INDICE. Capitolo 1 LA TERRA TREMA 1 1 Le costruzioni e il terremoto 1 2 La situazione in Italia 4

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1 INDICE Capitolo 1 LA TERRA TREMA 1 1 Le costruzioni e il terremoto 1 2 La situazione in Italia 4 Capitolo 2 I TERREMOTI 5 1 Origine dei terremoti Costituzione interna della terra La tettonica delle zolle Le faglie Teoria del rimbalzo elastico Reid, Onde sismiche Onde di volume Onde di superficie o lunghe 15 3 La misura dei terremoti Le scale di intensità macrosismica Magnitudo Correlazione tra intensità macrosismica e magnitudo 20 4 Misura strumentale del moto sismico 21 5 Rete Sismica Nazionale Centralizzata - RSNC 21 6 Parametri di severità del moto sismico Valori di picco del moto (a max, v max, s max ) Altri parametri di severità 24 7 La mitigazione del rischio sismico Pericolosità sismica Rischio sismico 25 8 Classificazione sismica Evoluzione storica Criteri moderni di classificazione sismica Analisi di pericolosità zonazione sismica Criteri per la definizione dei requisiti prestazionali Micro-zonazione sismica 32 Capitolo 3 BASI DELLA PROGETTAZIONE SISMICA 35 1 Considerazioni generali 35 2 Requisiti delle costruzioni in zona sismica 36 3 Resistenza, duttilità, energia dissipata 38 Capitolo 4 RICHIAMI DI DINAMICA DELL'OSCILLATORE SEMPLICE 43 1 Caratteristiche essenziali di un problema dinamico 43

2 2 Sistemi ad un grado di libertà (SDOF) Vibrazioni libere Determinazione sperimentale della frequenza propria e dello smorzamento: metodo delle oscillazioni libere 51 3 Risposta all'eccitazione armonica Sistema non smorzato Sistema smorzato Forza trasmessa alla fondazione Caratterizzazione dinamica delle strutture: metodo delle oscillazioni forzate 59 4 Risposta al moto del sostegno Risposta in termini di spostamento assoluto della massa Risposta in termini di spostamento relativo della massa rispetto al sostegno 62 5 Strumenti a riferimento inerziale (sismici) 64 6 Risposta all'eccitazione periodica: serie di Fourier 65 7 Risposta all'eccitazione non periodica Analisi nel dominio delle frequenze: integrale di Fourier Trasformata discreta di Fourier Analisi spettrale Analisi nel dominio del tempo: integrale di Duhamel 70 8 Risposta al moto del suolo: analisi sismica Analisi time-history Spettri di risposta Trasformazione di un problema dinamico in uno statico: 75 9 Risposta di sistemi anelastici Spettri di risposta inelastici 78 Capitolo 5 L'AZIONE SISMICA 85 1 Lo spettro di risposta di riferimento 85 2 Definizione dell'azione sismica Periodo di riferimento V R Stati limite e relative probabilità di superamento P VR Parametri spettrali Categorie di suolo di fondazione Condizioni topografiche Descrizione del moto sismico in superficie Spettro di risposta elastico in accelerazione - componenti orizzontali Spettro di risposta elastico in accelerazione - componenti verticali Spettro di risposta elastico dello spostamento Spostamento e velocità orizzontali massimi Spettri di progetto 100

3 3.1 Spettri di progetto per gli stati limite di esercizio Spettri di progetto per gli stati limite ultimi Spettro di progetto dello spostamento Rappresentazione temporale dell'azione sismica Combinazione dell'azione sismica con le altre azioni Variabilità spaziale del moto 106 Capitolo 6 ANALISI DEI SISTEMI A MOLTI GRADI DI LIBERTÀ Sistemi lineari MDOF analisi modale Oscillazioni libere di un sistema MDOF non smorzato Risposta dei sistemi lineari non smorzati ad una eccitazione generica Risposta dei sistemi lineari smorzati ad una eccitazione generica Determinazione sperimentale delle caratteristiche dinamiche Risposta dei sistemi lineari all'eccitazione sismica Analisi della risposta nel tempo (time history) Analisi con spettro di risposta Sistemi a telaio Ipotesi di base della modellazione Analisi sismica Analisi modale con spettro di risposta Analisi statica lineare Analisi statica secondo NTC Predimensionamento delle strutture Modellazione della risposta non lineare Modelli a plasticità concentrata Modelli a plasticità diffusa Procedure di soluzione Analisi statica non lineare analisi push-over Determinazione della curva di capacità Metodo di verifica NTC Capitolo 7 PROGETTAZIONE DEGLI EDIFICI Concetti di base della progettazione sismica Capacity design La gerarchia delle resistenze Definizioni di resistenza Procedura del capacity design Criteri generali di progettazione Caratteristiche generali delle costruzioni Interazione azione-sistema strutturale Requisiti essenziali del sistema strutturale 144

4 3.3 Tipologie strutturali Regolarità strutturale Regolarità in pianta Regolarità in elevazione Rigidezza del solaio nel suo piano Elementi strutturali secondari Modellazione della struttura Diaframmi orizzontali Eccentricità accidentale Rigidezza degli elementi strutturali Fondazioni Metodi di analisi Analisi lineare Analisi dinamica lineare Analisi statica lineare Valutazione degli spostamenti Analisi non lineare Modellazione delle azioni Combinazione delle componenti dell'azione sismica Criteri di verifica agli stati limite ultimi Criteri di verifica agli stati limite di esercizio Verifiche in termini di resistenza Verifiche di contenimento del danno agli elementi non strutturali Elementi non strutturali e impianti 168 Capitolo 8 STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO Introduzione Tipologie strutturali Fattori di struttura Regole di gerarchia delle resistenze Regole di gerarchia delle resistenze per le travi Regole di gerarchia delle resistenze per i pilastri Regole di gerarchia delle resistenze per le pareti Comportamento dei materiali Il calcestruzzo L'acciaio di armatura Aderenza acciaio-calcestruzzo Requisiti dei materiali Comportamento sismico delle travi Comportamento per carichi monotoni Comportamento per carichi ciclici Principali fattori che influenzano il degrado ciclico Travi soggette prevalentemente a taglio 199

5 6.5 Progettazione delle travi Comportamento sismico dei pilastri Comportamento per carichi monotoni Comportamento per carichi ciclici Progettazione dei pilastri Nodi trave-pilastro Meccanismi resistenti nel nodo trave-pilastro Comportamento per carico ciclico Progettazione dei nodi trave-pilastro Comportamento sismico delle pareti Comportamento per carichi monotoni Comportamento per carichi ciclici Pareti con aperture Progettazione delle pareti Pannelli di tamponamento 222 Capitolo 9 COSTRUZIONI IN MURATURA Introduzione Tipologie murarie I materiali costituenti la muratura La malta Gli elementi resistenti Comportamento meccanico della muratura Comportamento alla prova monoassiale di trazione-compressione Compressione e taglio nel piano della parete Comportamento a flessione fuori piano Coefficienti di sicurezza Stati limite di elementi strutturali Elementi murari soggetti a carichi verticali e ad azioni ortogonali al piano medio Elementi murari sollecitati nel piano medio Concezione strutturale dell'edificio in muratura La modellazione Analisi delle strutture in muratura Azioni Analisi per i carichi verticali Pareti di controvento Analisi delle pareti di controvento per azioni sismiche Meccanismi di danno per azioni fuori piano Costruzioni in muratura armata 272 Capitolo 10 STRUTTURE IN ACCIAIO 275

6 1 Introduzione Materiali Tipologie strutturali Fattori di struttura Regole di progetto Elementi strutturali dissipativi Strutture intelaiate Strutture con controventi concentrici 280 Capitolo 11 INTERVENTI SULLE COSTRUZIONI ESISTENTI Introduzione Generalità Prescrizioni normative Valutazione della sicurezza Classificazione degli interventi Livelli di conoscenza e fattori di confidenza Azioni Verifiche Interventi 286 Capitolo 12 COSTRUZIONI CON ISOLAMENTO SISMICO Introduzione Basi teoriche dell'isolamento sismico Progettazione delle strutture isolate Criteri progettuali Disposizioni costruttive Modellazione Analisi Verifiche 297