ANIDIS - L'ingegneria Sismica in Italia, ANIDIS 2011 - XIV convegno

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Torsional seismic response of an asymmetric-plan hospital building.

Massimiliano Ferraioli, Donato Abruzzese, Lorenzo Miccoli, Gennaro Di Lauro

Ultima modifica: 2011-07-05

Sommario


Gli effetti torsionali sotto azioni di tipo sismico possono essere prodotti da diversi fattori: distribuzione asimmetrica delle masse e delle rigidezze all'interno dell'edificio, differenze tra le eccitazioni sismiche trasmesse al piede, contributo degli elementi non strutturali in termini di rigidezza e di resistenza, distribuzione asimmetrica dei sovraccarichi accidentali. La risposta torsionale può essere ulteriormente amplificata in campo plastico per effetto delle plasticizzazioni indotte sul perimetro esterno della struttura e dell'accoppiamento torsionale che avviene specialmente in presenza di azioni sismiche bidirezionali. In letteratura sono stati proposti diversi modelli semplificati per la caratterizzazione del comportamento sismico degli edifici irregolari in campo elastico. Viceversa, la valutazione della risposta torsionale inelastica mediante procedure semplificate merita ulteriori approfondimenti. In particolare, l'estensione delle procedure statiche non lineari alle strutture irregolari presenta numerosi aspetti critici: direzione dell'azione sismica, eccentricità della distribuzione delle spinte laterali, nodo di controllo per il monitoraggio dello spostamento laterale nell'analisi di spinta. In genere, gli effetti torsionali diminuiscono al crescere dell'intensità dell'azione sismica e delle escursioni in campo plastico della struttura. Tuttavia, il ricorso analisi lineare per la valutazione degli effetti torsionali può risultare non conservativa, specie per il lato rigido nella direzione forte degli edifici torsionalmente rigidi e nella direzione debole degli edifici torsionalmente flessibili. Viceversa, l'effetto dei modi di vibrazione più elevati può essere valutato combinando la risposta inelastica della prima forma modale con la risposta elastica dei modi superiori. D'altra parte, l'analisi di pushover convenzionale basata sull'applicazione delle forze laterali nel baricentro delle masse può sottostimare la risposta torsionale inelastica ottenuta dall'analisi dinamica non lineare al passo. Inoltre, l'impiego del baricentro delle masse come nodo di controllo può influenzare l'accuratezza delle procedure statiche non lineari basate sul metodo dello spettro di capacità. In tale ambito l'obiettivo del lavoro è quello di valutare la risposta torsionale inelastica di un edificio ospedaliero irregolare in pianta. L'ospedale presenta una struttura costituita da telai e pareti in cemento armato progettata e costruita nel corso degli anni settanta. L'incremento delle azioni sismiche di progetto, in relazione anche alla destinazione d'uso ospedaliera, ha reso inadeguate le caratteristiche di resistenza della struttura che si presenta, quindi, estremamente vulnerabile alle azioni sismiche orizzontali previste dalla normativa vigente. Il modello strutturale è stato sviluppato tenendo conto dei risultati della campagna di indagini e prove sui materiali, e della sperimentazione dinamica condotta mediante misure di rumore ambientale. La risposta inelastica è stata valutata attraverso una procedura statica non lineare basata sull'analisi di spinta che tiene conto della distribuzione delle masse, del contributo dei diversi modi di vibrazione e della loro correlazione. L'accuratezza della procedura proposta è stata infine valutata attraverso il confronto con le procedure di tipo convenzionale e con i risultati dell'analisi dinamica incrementale.


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