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

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Seismic isolation retrofit of a hospital building

Massimiliano Ferraioli, Alberto Maria Avossa, Raffaele Costanzo, Angelo Lavino

Ultima modifica: 2011-07-05

Sommario


L'oggetto del lavoro è l'adeguamento sismico mediante isolamento alla base di un edificio situato nella Città Ospedaliera di Avellino. Costruita dopo il terremoto Irpino-Lucano del 1980, la struttura portante, costituita da tre corpi di fabbrica in c.a., non è mai stata completata, e si trova oggi a operare in un contesto normativo che ha subito profonde variazioni per quanto riguarda le azioni di progetto, i metodi di analisi, i criteri di verifica. Il principale deficit della struttura esistente risiede nella scarsa duttilità degli elementi strutturali e nella ridotta capacità resistente, connessa anche al confinamento non adeguato dei nodi trave-colonna. L'approccio convenzionale per l'adeguamento sismico della struttura è quello di incrementare la capacità strutturale in termini di rigidezza e di resistenza laterale attraverso l'inserimento di sistemi strutturali integrativi quali pareti di taglio o controventi metallici. Tale approccio determina, in genere, anche un incremento della domanda sismica e un aumento delle accelerazioni di piano che può essere non compatibile con la destinazione d'uso ospedaliera. Al contrario, l'impiego dell'isolamento sismico evita che il contenuto energetico del terremoto alle alte frequenze possa essere trasmesso alla struttura e determina, quindi, una notevole riduzione delle accelerazioni della struttura. Inoltre, l'isolamento alla base rende trascurabile il contributo dei modi di vibrazione più elevati cui è associata la deformazione della sovrastruttura, e ciò comporta una consistente riduzione degli spostamenti d'interpiano. Infine, l'incremento dello smorzamento viscoso equivalente determina una riduzione della domanda di spostamento laterale per strutture con elevata deformabilità orizzontale quali sono quelle isolate alla base. Nel caso in esame la presenza di un giunto sismico di dimensioni contenute non consente di procedere singolarmente all'isolamento sismico dei tre corpi di fabbrica preesistenti senza incorrere nel rischio di martellamento tra corpi contigui. Il progetto prevede, allora, la solidarizzazione degli impalcati del primo livello attraverso la creazione di un unico piano d'isolamento, e il successivo taglio dei pilastri posti immediatamente al di sotto di tale piano. Il sistema d'isolamento è costituito da dispositivi in gomma armata ad elevato smorzamento e da dispositivi a scorrimento, posizionati in modo da incrementare la rigidezza torsionale e da minimizzare l'eccentricità tra baricentro delle masse e baricentro delle rigidezze. Lo studio consente di valutare l'efficacia dell'isolamento sismico e gli effetti benefici connessi alla riduzione della domanda sismica in termini sia di accelerazione, sia di spostamento d'interpiano. Tali valutazioni sono effettuate attraverso analisi dinamiche al passo, condotte adottando opportuni modelli costitutivi non lineari per i dispositivi d'isolamento.

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