Stima della Vulnerabilità ed Adeguamento Sismico mediante Tecnologie Innovative di un edificio milanese secondo NTC ed Eurocodici

blog 27.07.2018

Autore: Salvatore Gambino

Relatore: Massimo Panizza, Alberto Franchi

Azienda: R4M Engineering s.r.l

Master: Progettazione sismica delle strutture per costruzioni sostenibili a.a. 2017-2018

Gli eventi sismici avvenuti in Italia negli ultimi 50 anni hanno dimostrato che la maggior parte delle strutture che costituiscono il patrimonio edilizio esistente è caratterizzata da una concezione strutturale non sismica. Un aspetto cruciale nella valutazione delle prestazioni sismiche degli edifici esistenti è la verifica nei confronti dei meccanismi di collasso di tipo fragile. Tali meccanismi sono favoriti dall’assenza di accurati dettagli costruttivi quali, ad esempio, una buona staffatura dei pilastri o un adeguato confinamento dei nodi, come è stato riscontrato in un particolare caso studio rappresentato da un edificio, realizzato negli anni ’60, in Milano e destinato ad ospitare uffici. La sua struttura portante verticale (setti e pilastri) è in c.a. e gli impalcati di piano sono in latero-cemento. Questi ultimi sono privi di una cappa armata ad estradosso e, pertanto, nelle analisi sismiche svolte non è stato possibile considerare l’ipotesi di piano infinitamente rigido.

L’edificio è stato oggetto, inizialmente, di analisi strutturali sotto i soli carichi verticali; già in tali analisi si sono riscontrate alcune criticità in riferimento alla capacità portante di pilastri e travi. Successivamente, è stata svolta un’analisi sismica attraverso analisi modale. Valutati gli effetti sollecitanti dovuti al sisma, sono state condotte le verifiche nei confronti delle rotture di tipo fragile (rotture a taglio di travi, pilastri e pareti, rottura dei nodi, scorrimento trave-pilastro e delle pareti) adottando un fattore di struttura q=1.5 (come da NTC).

Le verifiche hanno evidenziato che ci sarebbe stato il collasso fragile per rottura a trazione di nodi, in caso di evento sismico avente PGA pari a 0.012 g, a fronte di una PGA prevista allo SLV pari a 0.049 g. Inoltre, sono state svolte anche le verifiche dei meccanismi duttili, ancora con q=1.5. Esse hanno però dato esito positivo.

Successivamente, è stato svolto un approfondimento della risposta sismica del fabbricato, utilizzando lo spettro elastico (cioè con q=1), in modo da tenere esplicitamente conto delle deformazioni in campo plastico degli elementi duttili. In tal caso, si è fatto riferimento ad un parametro globale definito dalla norma “rotazione alla corda”: la verifica consiste nel confrontare gli spostamenti di interpiano (detti “drift”) richiesti in presenza del sisma di progetto con quelli disponibili, cioè quelli che dipendono dalla duttilità della struttura. Anche tale verifica ha dato esito positivo.

Pertanto, alla luce delle verifiche, si è constatato che la vulnerabilità sismica dell’edificio in oggetto è dovuta alla rottura a trazione dei nodi, la quale avviene per il 25% della PGA prevista allo SLV di sito.

Si è quindi proceduto con il progetto di adeguamento sismico che ha riguardato il rinforzo dei nodi trave-pilastro. In mancanza di indicazioni nelle NTC08, il progetto è stato svolto con riferimento alle “Linee Guida per la progettazione, l’esecuzione ed il collaudo di interventi di rinforzo di strutture di C.A., e C.A.P. e murarie mediante FRP” del luglio 2009. Il rinforzo dei nodi è stato eseguito con applicazione di tessuto in fibra di carbonio. Le successivi analisi sismiche hanno mostrato l’efficacia dell’intervento, con il fabbricato adeguato sismicamente secondo quanto richiesto al capitolo 8 delle NTC.

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In figura: edificio oggetto di vulnerabilità sismica re relativo FEM

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