Le pareti in calcestruzzo armato sono largamente impiegate per controventare edifici medio-alti in zona sismica. In molte applicazioni pratiche il loro utilizzo è necessario per garantire i prescritti requisiti di sicurezza. Recenti eventi sismici hanno dimostrato che le pareti in calcestruzzo armato possono subire ampi cicli di deformazioni inelastiche per effetto di sollecitazioni assiali, flessionali e taglianti composte. Benché sia riconosciuta l'importanza di approfondire il loro complesso comportamento per assicurare buone prestazioni in zona sismica, l'uso di metodi di analisi non-lineare nella progettazione e nella verifica di sicurezza gode tuttora di scarsa diffusione. Nonostante recenti ricerche sul comportamento non lineare di pareti in calcestruzzo armato mediante modelli agli elementi finiti abbiano arricchito la conoscenza dei fattori fondamentali nel comportamento globale e locale, mancano tuttora efficienti e robusti modelli numerici in grado di vincere le sfide dell'ingegneria antisismica professionale.

Il presente lavoro propone un efficiente modello numerico agli elementi finiti per l'analisi non lineare di pareti in calcestruzzo armato. Alcuni elementi finiti di tipo "shell", tra cui quello già ideato dal gruppo di ricerca [1], sono stati sviluppati tramite l'integrazione numerica delle tensioni attraverso lo spessore per simulare il comportamento non-lineare fuori dal piano delle piastre in calcestruzzo armato. Le barre di armatura sono modellate nell'ambito dell'approccio diffuso mediante la sovrapposizione di elementi membranali con comportamento monoassiale associati alla legge costitutiva di Menegotto-Pinto con incrudimento isotropico [2]. Il modello numerico per il materiale calcestruzzo è stato sviluppato in precedenti lavori degli stessi autori nell'ambito della meccanica del danno continuo [3]. La procedura numerica per il calcolo degli stati di deformazione e di tensione del materiale esibisce una considerevole efficienza. Allo stato di avanzamento della ricerca non sono presi in considerazione gli scorrimenti a livello di interfaccia acciaio-calcestruzzo.

Il modello numerico proposto è stato validato per confronto con numerosi risultati sperimentali su pareti e muri di controvento ricavati dalla letteratura. Sono quindi state eseguite analisi non lineari quasi-statiche e dinamiche al passo. Il modello si dimostra accurato ed efficiente nel riprodurre il comportamento ciclico delle pareti in calcestruzzo armato.

 

Bibliografia essenziale

[1]  A.V. Saetta, R.V. Vitaliani, A finite element formulation for shells of arbitrary geometry. J. of Computers & Structures, 37 (5), 781-793, 1990.

[2]  F.C. Filippou, E.P. Popov, V.V. Bertero, Effects of Bond Deterioration on Hysteretic Behavior of Reinforced Concrete Joints. Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, 1983.

[3]       R. Scotta, D.A. Talledo, L. Tesser, R. Vitaliani, Non-Linear Behaviour Modelling of RC Panels Subjected to In-Plane Loads. IV European Conference on Computational Mechanics, paper n. 1065, Parigi, 16-21 Maggio, 2010.