Come evidenziato in precedenti lavori (Mazza e Vulcano, 2009, 2012), l’azione contemporanea delle componenti orizzontali e verticale di terremoti “near-fault” può dare origine a problematiche impreviste relative al comportamento di edifici in c.a. isolati alla base mediante dispositivi elastomerici. In particolare, gli impulsi di lunga durata in direzione orizzontale e gli elevati valori del picco di accelerazione al suolo in direzione verticale, che caratterizzano tali terremoti, possono causare inattese richieste di duttilità negli elementi della struttura in elevazione. Gli elevati spostamenti orizzontali del suolo possono richiedere isolatori elastomerici di grandi dimensioni e, in presenza di slitte, possono porre problemi di ricentraggio al termine dell’evento sismico. Inoltre, indesiderati sforzi di trazione o eccessivi sforzi di compressione negli isolatori elastomerici possono insorgere per effetto sia della componente sismica verticale che degli effetti di “overturning” dovuti alle componenti sismiche orizzontali.

L’obiettivo principale del presente lavoro è quello di valutare la possibilità che possano essere evitati, almeno in parte, gli inconvenienti sopra descritti per effetto delle componenti sismiche orizzontali e verticali di terremoti “near-fault”, utilizzando un sistema di isolamento alternativo, basato sull’impiego di isolatori a pendolo scorrevole (semplice, doppio o triplo). Per questi ultimi, fra gli inconvenienti possibili, occorre controllare che non si verifichi  il sollevamento degli isolatori. A tal fine, viene studiata la risposta dinamica non lineare di edifici a struttura intelaiata in c.a. di diversa altezza con isolamento alla base del tipo a pendolo scorrevole, considerando anche l’eventualità che le masse non siano distribuite uniformemente in pianta. La risposta delle strutture isolate viene messa a confronto con quella delle strutture analoghe a base fissa (progettate come tali). La progettazione delle strutture test viene condotta in accordo con le prescrizioni delle Norme tecniche per le costruzioni (NTC08), considerando agenti (insieme ai carichi gravitazionali) le azioni sismiche orizzontali e quelle verticali. Viene quindi condotta un’estesa indagine numerica assumendo diversi valori del coefficiente di attrito e del raggio di curvatura delle superfici di scorrimento degli isolatori a pendolo.

L’analisi dinamica non lineare delle strutture test è condotta utilizzando una procedura “step-by-step”, basata su uno schema d’integrazione nel tempo di tipo implicito, a due parametri, ed una procedura iterativa del tipo “initial-stress”. Un legame bilineare schematizza il comportamento degli elementi della struttura intelaiata. Nel caso delle travi l’eventualità di plasticizzazioni in campata è messa in conto discretizzandole in sub-elementi, per ciascuno dei quali le condizioni plastiche sono controllate nelle sezioni d’estremità. Per i pilastri si considera un unico elemento ed il controllo plastico è effettuato nelle sezioni di estremità tenendo conto dell’influenza del carico assiale sul momento ultimo. La risposta degli isolatori a pendolo scorrevole è simulata mediante un modello multilineare con coefficiente di attrito variabile in funzione della velocità di scorrimento, della pressione di contatto e della temperatura. Al fine di studiare la risposta sismica delle strutture test vengono utilizzate registrazioni accelerometriche in prossimità di faglia, caratterizzate da diversi valori del rapporto tra il valore di picco della componente verticale e l’analogo valore della componente orizzontale più gravosa.