Definizione di modelli strutturali ridotti per l'analisi dinamica non lineare di strutture intelaiate in calcestruzzo armato = Definition of reduced structural models for non linear dynamic analysis of reinforced concrete frame structures

La valutazione dell’affidabilità sismica di strutture civili e industriali costituisce un tema di rilevante interesse nell’ambito dell’ingegneria sismica, soprattutto se il livello di rischio sismico locale atteso è significativo. La tendenza di abbattere il rischio sismico di una determinata area ad alta pericolosità sismica e densamente popolata, agendo sulla vulnerabilità delle strutture mediante la progettazione di interventi sistematici, si è rivelata particolarmente efficace. L’esecuzione di analisi di affidabilità sismica basate su modelli raffinati agli elementi finiti risulta particolarmente onerosa dal punto di vista computazionale. Negli ultimi anni, il possibile impiego di modelli strutturali ridotti per la descrizione del comportamento fenomenologico, sta ricevendo sempre maggiore interesse dalla comunità scientifica. Il presente lavoro di tesi focalizza l’attenzione sul suddetto metodo di modellazione, riguardante strutture intelaiate in calcestruzzo armato (c.a.), con l’obiettivo di proporre una efficace metodologia di calibrazione per l’esecuzione di analisi dinamiche non lineari. In generale, il modello ridotto, proposto in questa tesi, nasce dall’idea di simulare, mediante molle non lineari equivalenti, il comportamento non lineare delle colonne della struttura oggetto di analisi, tenendo in conto, nello specifico, delle effettive condizioni di vincolo ai nodi di estremità delle colonne e dell’interazione sforzo normale-momento flettente nelle stesse. Ciò è fatto assegnando ad ogni molla non lineare una specifica legge costitutiva taglio-spostamento di interpiano, la quale richiede un set di parametri isteretici in grado di consentire la riproduzione del comportamento della colonna corrispondente. La calibrazione dei parametri, richiesti dalla legge costitutiva descrivente il comportamento monotonico e isteretico della singola molla, è eseguita mediante l’impiego di un algoritmo genetico. Viene infine presentata l’applicazione del metodo sviluppato ad un caso studio riguardante una struttura intelaiata piana in c.a. di quattro piani, di cui è nota la risposta sperimentale. Di tale struttura è definito un modello strutturale di riferimento ed il corrispondente modello ridotto, osservando la corrispondenza delle rispettive risposte dinamiche non lineari. È svolto infine un confronto complessivo della risposta delle strutture sottoposte ad un ampio set di storie temporali di accelerazione al suolo, eseguendo una valutazione quantitativa dei tempi di esecuzione di tali analisi a fronte dell’accuratezza della risposta.