Analisi Dinamica Non Lineare di un intervento di Miglioramento Sismico per un edificio industriale prefabbricato in c.a.p. soggetto al sisma verificatosi in Emilia nel maggio 2012.

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Autore: Dario Melia

Relatori: Paolo Riva, Alberto Franchi

Azienda: Engi. Co. s.r.l.

Master: Progettazione sismica delle strutture per costruzioni sostenibili  a.a. 2015-2016

I recenti eventi sismici hanno messo in luce le carenze strutturali di edifici esistenti, specie se in muratura o i in calcestruzzo armato. Tra questi ultimi, si sottolinea l’importanza che rivestono le costruzioni adibite ad attività industriali, necessarie per il sostentamento dell’economia locale e nazionale. Già il sisma dell’Emilia del 2012 aveva colpito numerosi costruzioni industriali per i quali sono stati necessari interventi di miglioramento, da progettarsi ed eseguirsi in tempi rapidi, al fine della ripresa delle linee produttive. In merito, si sottolinea che numerosi edifici industriali in calcestruzzo armato mostravano carenze strutturali nei confronti dell’azione sismica, soprattutto per quanto riguarda gli elementi di connessione, frequentemente sottodimensionati o, in alcuni casi, del tutto assenti. Ciò è imputabile, principalmente, alle precedenti normative in materia, le quali mostravano carenza (in alcuni casi, assenza) di specifiche indicazioni per la progettazione antisismica. Tra l’altro, in alcune zone oggi definite sismiche, numerosi edifici industriali sono stati realizzati senza tenere conto del terremoto.

Tali criticità sono state parzialmente confermate dalle valutazioni eseguite post-sisma. In alcuni casi, si è notato come, sotto l’azione sismica, vi sia stata una buona risposta degli elementi principali, con vulnerabilità strutturali imputabili agli elementi non strutturali ed alle loro connessioni con quelle principali. Di ciò viene trattato nella tesi in titolo ove, una volte descritte le caratteristiche geometriche della struttura e definito l’azione sismica di progetto per il sito in questione, si è proceduto facendo un resoconto dei danni subiti dal fabbricato. Sono quindi stati illustrati, sia i lavori di messa in sicurezza, realizzati nella fase immediatamente successiva al terremoto, sia gli interventi finalizzati al miglioramento sismico. Tra questi ultimi, l’impiego di controventature metalliche e di trefoli in acciaio, oltreché l’introduzione di ulteriori elementi connettivi tra i tegoli prefabbricati e quelli tra i tegoli ed i pannelli esterni. Per mezzo di suddetti interventi, le analisi sismiche hanno confermato che l’edificio riesce a soddisfare un livello di sicurezza pari al 60% di quello richiesto ad un fabbricato di nuova costruzione. L’efficacia degli interventi è stata verificata eseguendo un confronto, in termini di spostamenti e di sollecitazioni alla base dell’edificio, tra la configurazione pre-intrvento e  quella post intervento; in particolare, è stata condotta, per entrambi i casi, sia un’analisi dinamica modale con spettro di risposta, che un’analisi dinamica non lineare. Quest’ultima ha consentito di valutare la risposta della struttura in campo non lineare attraverso un’analisi nel dominio del tempo (time history), cioè un’integrazione diretta, al passo, dell’equazione del moto del sistema. Tale tipo di analisi implica la creazione di un modello non lineare della struttura e, quindi, la definizione delle proprietà inelastiche di ciascun elemento; l’azione sismica di progetto, inoltre, è ottenuta grazie alla combinazione di un set di accelerogrammi compatibili con lo spettro di risposta del sito, ricavato da appositi database. Infine, i risultati ottenuti tramite analisi dinamica non lineare sono stati validati eseguendo un confronto con quelli derivanti dall’analisi modale con spettro di risposta di progetto, controllando così le differenze in termini di sollecitazioni globali alla base della struttura, cioè come previsto dalla Normativa cogente.

 

 

 

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