Enzo MARTINELLI | Progetti

ANALISI STATICA NON-LINEARE PER STRUTTURE INTELAIATE IN C.A. CON TAMPONATURE IN MURATURA

INTRODUZIONE E MOTIVAZIONILa ricerca si propone di formulare una metodologia di calcolo, basata su metodi di analisi statica non lineare, per la predizione della risposta sismica di strutture intelaiate in c.a. con tamponamenti in muratura. Sebbene il maggiore interesse per tale argomento provenga dal campo dell'analisi di strutture esistenti finalizzata alla valutazione della loro vulnerabilità sismica, la stessa metodologia potrà, in principio, essere applicata a strutture di nuova progettazione.Nella vigente normativa (e della comune pratica tecnica) l’analisi sismica delle strutture esistenti finalizzata alla simulazione della loro risposta sotto azioni sismiche viene generalmente condotta trascurando l’interazione tra struttura “principale” ed elementi "non strutturali".In particolare, la ricerca è rivolta a raggiungere i due seguenti obiettivi:- Obiettivo 1: Identificazione e calibrazione di modelli a "puntoni equivalenti" per la simulazione del comportamento statico e ciclico di pannelli murari (eventualmente forati a causa della presenza di porte o finestre) in funzione delle loro effettive proprietà geometrico-meccaniche;- Obiettivo 2: Definizione di una metodologia di analisi statica non-lineare di telai in c.a. con tamponature in muratura.OBIETTIVO 1Sebbene i pannelli murari realizzati come tamponature siano geometricamente bidimensionali (atteso che il loro spessore risulta molto minore delle altre due dimensioni), la effettiva simulazione del loro comportamento meccanico tramite elementi bidimensionali non risulta computazionalmente sostenibile, per effetto delle complessità nella formulazione di tali elementi e le incertezze che ne condizionano, comunque, l'accuratezza. In ambito ingegneristico si è pertanto fatta strada la possibilità di modellare la risposta dei suddetti pannelli tramite un approccio a "puntoni equivalenti" caratterizzato da un impegno computazionale commisurato ai livelli di approssimazione ottenibili nella simulazione della risposta sismica delle strutture in c.a. Pertanto, le attività che si prevedono per l'obiettivo 1 sono le seguenti:A1.1: costruzione di un database di prove sperimentali su pannelli murari inseriti in telai in c.a.;A1.2: confronti teorico-sperimentali tra i risultati del database e le formulazioni di puntone equivalente attualmente disponibili;A1.3: identificazione delle relazioni analitiche che definiscono i parametri dei "puntoni equivalenti" in funzione delle effettive caratteristiche della muratura.OBIETTIVO 2La normativa italiana e quella europea adottano il Metodo N2 per la determinazione dei valori massimi (in termini di forza e spostamento) su strutture soggette ad azione sismica. Nella formulazione-base di tale metodo (appunto quella adottata nelle suddette normative) viene proposta una relazione $IMM_COM_0101-R$IMM_COM_0093-T per la determinazione della duttilità richiesta µ su strutture di periodo T e rapporto di progetto R calibrata su curve di risposta sostanzialmente bilineari. La presenza dei pannelli di muratura determina spesso una forte non-monotonicità delle curve tagliante-spostamento che si ottengono da analisi statiche non lineari. Pertanto, la ricerca punta a riformulare il metodo di analisi statica non-lineare attualmente utilizzato al fine di poter considerare l'effetto dei pannelli di muratura. A tal fine, si prevedono le seguenti attività:- A2.1: costruzione di modelli strutturali di telai in c.a. con puntoni equivalenti al contributo statico dei pannelli murari di tamponatura;- A2.2: esecuzione di analisi statiche non-lineari e di analisi dinamiche al passo (intese, queste ultime, come "esperimento virtuale" per la simulazione accurata del comportamento strutturale);- A2.3: calibrazione di un metodo di analisi statica non-lineare che, generalizzando l'attuale formulazione del Metodo N2, ne estenda l'uso al caso delle strutture in oggetto.