimile possibile il comportamento di una struttura quando è sottoposta a carichi statici, o carichi inerziali causati da eventi sismici. Il software utilizzato per modellare ed effettuare le relative analisi è stato il Midas FEA.

Modello 3D del Palazzo Recchi Franceschini, immagini prelevate dal Midas Fea

La modellazione strutturale può essere portata a vari livelli di precisione, seguendo diverse strade, però questo causa l’aumento delle difficoltà nella risoluzione del problema. Inoltre non è detto che modelli complessi possano migliorare i risultati, perché può capitare che risultati che si vorrebbero ottenere posso essere più significativi con un modello più semplice. Una modellazione numerica può riscontrare diversi errori e questo causa una diversità tra il modello fisico ed il modello matematico.
Per questo motivo è stata data molta importanza, al fine di evitare errori di analisi, la fase del rilievo, in modo da ottenere più informazioni possibili sull’edificio, sia dal punto di vista delle tipologie e caratteristiche meccaniche degli elementi strutturali e non (es. malte leganti, tipo di muratura, etc), sia dal punto di vista delle condizioni generali di degrado del manufatto (quadro fessurativo, ritiro, deterioramento, etc).
Molto importanti sono state le fasi d’applicazione dei carichi e delle condizioni di vincolo. Questi fattori sono stati determinati ed assegnati rispettando il più possibile il modello reale, in modo da evitare errori nell’input e di conseguenza risultati finali incorretti.
Inoltre data la complessità delle geometrie dell’edificio, è stato impedito l’impiego di modellazioni semplificate a telai equivalenti o con setti schematizzati come macroelementi. Tale difficoltà, in particolare, è stata legata al fatto che erano presenti alcune aperture poste in maniera irregolare nell’edificio che non permettevano di individuare dei maschi murari (in particolar modo sul retro del palazzo). Per questo motivo è stata necessaria una modellazione numerica più raffinata, agli elementi finiti, in grado di rappresentare significativamente le geometrie della struttura reale. Per la modellazione sono stati utilizzati elementi tridimensionali di tipo brick. Si ricorda che gli elementi brick hanno 3 gradi di libertà per ciascun nodo, corrispondenti alle tre traslazioni; non viene trasferita rigidezza per gli altri gradi di libertà. L’elemento brick non ha rotazioni e quindi quando si analizzerà la struttura si valuteranno le rotazioni nella globalità. Ed è appunto questo il motivo per il quale è stato deciso di applicare tale elemento, in modo da analizzare il comportamento della struttura a livello globale.
Per realizzare il modello tridimensionale sono state importate da un file CAD le piante dei vari impalcati della struttura nel Midas Fea. Le piante sono state leggermente approssimate (spessori dei setti murari, collegamenti, etc) in modo da semplificare la realizzazione del modello 3D.
Per una modellazione agli elementi finiti bisogna usare l’elemento più semplice in grado di risolvere il problema; mai usare elementi complicati se non li si conoscono perfettamente; impiegare la mesh più grossa possibile in grado di catturare il comportamento della struttura. Infatti è stata realizzata una mesh con primitive (elementi finiti) di forma tetraedrica (si può optare per triangoli e quadrilateri per domini 2D, esaedri e tetraedri per domini 3D).

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Articolo tratto da Structural Modeling (http://www.structural-modeling.it/ )

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