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Antisismica. Modellazione di edifici esistenti in muratura (parte I)

Antisismica. Modellazione di edifici esistenti in muratura (parte I)

In questo articolo della nostra sezione dedicata all’antisismica, e il primo di una serie di quattro, ci occuperemo di esaminare alcuni aspetti peculiari relativi alla modellazione degli edifici in muratura, alla luce anche delle prescrizioni contenute nelle Norme Tecniche per le Costruzioni che, in tema di analisi delle strutture murarie sottoposte ad azioni sismiche, hanno espressamente centrato l’attenzione sul loro comportamento effettivo, proseguendo il percorso che fu delineato con l’ordinanza 3274.

Già qui, infatti, si ritrovava il richiamo alla necessità di tenere in debito conto il comportamento della fabrica, “integrando” il comportamento d’insieme solo una volta che si fosse verificata l’assenza di elementi o nodi deboli che potessero vanificare il comportamento globale.
Se si parte dall’osservazione dei meccanismi di danno cui un edificio murario va spesso soggetto (vedi figura), si osserva come, per le strutture murarie, sia vitale la capacità di lettura di eventuali collegamenti insufficienti, la cui attivazione avviene in occasione delle sollecitazioni dinamiche di origine tellurica.

Per semplicità di lettura, e onestà intellettuale, sia chiaro dal principio il nostro punto di vista: non ha senso investire risorse, per quanto ingenti, in analisi raffinate, se sussistono cause locali di fragilità che non consentano lo sviluppo di una resistenza all’edificio nel suo complesso.
Le Norme Tecniche per le Costruzioni, al riguardo, non potrebbero essere più esplicite (C8.7.1.1): “Per la valutazione degli edifici esistenti, oltre all’analisi sismica globale, da effettuarsi con i metodi previsti dalle norme di progetto per le nuove costruzioni (con le integrazioni specificate nel seguito), è da considerarsi anche l’analisi dei meccanismi locali”.
Quando la costruzione non manifesta un chiaro comportamento d’insieme, ma piuttosto tende a reagire al sisma come un insieme di sottosistemi (meccanismi locali), la verifica su un modello globale non ha rispondenza rispetto al suo effettivo comportamento sismico. Particolarmente frequente è il caso delle grandi chiese o di edifici estesi e di geometria complessa non dotati di solai rigidi e resistenti nel piano, né di efficaci e diffusi sistemi di catene o tiranti. In tali casi la verifica globale può essere effettuata attraverso un insieme esaustivo di verifiche locali, purché la totalità delle forze sismiche sia coerentemente ripartita sui meccanismi locali considerati e si tenga correttamente conto delle forze scambiate tra i sottosistemi strutturali considerati.” (leggi anche Antisismica. Microzonazione sismica, amplificazione locale e Vs30)




Il cuore del problema, quindi, è rappresentato dalla coerenza tra la fisica del problema e la modellazione che assumiamo per studiarlo, e assume nel caso delle strutture in muratura una pregnanza ancora maggiore.
Dall’introduzione diffusa degli Elementi Finiti nella modellazione strutturale (FEM, finite element method), agli strutturisti sono state offerte sempre più accessibili possibilità di indagine teorica sul comportamento degli edifici. I programmi di calcolo strutturale, disponibili a una schiera sempre maggiore di utenti, si sono nel tempo sempre più specializzati nella “lettura” dei comportamenti dei fabbricati: l’ingegnere deve però sempre avere cura di osservare il fenomeno e le sue caratteristiche specifiche, con la propria sensibilità ed esperienza specifica.

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

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1 commenti per "Antisismica. Modellazione di edifici esistenti in muratura (parte I)", lascia anche il tuo

  1. Nevio il 21/06/2011 14:27 Per amore del vero, come peraltro posto in evidenza, una scienza antisismica non esiste. Stranamente, in barba a tutte le teorie, antichi fabbricati che possiamo definire di "interesse storico" hanno resistito a secoli di manifestazioni naturali di varia natura. Il centro storico di Genova ha subito di tutto; chiese bizantine del VIII secolo hanno ancor oggi un costrutto stabile per uniformità comportamentale. Romani e bizantini hanno dato lezioni di tecnologia a tutti, attuando anche costrutti oggi incomprensibili dal punto di vista statico ( v: Ponte del Diavolo in val di Lanzo - Piemonte), proponendoci esempi reali che prendono a ceffoni quelle pseudo- tecnologie innovative che oggi sono ai minimi storici. ( Non approfondiamo il perchè). Ogni fabbricato storico è composto da pietre (con caratteristiche mineralogiche dettate dall'estrazione locale) e leganti ( malte di allettamento ). Il passare del tempo, caratterizzato sempre più dall'inquinamento ambientale, riduce il potere legante delle malte esterne, con lo scioglimento dei carbonati. E' un processo di solubilizzazione continuo che interessa pian piano tutta la sezione muraria. Al di là degli errori patetici oggi in uso (v. malte di calce idraulica messe ovunque, per interessi speculativi ) le malte antiche venivano concepite con grassello di calce : 1 parte e inerti 2 parti. Gli inerti venivano miscelati in 6 diverse granulometrie ben calibrate, di cui l'85% sabbie carbonatiche e il 15% sabbie silicatiche divise nella granulometria minima e massima. In questo modo, con le naturali reazioni calce-carbonati, nel tempo, per reazione chimica l'impasto diveniva tutto legante con lo stesso modulo elastico della struttura, fortemente omogenea in ogni comportamento. Peraltro anche il posizionamento della struttura lignea, a contatto solo con calce e non cementi attuali, ne consentiva la conservazione nel tempo. PS il 15% di inerti silicei nelle malte a ridottissimo contenuto d'acqua, pur con ottima plasticità, aveva la sola funzione di antiritiro
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Questo articolo è stato inserito il 21/06/2011 nella categoria Antisismica, letto 1475 volte

Tags: modellazione strutture ntc sismica



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