Valutazione vulnerabilità sismica di un edificio tramite analisi lineare e pushover grazie ai software AMV

Con l’ausilio degli applicativi della Collana AMV dedicati alla gestione degli edifici esistenti, affronteremo la valutazione della vulnerabilità sismica di un edificio esistente in muratura sia in analisi lineare che in analisi statico non lineare (pushover).

Valutazione vulnerabilità sismica: i software AMW ideali per questo tipo di indagini

Nella valutazione della vulnerabilità sismica di un edificio esistente, le Norme Tecniche per le Costruzioni D.M. 17.01.2018 (NTC 2018) consentono l’utilizzo di tutti i metodi di analisi previsti per gli edifici di nuova costruzione, ossia, come indicato al §7.3 delle Norme:

• Analisi dinamica lineare (§7.3.3.1 NTC2018);
• Analisi dinamica statica (§7.3.3.2 NTC2018);
• Analisi non lineare dinamica (§7.3.4.1 NTC2018);
• Analisi non lineare statica - pushover (§7.3.4.2 NTC2018).

In questa trattazione, affronteremo la valutazione della vulnerabilità sismica di un medesimo edificio in muratura portante in un caso servendoci dei risultati ottenuti attraverso l’analisi dinamica lineare, che oramai è certamente la tipologia di analisi più nota, e nell’altro caso con l’analisi statica non lineare, detta anche pushover, che tra le analisi di tipo non lineare è sicuramene quella più adottata.

Per farlo, utilizzeremo il software MasterSap e alcuni degli applicativi della Collana AMV dedicati alla progettazione di interventi su edifici esistenti, quali il post-processore MasterMuri, che verifica la capacità resistente della muratura, sia essa esistente o nuova, e l’applicativo SismaClass, disponibile gratuitamente sul sito di AMV, con il quale è possibile ottenere la classificazione secondo D.M. 09/01/2020 e le asseverazioni relative alle pratiche Sisma e Super bonus.

È bene tener presente che, prima di affrontare la valutazione della vulnerabilità sismica di una struttura esistente, il progettista dovrà valutare se tale struttura sia o no adeguata staticamente.

Valutazione della vulnerabilità sismica in analisi lineare dinamica

Seguendo le indicazioni della Circolare n. 7 del 21 gennaio 2019 (Circolare 2019) è stata adottata un’azione sismica ridotta dal fattore di comportamento q, definito secondo le indicazioni del §C8.5.5.1 della Circolare.

Illustriamo brevemente i parametri generali di impostazione del modello in MasterSap:

• Analisi Dinamica, calcolo Lineare, secondo la Normativa NTC 2018;
• Ricordiamo che, come indicato al paragrafo 8.3 delle NTC2018, “La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi sulle costruzioni esistenti potranno essere eseguite con riferimento ai soli SLU, salvo che per le costruzioni in classe d’uso IV, per le quali sono richieste anche le verifiche agli SLE…”;
• Tali parametri vengono elaborati automaticamente all’interno della procedura MasterSap indicando le coordinate di sito manualmente o attraverso lo strumento Mappa, disponibile al link di riferimento;
• Nel caso di “Edificio esistente”, l’opzione apposita  permette di modificare il tempo di ritorno del sisma in modo tale da individuare immediatamente i parametri di definizione dello spettro sismico definizione dello spettro (ag/g, F0 e TC) e quindi la capacità della struttura nei confronti dell’azione sismica.

Per le opere in muratura la modellazione può avvenire sia mediante elementi bidimensionali, sia attraverso uno schema a telaio equivalente: in entrambe i casi è possibile utilizzare il postprocessore MasterMuri per effettuare le verifiche di resistenza previste.

Utilizzando una modellazione con elementi guscio, lo stato tensionale puntuale, caratterizzato da azioni membranali e flettenti, può risentire degli effetti di una locale ridistribuzione delle tensioni, a volte dovuta all’utilizzo di elementi di dimensione o forma non ottimale, presenti per vincoli di modellazione. Con MasterMuri è possibile attenuare questi aspetti definendo su una porzione di muro, individuata dall’utente, il cosiddetto “Maschio Murario”, sulla quale viene integrato lo stato tensionale pervenendo così alle caratteristiche globali di sollecitazione (sforzo normale, taglio e momenti nel piano e fuori piano). 

Si ottiene quindi una redistribuzione e un riequilibrio dello stato tensionale giungendo a risultati analoghi a quelli di un pilastro, con sollecitazioni da sottoporre a verifica secondo le disposizioni di norma.

Nella fase di verifica entrano in gioco le informazioni relative alle caratteristiche meccaniche di resistenza dei materiali, che definiranno la capacità degli elementi nelle verifiche allo SLU, attraverso l’assegnazione delle tabelle di verifica.

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