Valutazione della vulnerabilità sismica di capannoni industriali prefabbricati attraverso l'analisi dinamica incrementale (IDA) = Seismic vulnerability assessment of precast industrial facilities through incremental dynamic analysis (IDA)

Tra tutte le tipologie di edifici industriali presenti in Italia, i capannoni prefabbricati in calcestruzzo armato rappresentano una delle soluzioni più ricorrenti. Tali strutture sono composte da elementi prefabbricati (travi e colonne) spesso assemblati con collegamenti a secco. A seguito del terremoto dell’Emilia del 2012 la maggior parte di queste strutture ha presentato ha mostrato significativa vulnerabilità nei confronti delle azioni sismiche. Tale vulnerabilità è causata principalmente da due fenomeni: la perdita d’appoggio della trave rispetto alla colonna a causa dell’assenza di ritegni traslazionali e dal raggiungimento della capacità deformativa rotazionale alla base delle colonne. La tesi affronta la valutazione della vulnerabilità sismica di queste tipologie strutturale tramite l’impiego dell’analisi dinamica incrementale (IDA). Per eseguire tali analisi è stato modellato un portale in Opensees; il modello tiene conto delle non linearità geometriche (P-delta) e meccaniche, tramite elementi a fibre “force based element” e opportuni legami tensioni-deformazioni per calcestruzzo confinato e non confinato ed acciaio. Il collegamento trave-pilastro è stato modellato con elementi “flat slider bearing” consentendo di simulare la forza d’attrito tra trave e pilastro e le relative variazioni dovute al sisma verticale. Le analisi dinamiche incrementali sono state svolte svolte sottoponendo il modello ad un set di ventidue accelerogrammi opportunamente scalati rispetto all’ordinata spettrale dello spettro di risposta elastico rappresentativo della pericolosità sismica del sito di Mirandola. Vengono monitorati lo spostamento in testa al pilastro (e di conseguenza il drift) e lo spostamento relativo tra trave e pilastro. Le analisi vengono interrotte al raggiungimento del primo meccanismo di collasso. Sono state investigate diverse geometrie e per ognuna diversi coefficienti d’attrito. Dalle analisi incrementali dinamiche si ricavano poi le curve di fragilità fissando volta per volta diversi parametri ingegneristici di controllo. Tramite queste curve si stimano, per le diverse geometrie, i benefici rispetto al collasso per perdita d’appoggio di un aumento dello spostamento relativo tra trave e pilastro possibile. Viene infine proposta una possibile soluzione per la mitigazione degli effetti del sisma verticale sulla trave.