Simple Model for Pushover Analysis of Masonry Walls with Irregular Texture
Alfredo Cundari, Gabriele Milani, Adolfo Santini
Ultima modifica: 2011-07-05
Sommario
Nell’ambito del costruito storico è molto comune riconoscere edifici con fabbrica muraria caratterizzata da tessitura spiccatamente irregolare di unità lapidee naturali e/o artificiali “legate” con malte aventi mediocri caratteristiche meccaniche. In tal caso, è oltremodo improbabile riuscire a formulare affidabili previsioni sulla resistenza ultima di maschi murari e fasce di piano utilizzando le formule semplificate riportate nelle varie disposizioni normative. Tali formule, infatti, sono nella maggioranza dei casi concepite per murature con tessitura piuttosto regolare. In questo lavoro, viene presentato un modello numerico a due fasi per l’analisi di spinta su pareti in muratura irregolare caricate nel proprio piano. Nella prima fase, mediante l’applicazione del teorema cinematico dell’analisi limite su modelli eterogenei agli elementi finiti rigido-plastici di maschi e fasce di piano, si ricavano, per tali elementi strutturali, domini di resistenza opportunamente definiti che vengono archiviati in appositi database. L’analisi limite su modelli non omogeneizzati, infatti, rappresenta uno strumento particolarmente indicato per la determinazione dei carichi di collasso, visto che consente una modellazione accurata delle unità e della malta ed, inoltre, richiede oneri computazionali piuttosto limitati. Inoltre, con l’obiettivo appena precisato, vengono imposte opportune condizioni al contorno di carattere statico e cinematico per tenere in debito conto la complessità dell’interazione tra lo stato di sollecitazione e quello deformativo nei singoli elementi murari. Nella seconda fase di tale procedura computazionale, viene assemblato un modello a telaio equivalente dell’intera parete, nel quale maschi e fasce sono modellati come elementi beam (alla Timoshenko) elasto-plastici. In corrispondenza di ogni step dell’analisi di spinta, si confrontano le caratteristiche taglio e momento alle estremità di ciascun elemento strutturale con le caratteristiche limite archiviate nel database creato nella prima fase. Se la domanda supera la capacità, si introducono opportune cerniere plastiche in una o in entrambe (in dipendenza del tipo di condizione ultima raggiunta) le estremità. Inoltre, la resistenza del generico elemento viene annullata quando vengono superati determinati ”drift” massimi. In applicazione di questa nuova metodologia, viene analizzato un edificio esistente in muratura (frantoio) a tessitura irregolare sito in Bova Marina (RC). I risultati vengono, infine, confrontati con quelli ottenuti tramite un’analisi non lineare - molto onerosa - eterogenea agli elementi finiti bidimensionali, in ipotesi di stato di sforzo piano e con quelli forniti da ulteriori analisi non lineari su modello a telaio equivalente condotte mediante software commerciale.
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