Gli effetti delle alte temperature sulla risposta sismica degli edifici in muratura

Primi risultati sul comportamento sismico residuo di edifici in muratura pre-danneggiati da incendio.

1. INTRODUZIONE
L’attività di ricerca proposta nella memoria è stata effettuata con lo scopo di valutare la risposta sismica di edifici in muratura di tufo precedentemente danneggiati da incendio. È ben noto che gli effetti di un incendio su una struttura sono molteplici. I più importanti sono rappresentati dagli sforzi di coazione che nascono in strutture iperstatiche a causa delle dilatazioni termiche impedite e la variazione delle proprietà meccaniche del materiale al variare della temperatura raggiunta. Al fine di effettuare una valutazione semplificata degli effetti dell’incendio sulla capacità sismica residua degli edifici in muratura, sono state effettuate una serie di analisi statiche non lineari facendo variare le caratteristiche meccaniche del materiale con la temperatura. Le proprietà utilizzate sono state ottenute a valle di una campagna di indagini sperimentali eseguite dagli Autori su provini di tufo soggetti a riscaldamento in forno sotto temperature via via crescenti.
Tramite l’utilizzo del software di calcolo strutturale 3Muri, considerando differenti valori di temperatura di esposizione al fuoco (T= 20°C, 200°C, 400°C, 600°C, 800°C) e con riferimento ad un edificio le cui caratteristiche possono in linea generale essere assimilate a quelle mediamente riscontrabili nel patrimonio edilizio italiano esistente, sono state ottenute le curve forza-spostamento ed il danneggiamento indicativo del comportamento globale sotto azione sismica in condizioni post-incendio dell’organismo strutturale esaminato.

2. INDAGINI SPERIMENTALI SUL MATERIALE
La campagna di indagini sperimentali effettuate dagli Autori ha avuto come obbiettivo la valutazione delle prestazioni meccaniche di blocchi in muratura di tufo soggette ad elevate temperature di esposizione. Gli obiettivi dello studio consistono nella valutazione sperimentale delle proprietà meccaniche (modulo elastico e resistenza a compressione) del materiale muratura con la temperatura e nella conseguente definizione di una legge di deterioramento meccanico. Tali obiettivi sono stati perseguiti utilizzando un forno di riscaldamento nel quale, inserendo all’interno cubetti di tufo di dimensioni 7x7x7 cm, è stata prodotta la simulazione fisica dell’esposizione della muratura alle alte temperature (Fig. 1). Successivamente sono state condotte prove di caratterizzazione meccanica su blocchi esposti e non esposti al riscaldamento. In Figura 2 si riportano i risultati delle prove sperimentali eseguite sui blocchi di tufo testati in termini di leggi di decadimento del modulo di Young e della resistenza a compressione media al variare della temperatura. 

Figura 1 – Disposizione di alcuni provini nel forno di riscaldamento (a) ed esecuzione di prove di compressione su campioni soggetti a differenti condizioni di temperatura (b, c).
 

Figura 2 – Variazione media sperimentale del modulo di Young (a) e della resistenza media a compressione (b) di blocchi di muratura di tufo con la temperatura di esposizione.
 
All'interno dell'articolo integrale le analisi numeriche e i risultati.