ANALISI SISMICA PER LA SICUREZZA E IL COMFORT: IL CASO DI UNA PASSERELLA PER UFFICI CON STRUTTURA COMPOSTA CALCESTRUZZO-ACCIAIO IN OMAN

rendering 3D della passerella

AUTORE: Fabrizio Leggio

RELATORE: Maurizio Quaglia, Maurizio Acito

AZIENDA: STUDIO QUAGLIA

MASTER: Progettazione sismica delle strutture per costruzioni sostenibili a.a. 2015-16

Nella riorganizzazione funzionale di quartieri urbani e di costruzioni esistenti, nonché in nuove progettazioni di spazi urbani, si osservano molto spesso nuove passerelle pedonali. E’ il caso della passerella sospesa realizzata recentemente per un complesso di uffici in Oman. Per tale passerella è stato eseguito un processo di ottimizzazione della struttura in acciaio e calcestruzzo. Inizialmente, per quanto riguarda la configurazione della passerella, si sono considerate: la tipica tipologia a travatura reticolare Pratt, la tipologia a trave Vierendeel ed una terza tipologia definita “Skywalk” caratterizzata da una capriata rovescia (come quella sospesa situata presso il  Vienna Skywalk Rennweg).

Gli obiettivi di ottimizzazione della struttura sono stati principalmente i seguenti: riduzione dei pesi propri strutturali, contenimento delle frecce statiche, comportamento dinamico e livelli di comfort alle vibrazioni.I vincoli progettuali assegnati nelle fasi iniziali hanno riguardato: la lunghezza della passerella (31 m), la larghezza (5 m), l’altezza totale (3.80 m) e l’interasse tra i montanti (2.70 m). La modellazione dei differenti schemi statici è stata effettuata attraverso il software di calcolo Midas Gen, attraverso il quale è stato possibile procedere all’analisi statica e dinamica sulla struttura, oltre che all’analisi del comfort alle vibrazioni.Per ogni modello strutturale si sono ipotizzate due differenti tecnologie progettuali per il solaio: uno in lamiera grecata collaborante con riempimento in calcestruzzo, e una seconda con un lamierino in acciaio da 10mm sostenuto da travetti IPE poggiati sulla struttura portante. I materiali che sono stati scelti per gli elementi portanti sono l’acciaio S355, mentre per il riempimento della lamiera grecata collaborante un calcestruzzo C25/30.

Per quanto riguarda l’analisi sismica, è stata svolta un’ analisi modale con spettro di risposta  con una Peak Groud Acceleration di 0.15 g e una classe del suolo D. Le normative utilizzate per i calcoli sono state l’EC0 per l’analisi dei carichi, l’EC3 per la progettazione degli elementi in acciaio, l’EC4 per la progettazione degli elementi orizzontali misti acciaio calcestruzzo e l’ EC8 per l’analisi sismica della struttura.

Per quanto riguarda l’analisi di vibratilità della passerella, si è fatto riferimento a tre procedure di verifica in termini di accelerazione limite (BS-5400, Allen & Murray, Baumann), e una procedura in termini di spostamento limite (metodo RML).I risultati mostrano dei valori ampliamente verificati per quanto riguarda il comportamento globale della struttura, mentre le vibrazioni risultano essere non avvertibili dagli utenti solo nel caso dello schema statico Vierendeel con lamiera grecata.

A seguito delle considerazioni riguardo i risultati raggiunti si è scelta proprio quest’ultima tipologia. Infine, un ulteriore approfondimento è stato eseguito relativamente ai dispositivi di appoggio della struttura. In particolare, si è valutata l’opzione di installare dispositivi antisismici (o isolatori elastomerici o del tipo “a pendolo scorrevole”) in luogo di appoggi fissi strutturali. Infine, per migliorare ulteriormente il comportamento della struttura allo stato limite di esercizio è stata analizzata la possibilità di applicare tuned mass damper. Nella fase esecutiva, tuttavia, stante il buon comportamento della passerella, tali smorzatori non sono stati posizionati.

Tipologie di appoggi analizzati

Tipologie di appoggi analizzati

3.33.4

 

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