Analisi di fragilità di tamponamenti in muratura soggetti ad azioni sismiche nel piano e fuori piano = Fragility analysis of masonry infills subject to seismic actions in-plane and out-of-plane

Questa tesi si pone come obiettivo l’analisi della fragilità dei tamponamenti in muratura soggetti ad azioni simiche applicate nel piano e fuori piano. Nella prima parte dell’elaborato viene messa in evidenza l’influenza che i tamponamenti in muratura hanno sulla risposta simica strutturale del contesto edilizio in cui risultano essere inseriti. Sono state quindi descritte le modalità di comportamento dei tamponamenti in muratura quando questi sono soggetti ad azioni nel piano e fuori piano, focalizzando l’attenzione sui meccanismi resistenti che il sistema è in grado di sviluppare. Successivamente è stato condotto un piccolo excursus normativo, in cui sono stati sottolineati gli aspetti fondamentali richiamati dalla normativa italiana attualmente in vigore e dagli Eurocodici in materia di tamponamenti in muratura. A questa prima parte fa seguito la parte di implementazione del modello sul software di calcolo OpenSees. Il modello a cui ci si è ispirati è il macromodello a quattro bielle equivalenti proposto da Di Trapani et al. (2018) il quale si è mostrato in grado di cogliere sia il comportamento nel piano che il comportamento fuori piano dei telai tamponati in muratura. Mediante opportune operazioni di calibrazione è stata definita la massa da assegnare al sistema per poter cogliere in maniera ottimale il comportamento reale del tamponamento quando questo veniva sollecitato dalle azioni inerziali indotte da un evento sismico. Nel tentativo di simulare il contesto strutturale in cui questi tamponamenti potevano venirsi a trovare, sono state collocate in corrispondenza dei quattro vertici del telaio, delle molle elastiche. Assegnando a queste molle elastiche diversi valori di rigidezza è stato possibile analizzare, con un unico modello di tamponamento isolato, il comportamento che questo veniva ad avere in contesti strutturali differenti. Una volta calibrato, il modello in questione è stato sottoposto ad una approfondita serie di analisi dinamiche incrementali, grazie alle quali è stato possibile tracciare le cosiddette curve IDA. Le stesse analisi dinamiche incrementali sono state condotte su campioni soggetti a diversi livelli di pre-danneggiamento nel piano ottenuto applicando al sistema dei cicli di carico nel piano a spostamento massimo imposto. Sulla base delle curve IDA ottenute per tutti questi modelli, sono state tracciate le curve di fragilità grazie alle quali è stato possibile descrivere in maniera efficace il legame che sussiste tra resistenza nel piano e fuori piano e analizzare un eventuale trend di comportamento al variare della rigidezza delle molle. Si è infatti osservato che la fragilità sismica dei tamponamenti in muratura non solo dipende dalle proprietà meccaniche e geometriche del pannello, ma dipende anche dal rapporto di rigidezza che sussiste tra il pannello e il telaio. I dati sperimentali evidenziano infatti come esistano dei rapporti di rigidezza più problematici di altri. Inoltre sulla base dei risultati ottenuti è stato possibile affermare come il pre-danneggiamento causato dai cicli nel piano riducano notevolmente la rigidezza fuori piano del pannello stesso, rendendolo quindi più predisposto al collasso in caso di eventi sismici. Infine sono state condotte una serie di analisi dinamiche su un telaio multipiano in c.a. tamponato nel tentativo di cercare un riscontro pratico dei risultati ottenuti con l’analisi di fragilità del pannello isolato.