Influenza del confinamento sulla progettazione sismica di strutture in calcestruzzo armato = Influence of confinement on the seismic design of reinforced concrete structures

La vigente Normativa Italiana NTC2018 e l'Eurocodice EC8, impongono delle precise prescrizioni nella progettazione di edifici in civile abitazione in campo sismico, senza particolari indicazioni nella considerazione del confinamento del calcestruzzo. La seguente trattazione, confronta il diverso comportamento strutturale ottenuto dalle obbligazioni delle odierne normative, con quello osservato supponendo di considerare fin dalla fase di progettazione, gli effetti del confinamento del calcestruzzo. Al fine di corroborare quanto enunciato, si ipotizza la costruzione di un edificio nel territorio Aquilano, riconducendo l’intero studio alla progettazione di un telaio interno 2D. A questo punto, seguendo le regole del capacity design e supponendo la struttura sia in classe di duttilità media che alta, è possibile dimensionare le sezioni trasversali di travi e pilastri. Tale progettazione è avvenuta senza considerare in primo luogo il confinamento del calcestruzzo. Successivamente, diverse analisi non lineari di tipo dinamico incrementale (IDA), hanno permesso di affrontare in maniera più approfondita tale argomentazione. Infatti, al fine di rappresentare in maniera esauriente il quadro probabilistico dell'azione sismica, si introducono 30 accelerogrammi opportunamente scalati. La scalatura di tali sismi avviene considerando 10 intensity measure (IM) di passo 0.1g. La capacità strutturale media invece, è rappresentata dal comportamento elastico perfettamente plastico dell’acciaio e da quello non lineare del calcestruzzo confinato e non confinato del copriferro. Inoltre, con lo scopo di analizzare al meglio tale studio, si utilizzano tre diversi modelli di calcestruzzo di cui due teorici e uno di normativa, i quali contribuiscono alla definizione di 900 diverse IDA. Ne segue che è possibile rappresentare diverse damage measures (DM) o engineering demand parameters (EDP), quali spostamenti di interpiano, deformazione del calcestruzzo e deformazione dell'acciaio, in funzione delle diverse IM. A tal proposito, considerando una distribuzione probabilistica del rapporto tra gli spostamenti di interpiano e l'altezza di piano (IDI), è possibile valutare l'affidabilità sismica come l'integrale di convoluzione tra la fragilità e la pericolosità sismica del territorio Aquilano. Tale procedura, si riconduce nella rappresentazione della probabilità di eccesso, durante la vita della struttura, di quattro specifici stati limite degli IDI, proposti dalla teoria. Il successivo confronto con la funzione di affidabilità sismica di normativa, permette di distinguere l'unsafe state dal safe state. Infine, considerando il confinamento del calcestruzzo fin dalla progettazione e seguendo gli stessi passi sopra riportati, si ottiene una funzione di affidabilità sismica ancora più restrittiva, se confrontata con la precedente. Infatti, in quest'ultimo caso, la funzione di affidabilità sismica risulta essere completamente in safe state.