Valutazione di vulnerabilità sismica di tre edifici industriali prefabbricati realizzati negli anni '60

Come eseguire una valutazione di vulnerabilità sismica di edifici industriali prefabbricati: la metodologia utilizzata in alcuni casi studio

In questo articolo viene illustrato l'approccio per l'esecuzione di una valutazione di vulnerabilità sismica di tre fabbricati facenti parte di un complesso di edifici industriali costruiti negli anni ’60 del secolo scorso ed ubicati in Provincia di Torino. In esso viene descritta la metodologia utilizzata per poter effettuare le necessarie valutazioni, in termini di resistenza e capacità delle strutture degli edifici in esame, fedeli al reale comportamento degli stessi sotto l’azione sismica.

Vengono descritte e riportate le indagini e le ricerche preliminari effettuate per poter realizzare idonei modelli di calcolo agli elementi finiti che rappresentino geometricamente e meccanicamente le varie strutture, assegnando ad esse un corretto “Fattore di Confidenza” e per poter definire correttamente gli spettri sismici di progetto da utilizzare.

Successivamente vengono esposte le analisi condotte sulle strutture dei tre fabbricati, partendo dall’analisi statica lineare ed arrivando a svolgere un’analisi elasto-plastica non lineare statica di tipo Pushover, a valle di una preventiva analisi dinamica lineare

Al termine si trattano le verifiche dei meccanismi duttili e dei meccanismi fragili, richieste dalle NTC 2008 a valle delle analisi Pushover e vengono indicati i risultati delle analisi svolte, con evidenza degli indici di rischio sismico individuati per le strutture dei tre fabbricati.

La descrizione dei fabbricati oggetto di indagine

I fabbricati oggetto di indagine sono tra di loro sgiuntati e sono costituiti da due fabbricati (capannone 1 e capannone 2-3) con struttura portante a pilastri in cemento armato con sovrastanti travi e capriate reticolari a “shed”, anch’esse in cemento armato, con sovrastanti solai inclinati di copertura di tipo latero cementizio e da un fabbricato (fabbricato B) con pareti portanti in muratura di calcestruzzo debolmente armato ed in muratura di mattoni pieni, con orizzontamenti costituiti da solai latero cementizi.

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Figura 1 Edifici industriali oggetto di indagine

I capannoni 1 e 2-3 ospitano le aree produttive del comprensorio e sono caratterizzati da tipologia monopiano con copertura con travi reticolari a “shed” su pilastri in cemento armato. Le travi reticolari a “shed” sono in c.a. prefabbricate a piè d’opera e sono disposte perpendicolarmente al lato minore della maglia strutturale, con interasse pari a metà della stessa, risultando che una reticolare ogni due poggia in falso su una trave in c.a. gettata in opera di altezza variabile e spessore pari a 20 cm. 

Le travi reticolari a shed fungono da appoggio per la copertura, realizzata da una soletta inclinata di spessore 18 cm alleggerita con laterizio nel caso del capannone 1 e da prèdalles con getto di completamento nel caso del capannone 2.

Il capannone 3, strutturalmente collegato al capannone 2, ha invece copertura piana a solaio in latero-cemento su travi ribassate in cemento armato sorrette da pilastri in cemento armato. 

Le fondazioni alla base dei capannoni sono costituite da plinti isolati aventi dimensioni varabili a seconda dei carichi.

Travi di copertura a “shed” del Capannone 1

Figura 2 Travi di copertura a “shed” del Capannone 1

Facciata ovest dei Capannoni 2 e 3

Figura 3 Facciata ovest dei Capannoni 2 e 3

Schema planimetrico della maglia strutturale dei capannoni 1 e 2-3

Figura 4 Schema planimetrico della maglia strutturale dei capannoni 1 e 2-3

Il fabbricato B ospita i servizi del comprensorio ed è caratterizzato da una forma rettangolare allungata con ampie aperture finestrate su entrambe le facciate del lato maggiore.
Il fabbricato presenta due piani fuori terra, con struttura costituita da murature portanti continue dalla base fino la sommità intervallate da architravi in calcestruzzo armato poste tra le aperture.
Le murature portanti sono costituite, fino ad una certa quota in elevazione, da pareti in calcestruzzo debolmente armato e, al di sopra di tale quota, da muratura di mattoni pieni.
All’altezza degli orizzontamenti sono presenti dei cordoli in c.a. su cui si innestano i solai latero-cementizi dei vari piani.

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Figura 5 Facciata ovest del Fabbricato B e del Capannone 1

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  • Le indagini preliminari
  • Proprietà meccaniche dei materiali
  • Analisi strutturali
  • Azione sismica
  • Modellazione delle strutture
  • Analisi dinamica lineare
  • Verifiche strutturali
  • Analisi Elasto-Plastica Non Lineare Statica (Pushover)

NOTAI modelli di calcolo utilizzati sono stati messi a punto mediante l’ausilio del software ad elementi finiti Midas Gen, distribuito da Harpaceas S.r.l. di Milano