Effetto dell’interazione dinamica terreno-struttura negli edifici in cemento armato: il caso di studio dell’edificio della Prefettura di Nizza = Dynamic Soil-structure interaction effect in reinforced concrete buildings: the case study of Nice Prefecture building

Il progetto delle strutture secondo l’Eurocodice in materia di progettazione sismica non considera gli effetti dell’interazione terreno-struttura (SSI, dall’inglese soil-structure-interaction). In questa tesi è presentata e discussa un’analisi parametrica della risposta sismica di edifici in calcestruzzo armato. La risposta sismica dell’edificio più alto della città di Nizza (Francia), la “Tour de la Préfecture” è stata valutata, analizzata e confrontata con quella degli altri edifici. La struttura dell’edificio della prefettura di Nizza è in cemento armato e costituita da 17 piani fuori terra e due interrati. L’altezza dell’edificio è elevata, presenta una parte della struttura interrata e la dimensione della fondazione è importante rispetto agli altri edifici usati come confronto. L’analisi parametrica ha lo scopo di definire i parametri chiave del fenomeno SSI che influenzano la risposta della struttura, in modo da essere introdotta nei progetti di edifici resistenti all’azione sismica. Si è utilizzato un approccio di propagazione verticale (1D) di un’onda sismica a tre componenti (3C) per l’analisi d’SSI in un dominio di suolo a forma di T. Il dominio di suolo è tridimensionale fino alla profondità dove l’interazione terreno-struttura non è trascurabile e monodimensionale per lo strato più profondo, fino all’interfaccia con lo strato roccioso. La soluzione diretta dell’equazione dell’equilibrio dinamico per il sistema suolo-struttura è ottenuta con una discretizzazione spaziale secondo il metodo agli elementi finiti ed una discretizzazione nel tempo secondo il metodo alpha di Hughes-Taylor, grazie all’utilizzo del software Abaqus. La variazione dell’accelerazione di picco in cima all’edificio in funzione del rapporto tra la frequenza fondamentale dell’edificio e quella della colonna di suolo è rappresentata per l’edificio della Prefettura e confrontata con quella di altri edifici in cemento armato. Il segnale sismico usato è a banda stretta ed eccita la frequenza del modo di traslazione orizzontale dell’edificio nella direzione del moto. Nel caso di sisma debole e comportamento lineare del terreno e della struttura, l’edificio della prefettura di Nizza mostra una tendenza simile a tutti gli altri edifici in termini di risposta strutturale massima, ma presenta un effetto di ISS nettamente più importante. L’effetto di ISS così diverso è giustificato dalla altezza molto più elevata, a parità di frequenza fondamentale e dalla dimensione della fondazione. L’analisi parametrica è ripetuta introducendo l’effetto del comportamento non lineare del suolo. La non linearità del comportamento del suolo riduce la risposta strutturale. La risposta strutturale massima non si ottengono più per la risonanza tra suolo e struttura ma per suoli rigidi, il cui comportamento resta lineare.