Analisi antisismica di edifici esistenti in muratura

I metodi di calcolo strutturale secondo le nuove Normative

Documento aggiunto nell'edizione 2006 del Forum Italiano della Progettazione

La recente riclassificazione sismica del territorio Italiano pone molti professionisti di fronte allo svolgimento, per la prima volta, di analisi specifiche per la valutazione della capacità antisismica degli edifici. In questo periodo, le norme di riferimento sono due: il D.M. 16.1.1996, e l'Ordinanza 3274/2003 con le successive modifiche e integrazioni, accolta nell'ambito del cosiddetto Testo Unico (D.M. 14.9.2005).

Fra i vari approcci al problema, può essere consigliabile consolidare anzitutto la conoscenza dei metodi tradizionali, ampiamente utilizzati nell'ambito applicativo del D.M. '96. Tali metodi, utilizzati per oltre 20 anni, pur con osservazioni varie riguardanti alla loro idoneità per le diverse tipologie di edifici, costituiscono un bagaglio culturale di importanza notevole. In particolare, l'esperienza applicativa della Legge 61/98 di Ricostruzione in Umbria e Marche fornisce una panoramica esauriente sulle problematiche degli edifici in muratura.

Con tale base di conoscenza, la migrazione verso metodi innovativi - quali quelli proposti dall’Ordinanza 3274 - può avvenire con senso critico, in modo da individuare correttamente quali aspetti del comportamento dell’edificio debbano essere oggetto di indagini approfondite, in sede sia di modellazione, sia di interpretazione dei risultati.
 

Edificio scolastico posto in provincia di Firenze

Appare quindi particolarmente importante studiare le analisi non lineari di nuova generazione (le cosiddette 'analisi pushover') come evoluzione del metodo Por, ben noto ai Professionisti che hanno operato nelle zone classificate sismiche già da tempo. Questo tipo di analisi è definito 'globale' in quanto prende in considerazione la collaborazione strutturale dell'insieme delle pareti murarie costituenti l'edificio. Lo schema di modellazione recentemente proposto dalle nuove Norme fa riferimento al 'telaio equivalente', metodo sufficientemente semplice ma con notevoli potenzialità se correttamente dominato dal progettista (conoscenza dei presupposti teorici e padronanza dei vari parametri di calcolo che influenzano la risposta).
 

Concezione tridimensionale dell'edificio secondo lo schema a 'telaio equivalente'

Modellazione dell'edificio scolastico, conformemente alle nuove Normative sismiche

Ma la constatazione dei danni sismici rilevati negli eventi, nonché gli approcci dimensionali che in passato si utilizzavano per gli edifici in muratura, suggeriscono anche l'importanza dell'analisi per meccanismi locali, consistenti in verifiche di stabilità dell'equilibrio di corpi rigidi.
 

In particolare, devono essere considerate le azioni ortogonali sui paramenti murari, con specifico riferimento al ribaltamento e alla crisi dei collegamenti. L’analisi dei meccanismi locali consente di verificare le giunzioni e gli elementi singoli in modo da evitare la formazione di meccanismi cinematici e i conseguenti collassi parziali; solo dopo aver garantito l'edificio nei confronti della stabilità locale acquistano significato meccanismi di livello gerarchico superiore (analisi globale), nei quali venga considerata la compartecipazione fra le diverse pareti.

Analisi cinematica: ribaltamento fuori piano

Per la prima volta nella storia normativa italiana, l'Ordinanza 3431 del maggio 2005 propone l'Analisi Cinematica per lo studio dei meccanismi di collasso, rendendola obbligatoria nella valutazione di capacità antisismica degli edifici esistenti.
 

Esempio di analisi pushover: analisi della capacità antisismica globale dell'edificio

In definitiva, l'analisi sismica degli edifici esistenti in muratura si configura in due fasi:

1. analisi di vulnerabilità per meccanismi di collasso di corpi rigidi
   (analisi cinematica);

2. analisi di capacità antisismica globale
   (analisi non lineare, o pushover)

da entrambe, derivano i valori di accelerazione sismica al suolo sostenibile, che permettono il corretto inquadramento prestazionale dell'edificio.

Relatore: Ing. Francesco Pugi, San Miniato (PI)
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