Analisi non lineari con Straus7 ed EasyOver per la valutazione della vulnerabilità sismica di strutture in c.a.

INTRODUZIONE

Nel presente articolo si prende in considerazione un capannone industriale monopiano in cemento armato prefabbricato, adibito ad uso officina, sito in località Mirandola (MO) e colpito dal terremoto dell’Emilia del 2012. L’obiettivo del presente lavoro consiste nel confronto tra i danni riscontrati e i risultati di un’analisi Pushover multimodale adattiva sul modello FEM della struttura. Per la modellazione agli elementi finiti è stato adottato il codice di calcolo Straus7, [8], e il software EasyOver, [9], applicativo di Straus7 per le analisi statiche non lineari di edifici in cemento armato.

DESCRIZIONE DELLA STRUTTURA

L’unità strutturale, realizzata nel 2001 (normativa di riferimento DM 09/01/1996) e colpita dal terremoto dell’Emilia del 2012, presenta una pianta rettangolare di dimensioni pari a 31,9*44,2 m, altezza tamponamento 9,34 m, e una struttura portante a doppia campata, ciascuna di luce pari a 15,5 m, costituita da (Fig. 1):

• copertura con tegoli di larghezza pari a 250 cm, altezza pari a 70 cm e luce pari a 14 m
• n. 8 travi prefabbricate in c.a.p., di cui n. 2 a sezione rettangolare 50*60 (campata di testata lato est) e n. 6 a T rovescia di larghezza pari a 100 cm ed altezza pari a 120 cm, che sopportano i tegoloni di copertura, di luce pari a 15,5 m
• n. 15 travi prefabbricate in c.a.p., di cui n. 12 a sezione rettangolare 40*60 e luce 7,25 m (allineamenti esterni) e n. 3 a T rovescia di larghezza pari a 100 cm, altezza pari a 100 cm e luce pari a 14,5 m, aventi la sola funzione di porta carriponte
• pilastri prefabbricati in c.a. di dimensioni 50*50 (allineamenti esterni) e 60*70 (allineamento interno).

Fig. 1 – Modello della struttura in Straus7

I parametrici meccanici dei materiali considerati nel modello strutturale sono: fcm = 40 MPa, resistenza a compressione media del calcestruzzo, e fym = 430 MPa, tensione media di snervamento delle barre d’armatura (Feb44k). Lo schema strutturale è del tipo a pendolo inverso e le travi e i tegoli di copertura, dotati di armatura precompressa e lavoranti in schema di semplice appoggio, non partecipano all’assorbimento delle azioni sismiche. La presenza degli elaborati progettuali depositati, il rilievo della geometria della struttura e dei dettagli costruttivi e le indagini diagnostiche eseguite sui materiali hanno permesso di raggiungere un livello di conoscenza LC3 (FC = 1).

La classe d’uso della struttura è la “Classe II”. Pertanto, lo Stato Limite di Salvaguardia della Vita (SLV) è associato ad una domanda sismica con tempo di ritorno TR,D pari a 475 anni (vedi Fig. 2), che corrisponde ad un’accelerazione orizzontale massima attesa (P.G.A.) pari a 0,136g (ag,D). Gli altri parametri che caratterizzano lo spettro di risposta elastico sono (categoria topografica T1, categoria di sottosuolo C): S = 1,489; TB = 0,145 s; TC = 0,436 s; TD = 2,144 s.

In Tab. 1 vengono riportati i carichi permanenti agenti sulla struttura.

Fig. 2 – Grafici Spettri di risposta elastici per SLO (TR = 30 anni), SLD (TR = 50 anni), SLV (TR = 475 anni) e SLC (TR = 975 anni) nel caso in esame

Tab. 1 – Carichi permanenti agenti sulla struttura

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