Antisismica. I metodi a telai equivalenti per la modellazione di strutture murarie (parte IV)

Il mini dossier sulla modellazione antisismica delle strutture in muratura, a cura dell’ing. Cicchiello, si conclude con questo quarto intervento dedicato ai metodi a telai equivalenti. Le Norme tecniche per le costruzioni ci offrono delle illuminanti considerazioni preliminari sulle modalità di modellazione delle strutture esistenti in muratura, soprattutto prima di imbarcarsi in un’analisi sismica globale.

Il modello di riferimento adottato è, come diffusamente rinvenibile in letteratura, quello a telaio equivalente tridimensionale, con i solai destinati a svolgere la funzione di diaframmi orizzontali di collegamento tra le pareti. La parete viene analizzata come un telaio i cui elementi resistenti sono costituiti dai maschi e dalle fasce. Per quanto riguarda queste ultime, prima della modellazione con travi di accoppiamento in muratura ordinaria, il progettista è opportuno verifichi se esse siano o meno ammorsate adeguatamente alle pareti.

Le strutture murarie verticali vengono analizzate con la suddivisione delle pareti in porzioni verticali per i vari piani e, definite le aperture, si possono individuare le porzioni di muratura, maschi murari e fasce di piano, in cui si ipotizzano localizzate sia la deformabilità che il danneggiamento.
Per quanto riguarda la modellazione, si ricorre spesso a dei macroelementi finiti bidimensionali, aventi due nodi cui corrispondono tre gradi di libertà per nodo. Per le parti residue delle pareti, esse si trattano come dei nodi rigidi bidimensionali aventi delle dimensioni finite, cui i macroelementi sono collegati.

Questi macroelementi sono in grado di trasferire le azioni secondo i tre gradi di libertà piani (due spostamenti ed una rotazione) ad i nodi cui sono connessi.
La singola parete viene quindi definita con due coordinate nel piano della parete, cui corrispondono tre gradi di libertà e, grazie a questa discretizzazione in nodi ed elementi, la parete può essere modellata come un telaio piano.

Il concetto di macroelemento è stato introdotto nella modellazione degli edifici murari partendo dall’edilizia di culto. Le chiese infatti si prestano ad una modellazione mediante l’assemblaggio di schemi strutturali più semplici, i macroelementi appunto, quali la facciata, l’arco trionfale, le sezioni longitudinali, l’abside. Nel prossimo numero proseguiremo nel percorso di approfondimento.

Articolo di Pierpaolo Cicchiello, ingegnere strutturista e collaboratore del Politecnico di Milano (tratto dal numero 3/2011 della rivista Ingegneri)


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