Valutazione della vulnerabilità sismica di un edificio esistente in ca attraverso analisi dinamiche non lineari

Antonio Lanza - Ingegnere e collaboratore MOSAYK Federica Bianchi - Ingegnere e Co-fondatore MOSAYK 01/03/2018 5173

Utilizzo di analisi dinamiche non-lineari mediante l’impiego di accelerogrammi artificiali
Dalle strategie di selezione degli accelerogrammi alle verifiche sismiche

Come ormai è ben noto, nel territorio italiano il problema della sicurezza delle costruzioni esistenti è di primaria importanza, da un lato per il valore storico-artistico-ambientale di gran parte del patrimonio edilizio, dall’altro per l’elevata vulnerabilità di numerosi edifici rispetto alle azioni sismiche. 

Con il termine vulnerabilità sismica viene indicata la propensione che ha una struttura a subire un danno di un determinato livello, a fronte di un evento sismico di una data intensità. È evidente, di conseguenza, come sia di fondamentale importanza riuscire a valutare la vulnerabilità sismica di un edificio esistente.

I metodi di calcolo non lineare per l'analisi sismica degli edifici

In merito all’analisi sismica globale finalizzata alla valutazione degli edifici esistenti, la normativa tecnica ammette l’impiego di metodi di calcolo sia lineari che non-lineari.

In ambito non-lineare sono due le modalità di analisi che possono essere utilizzate,

i) l’analisi statica non-lineare (pushover), generalmente la più utilizzata
ii) l’analisi dinamica non-lineare.

Quest’ultima, che dal punto di vista computazionale risulta essere la più onerosa, ha il vantaggio di riprodurre in maniera più accurata la risposta strutturale all’azione sismica e, di conseguenza, è fortemente consigliata per la valutazione di edifici “irregolari”.

L’analisi dinamica non-lineare

L’applicazione di tale metodologia di analisi richiede che l’azione sismica sia rappresentata da storie temporali del moto del terreno, la cui selezione dovrebbe essere compatibile con uno spettro di riferimento. Le nuove norme tecniche per le costruzioni NTC 2018, così come le NTC 2008, permettono di scegliere (limitazioni a parte) tra diverse tipologie di accelerogrammi, in base alla loro natura, ossia tra

i) storie temporali naturali (registrate),
ii) accelerogrammi artificiali oppure
iii) storie temporali generate mediante simulazione del meccanismo di sorgente e della propagazione.

Applicazione del metodo di analisi dinamica non lineare ad un edificio esistente in c.a.

modellazione di un edificio esistente in ca con analisi dinamica non lineareIn questo articolo viene mostrato un esempio di edificio esistente in cemento armato del costruito italiano, strutturalmente irregolare sia in pianta che in altezza, la cui vulnerabilità sismica è stata valutata mediante lo svolgimento di analisi dinamiche non-lineari. Per tale edificio, oltre alle “usuali” verifiche in termini di meccanismi “duttili” e “fragili”, è stato anche stimato l’indice di sicurezza IS-V, definito come il rapporto tra l'accelerazione di picco al suolo che determina il raggiungimento dello Stato Limite di salvaguardia della Vita (PGA di capacità, PGAC), e l’accelerazione al suolo prevista, nel sito, per un nuovo edificio allo stesso stato limite (PGA di domanda, PGAD), necessario al fine della classificazione sismica.Le analisi numeriche della struttura in oggetto sono state svolte con l’ausilio del software agli Elementi Finiti SeismoStruct, mentre la propedeutica selezione dell’input sismico è stata effettuata con il software SeismoArtif (entrambi i programmi sono distribuiti da Mosayk srl (www.mosayk.it)).

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