Robustezza strutturale di edifici intelaiati in calcestruzzo armato: analisi parametrica e nuove proposte progettuali = Structural robustness of reinforced concrete framed buildings: parametric analysis and new design proposals

Il concetto di robustezza strutturale è apparso in tempi relativamente recenti nel mondo dell’ingegneria civile strutturale, a causa di crolli di lieve e grande entità, uno fra tutti quello del World Trade Center avvenuto a New York nel Settembre del 2001. Le strutture, infatti, non sono sempre in grado di resistere ad eventi eccezionali, come ad esempio impatti, esplosioni, incendi; tali scenari presentano bassa probabilità di accadimento, ma talvolta conseguenze catastrofiche in termini di vittime, danni ambientali, economici, patrimoniali e interruzioni dei servizi di pubblica utilità. Per definizione la robustezza strutturale è una caratteristica intrinseca di una struttura e indica la capacità della stessa di evitare collassi sproporzionati o progressivi in seguito a danneggiamenti locali. Pertanto, una costruzione è robusta quando, in seguito alla perdita di uno o più elementi, riesce a creare percorsi di carico alternativi, ridistribuendo adeguatamente le forze al resto dell’insieme strutturale. In questo lavoro di tesi viene presentato uno studio computazionale di un telaio 2D di quattro piani fuori terra a quattro campate, progettato in una zona ad alta sismicità secondo le direttive delle normative italiana ed europea; successivamente, mantenendo fissi i valori di resistenza offerti dalla struttura di progetto, sono state effettuate alcune modifiche relative alla geometria delle travi, alla disposizione e alla continuità delle barre di armatura, e alle rigidezze laterali della struttura. Attraverso il software di calcolo agli elementi finiti Atena 2D, è stato possibile effettuare delle analisi di pushdown, che consistono nell’imposizione statica di uno spostamento verticale monotonicamente crescente nel punto di rimozione di una colonna, ottenendo come risultato di ogni step la forza che il resto della struttura è in grado di fornire nel punto stesso. Le curve risultanti sono le cosiddette curve di capacità forza-spostamento, tramite le quali è stato possibile prendere coscienza dei comportamenti migliori nei diversi casi trattati, con l’obiettivo di fornire indicazioni progettuali e strategie utili per la robustezza strutturale. Le analisi eseguite in questo studio hanno mostrato innanzitutto il comportamento di un telaio progettato con criteri sismici nei riguardi della robustezza; inoltre, se da un lato hanno confermato per un modello globale i diversi aspetti presenti in letteratura per modelli locali, come l’influenza dell’altezza della sezione delle travi e della rigidezza laterale, dall’altro hanno permesso di esplorarne nuovi, quali la continuità delle barre longitudinali delle travi e l’accentramento di queste ai fini del miglioramento della robustezza.