Analisi probabilistica della robustezza di telai in calcestruzzo armato in zona sismica. = Probabilistic analysis of the robustness of reinforced concrete frames in seismic zone.

Al giorno d’oggi il concetto di robustezza è di fondamentale importanza nell’ambito dell’ingegneria civile strutturale ed è per questo che si cerca di studiarlo e comprenderlo sempre più, soprattutto dopo alcuni eventi di collasso più o meno catastrofici, a seconda dell’entità dei crolli, come ad esempio: collasso del Ronan Point Tower, crollo del Murrah Federal Building ed il crollo delle torri gemelle del World Trade Center (il più importante per numero di vittime ed impatto mediatico). Osservando le varie definizioni di robustezza strutturale presenti in letteratura si evince che essa è una caratteristica intrinseca della struttura e indica la capacità che ha la struttura stessa di evitare danni cioè dei collassi sproporzionati o progressivi in seguito a dai danneggiamenti locali; quindi una struttura si dice robusta se in seguito alla perdita di uno o più elementi reagisce con un percorso alternativo dei carichi. In questo lavoro di tesi, il danno localizzato consiste nella perdita di una colonna alla base di un telaio 2D in calcestruzzo armato. Questa tipologia di danno verrà studiata per tre telai con uguale geometria e diversa armatura. Per quanto riguarda la geometria, i tre telai sono formati da quattro piani fuori terra con travi di quattro campate; le dimensioni di travi e pilastri sono rispettivamente di cm 40x50 e 60x60. L’armatura del primo telaio è progettata secondo normativa NTC 2018 in una zona ad alta sismicità; nel secondo telaio sono stati aggiunti i ferri di parete, si è modificata l’armatura delle travi adottando il criterio di continuità di piano per l’armatura longitudinale e si è ridotto il passo delle staffe da 10 cm a 7.5 cm; nel terzo telaio sono stati adottati gli stessi criteri del secondo telaio ma in più si è resa uguale l’armatura in tutti i piani, considerando come riferimento il quantitativo di acciaio maggiore tra tutti i piani e si è modificata anche l’armatura nei nodi. Tramite il software di calcolo agli elementi finiti Atena 2D, si sono effettuate delle analisi probabilistiche sulla robustezza. Per ogni telaio si è partiti con delle analisi di pushdown che consistono nell’imporre degli spostamenti statici monotonicamente crescenti, nel nostro caso per un massimo di 100 steps da cm 1, fino a portare a rottura la struttura da cui si sono ricavate le curve di capacità forza-spostamento, necessarie per il calcolo del fattore di amplificazione dinamica proposto nel metodo di Izzudin. Questo passaggio è stato necessario perché con Atena 2D sono state lanciate delle analisi statiche non lineari invece di analisi dinamiche non lineari. La seconda fase dello studio consiste nell’effettuare delle analisi di affidabilità necessarie per ricavare i coefficienti di affidabilità della struttura e le varie probabilità di failure nelle sezioni dei nodi. Per ogni telaio sono state effettuate 100 analisi pushdown e 100 analisi di affidabilità perché il tutto è stato studiato con un metodo probabilistico quindi prima di procedere con le analisi si è effettuato un campionamento Latin hypercube sampling sulle caratteristiche dei materiali. I risultati attesi afferiscono la probabilità di failure che dovrebbe diminuire adottando i criteri di robustezza precedentemente discussi.