Resistenza sismica di telai in c.a. progettati con il R.D. 2229/39

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1 XI Congresso Nazionale L ingegneria Sismica in Italia, Genova -9 gennaio Resistenza sismica di telai in c.a. progettati con il R.D. 9/9 M. Vona, A. Masi Dipartimento di Strutture, Geotecnica, Geologia applicata all ingegneria, Università della Basilicata, Potenza, Italia SOMMARIO: Una quota consistente degli edifici in c.a. italiani è stata realizzata tra la II guerra mondiale e la fine degli anni 6. Tali edifici presentano caratteristiche costruttive, qualità dei materiali e loro disposizione relativa, diverse da quelle degli edifici realizzati nei decenni successivi, anche per la significativa differenza del quadro normativo di riferimento. Nel presente lavoro sono state studiate alcune tipologie bidimensionali rappresentative di edifici in c.a. costruiti prima degli anni '7. Dopo aver selezionato alcuni schemi bidimensionali tipici, è stata effettuata una progettazione simulata tenendo conto delle norme vigenti e delle modalità costruttive tipiche del periodo. La risposta sismica, valutata mediante simulazioni numeriche non lineari adoperando un ampio gruppo di accelerogrammi naturali, è stata esaminata sulla base di alcuni parametri di risposta rappresentativi del danno strutturale e non strutturale. Il ruolo delle tamponature e dell età di costruzione è stato particolarmente evidenziato anche attraverso un confronto con risultati di studi precedenti. ABSTRACT: Reinforced Concrete buildings currently represent over % of the total building stock in Italy. Many of them, designed before the advent of seismic codes, were constructed in the period s- 7s, showing peculiar structural characteristics and material qualities. In the paper the seismic resistance of some plane frames representative of mid-rise building types designed to vertical loads and constructed in the period pre-7s, has been evaluated. Based on a purposely set up methodology, a simulated design of the structures has been made with reference to the codes in force, the available handbooks and the current practice at the time of construction. The seismic response is calculated through non linear dynamic analyses using natural accelerograms relevant to Italian earthquakes. The seismic behaviour has been analysed emphasizing the role of infills and, particularly, of the building age through a comparison with the results of previous studies on post-7s structures. INTRODUZIONE In Italia gli edifici in c.a. costituiscono oltre il % del patrimonio edilizio e di essi una parte rilevante è stata costruita in assenza di norme sismiche su territori attualmente classificati. Inoltre, una quota consistente degli edifici in c.a. è stata realizzata, in particolare nei grandi centri metropolitani, tra la II guerra mondiale e la fine degli anni 6. Tali edifici presentano caratteristiche costruttive, qualità dei materiali e disposizione relativa degli stessi, decisamente diverse da quelle degli edifici realizzati nei decenni successivi, anche per le significative differenze normative (Masi et al. ). Una sintesi significativa di quanto appena detto è ottenibile dall elaborazione dei dati ISTAT 99 riferiti all intero patrimonio abitativo nazionale, da cui si evince come ben 8. milioni di abitazioni in c.a., pari al 8% del totale, siano state progettate e realizzate con normative molto vecchie ed utilizzando metodi di calcolo e tecniche poco adeguati. Per quanto riguarda la protezione contro il sisma, va ricordato che la classificazione del territorio italiano è stata effettuata in gran parte soltanto a partire dal 98 e sostanzialmente completata con la recente Ordinanza 7 (OPCM ). Inoltre, anche nei casi di progettazione antisismica, le prime normative italiane non erano in grado di conseguire in modo soddisfacente i livelli di prestazione oggi richiesti rispetto al danno ed al collasso, come riconosce l indicazione contenuta all art. dell Ord. 7, che prescrive la verifica delle opere strategiche ed a rischio rilevante anche nel caso in cui esse siano state progettate con norme sismiche antecedenti al 98. Pertanto, il problema del deficit di protezione sismica delle costruzioni in generale, dunque anche degli edifici in c.a., è molto più esteso di quanto scaturisca dall analisi dei dati ISTAT e potrebbe

2 XI Congresso Nazionale L ingegneria Sismica in Italia, Genova -9 gennaio riguardare, oltre agli edifici progettati a soli carichi verticali in zone poi classificate, anche quegli edifici progettati con normative sismiche ormai obsolete o in zone in cui classificazioni successive hanno determinato un incremento di sismicità. Il quadro normativo di riferimento, dal dopoguerra ad oggi, presenta un articolazione temporale diversificata considerando i vari aspetti della progettazione realtivi alle norme specifiche per le strutture in c.a., a quelle relative ai carichi e sovraccarichi ed, ancora, a quelle per le zone sismiche. In particolare, il Regio Decreto 6//99 n. 9 (R.D. 99) ha regolato le modalità di progettazione ed esecuzione delle costruzioni in c.a. per oltre trent'anni fino alla entrata in vigore della legge n. 86 del //97 e dei relativi Decreti Ministeriali di attuazione. Alcuni elementi appaiono particolarmente significativi nell accertamento della resistenza sismica degli edifici tipici dei due periodi, ante 7 e post 7 Per quanto riguarda la conoscibilità delle strutture, il R.D. del 99 non obbligava a depositare i calcoli statici, per cui risulta estremamente difficile reperire documentazione tecnica. Inoltre, negli edifici ante 7 sono presenti sempre barre lisce la cui influenza, per quanto molto rilevante sul comportamento sismico, è stata finora poco studiata in campo sperimentale. Pertanto, l accertamento della resistenza sismica di tali edifici presenta peculiarità, incertezze e maggiori difficoltà rispetto agli edifici in c.a. degli anni 7. Nel presente lavoro, utilizzando le informazioni deducibili da progetti tipici dell epoca, dalla manualistica e dalle normative, sono state selezionate, progettare e studiate alcune tipologie bidimensionali rappresentative di edifici in c.a. costruiti prima degli anni '7. In particolare, è stata valutata la resistenza sismica di tre tipologie strutturali relative a telai non tamponati (o con tamponature inefficienti), completamente tamponati e parzialmente tamponati. Inoltre, per meglio e- videnziare il ruolo del periodo di costruzione, sono state studiate anche le medesime tipologie ma progettate con criteri tipici del periodo post 7, effettuando un confronto basato sulla stima dei livelli di danno. LA PROGETTAZIONE SIMULATA DEGLI EDIFICI BASATA SU NORMATIVA, MANUALISTICA E PROGETTI TIPICI DELL EPOCA Per poter valutare in maniera realistica la vulnerabilità delle strutture in esame, è stata effettuata una progettazione simulata delle stesse secondo la pratica costruttiva del periodo. A tale scopo, in questo paragrafo vengono riportati gli aspetti più significativi contenuti nella normativa, nella manualistica e nei progetti tipici del periodo in esame.. Esame della normativa e della manualistica L'esame della normativa è stato effettuato considerando gli aspetti legati alle proprietà dei materiali, alle caratteristiche degli elementi strutturali significativi nella valutazione della capacità resistente ed alle azioni. Per quanto riguarda i materiali il R.D. 9/9 prescriveva calcestruzzi con resistenza cubica media a 8 giorni di almeno kg/cm (6 per conglomerati ad alta resistenza) e comunque almeno tripla rispetto al carico di sicurezza, fino ad un massimo di 8 kg/cm. Le tensioni ammissibili assumevano valori, in funzione della resistenza media, pari a, e 6 kg/cm nel caso di compressione semplice, e pari a, e 7 kg/cm nel caso di flessione o presso flessione. Il valore ammissibile della tensione tangenziale τ c era pari a kg/cm per calcestruzzo normale e 6 kg/cm per calcestruzzo ad alta resistenza. Oltre tali limiti era previsto il calcolo di una idonea armatura a taglio. Per le armature erano prescritte tensioni ammissibili pari a kg/cm per acciaio dolce e kg/cm per acciai semiduri e duri, e comunque alla metà di quella di snervamento. La possibilità di impiego degli acciai più resistenti era condizionata dalla classe di resistenza del calcestruzzo. Per quanto riguarda la manualistica le indicazioni più autorevoli, diffusamente adottate dai progettisti, erano quelle di Santarella (96) e di Pagano (96). Il contenuto di tali testi era molto ampio ed articolato per cui, allo scopo di metterne in evidenza gli aspetti più significativi, si riportano di seguito alcuni schemi sintetici (tabella ) in cui sono contenute le indicazioni relative al progetto ed alla verifica di pilastri e travi, ad integrazione delle prescrizioni normative del periodo in esame. Va sottolineato come il richiamo alla manualistica sia stato in alcuni casi determinante per colmare le carenze del R.D. 9/9 nello svolgimento della progettazione simulata. Con riferimento alle azioni previste per il calcolo delle strutture in c.a., la prima normativa specifica è rappresentata dal D.M. //978, emanato in forza della legge //97 n. 6. In realtà

3 XI Congresso Nazionale L ingegneria Sismica in Italia, Genova -9 gennaio un riferimento ai carichi da considerare sulle strutture in c.a. è già contenuto nel R.D. del 99, il quale stabiliva che per il conglomerato armato si assumesse un peso proprio di kg/m e che i carichi accidentali dovevano essere stabiliti in funzione del tipo, dell importanza e della destinazione d uso dell opera da realizzare. Un indicazione sulle azioni da assumere era contenuta anche nella legge //96 n. 68, la quale prescriveva per i solai per abitazione un sovraccarico accidentale di kg/m. Tabella. Indicazioni schematiche per il progetto di travi e pilastri in c.a tratte da norme e manuali Elementi strutturali Normativa Manualis tica PILASTRI Sollecitazioni: N H, b A f Armatura trasversale TRAVI Sollecitazioni: M, T h A f Metodi della scienza delle costruzioni, condizioni più sfavorevoli di carico,8 % Area s.n. fino a cm, % Area s.n. 8 cm p st min (/ lato minore,φmin) Metodi della scienza delle costruzioni, condizioni più sfavorevoli di carico Pilastri intermedi calcolati a sforzo normale centrato. Pilastri perimetrali più armati per tenere conto degli effetti flessionali N A = H b = σ c,amm,8 % Area s.n. (almeno φ-) Sollecitazioni su trave continua M h = r b (b assunta dal progettista, b cm travi emergenti, 7 8 travi a spessore) A f = t M b ( reggistaffe min) A f reggistaffe min (tipicamente φ) Armatura trasversale % staffe % piegati. Analisi di elaborati progettuali tipici Piegati: diagramma T/z e momenti resistenti. Staffe calcolate e disposte a passo costante in tutta la trave Ai fini della progettazione simulata dei modelli, altre indicazioni importanti sono emerse dall esame degli elaborati progettuali di edifici esistenti realizzati nel periodo in esame. In particolare sono stati valutate le seguenti caratteristiche finalizzate sia alla definizione delle tipologie da esaminare che al progetto dei singoli elementi strutturali: caratteristiche tipologiche: regolarità strutturale in pianta ed in elevazione, disposizione degli elementi strutturali; caratteristiche degli elementi strutturali: tipologia, disposizione e dettagli relativi ai pilastri ed alle travi, eventuali difetti o mancanze riscontrati nelle operazioni di progettazione... Caratteristiche tipologiche I fattori principali presi in considerazione sono la tipologia del sistema resistente e la tipologia e posizione delle tamponature. Con riferimento a tali fattori, l analisi degli elaborati tecnici ha messo in luce alcuni aspetti di seguito sinteticamente riportati. Il sistema strutturale resistente è costituito generalmente da telai in un unica direzione, spesso coincidente con la direzione più lunga dell edificio, ortogonale all orditura dei solai. Questi telai sono realizzati perlopiù con travi emergenti ma è possibile riscontrare la presenza di travi a spessore. In direzione parallela all'orditura dei solai sono in genere assenti travi di collegamento tra gli elementi verticali, pertanto, in tale direzione, il collegamento tra i pilastri è affidato soltanto al solaio, salvo che nei telai di estremità in cui sono presenti generalmente travi emergenti o a spessore. Gli elementi strutturali sono generalmente progettati e disposti senza alcun riferimento all'a-

4 XI Congresso Nazionale L ingegneria Sismica in Italia, Genova -9 gennaio zione di forze orizzontali (anche del vento non si teneva conto, almeno in maniera esplicita) ma tenendo conto soltanto dei carichi verticali. Ciò portava alla realizzazione di sistemi resistenti piuttosto deformabili ma privi delle necessarie capacità duttili. Oltre ai difetti fisiologici sopra menzionati, in alcuni casi si riscontrano situazioni da considerarsi anomale anche per la progettazione a soli carichi verticali (errori): in edifici dalla forma geometricamente regolare (rettangoli allungati) si è potuta osservare in alcuni casi la presenza di nodi trave-pilastro con forti sfalsamenti tra gli assi degli elementi strutturali e, raramente, la presenza di nodi trave-trave e di pilastri in falso. Le caratteristiche lungo l'altezza risultano generalmente regolari. Nei casi in cui si è rilevata la presenza di piani seminterrati, raramente le pareti di sostegno sono inserite nell'organismo strutturale aspetto che potrebbe portare, in presenza di azioni sismiche, a effetti torsionali rilevanti. Fa eccezione la situazione, non rara e molto importante ai fini del comportamento sismico degli edifici, in cui si ha la presenza di un piano terreno o, raramente, di un piano intermedio totalmente o parzialmente privo di tamponature (piano porticato). Le tamponature sono generalmente realizzate con una doppia fodera in laterizio forato, con tipologia e qualità dei materiali impiegati dipendenti dal periodo e dal luogo di costruzione. Con riferimento alla posizione del vano scala e/o del nucleo ascensore, si è riscontrato che tali elementi di collegamento verticale sono quasi sempre disposti in posizione simmetrica, non già per ragioni di tipo strutturale quanto per ragioni architettoniche e funzionali. Eccezioni sono possibili, soprattutto nel caso di edifici con limitate dimensioni in pianta, per i quali la disposizione del vano scala non è condizionata in modo determinante dalla distribuzione degli spazi interni... Caratteristiche degli elementi strutturali I pilastri venivano generalmente calcolati considerando soltanto i carichi verticali, ovvero a compressione semplice. Dallo studio delle relazioni di calcolo, quando presenti, raramente si è riscontrato l utilizzo di uno schema a telaio in cui venissero considerati gli effetti flessionali causati dal vento o dall eccentricità di applicazione dei carichi verticali. Gli elaborati tecnici erano frequentemente poco accurati, privi di indicazioni precise sulla disposizione delle armature sia longitudinali che trasversali nei pilastri. Al più era presente una tabella pilastri riportante in modo schematico il tipo e il numero totale di barre longitudinali ed il diametro ed il passo delle staffe. Non sono presenti indicazioni sull eventuale infittimento delle staffe nelle zone di estremità e sulla presenza di staffe all interno dei nodi, come confermato anche da saggi effettuati su edifici esistenti. Le travi erano calcolate secondo lo schema di trave continua su più appoggi. Al di là dell affidabilità dello schema di calcolo, ragioni di preoccupazione sul comportamento sismico di tali elementi derivano dalla disposizione delle armature longitudinali e trasversali. Le armature longitudinali erano spesso ancorate nei nodi, anche se tale configurazione era perlopiù evitata nel caso di travi a due campate. In alcuni casi si è rilevato che l'armatura delle travi era realizzata separatamente per ogni singola campata. L'utilizzo di barre lisce implicava sempre la realizzazione di unici di estremità. In corrispondenza dei nodi il quantitativo di armatura disposto al lembo inferiore era in genere molto basso, riducendosi ai due classici reggistaffa di diametro - mm, armatura che si rivela subito insufficiente nel caso di inversione del segno della sollecitazione flessionale dovuto al sisma. La sollecitazione di taglio era sopportata, secondo quanto previsto dalla normativa, da armature disposte in forma di ferri piegati (sagomati) e staffe, con i problemi ben noti in presenza di azioni sismiche. Il passo delle staffe era molto variabile in funzione del compito ad esse affidato (assorbimento della sollecitazione tagliante o meno) mentre il diametro era tipicamente di 6 mm, raramente di 8 mm. Le armature adoperate sia nei pilastri che nelle travi erano sempre di tipo liscio. SCELTA DELLE TIPOLOGIE La scelta delle tipologie da esaminare è stata effettuata sulla base delle caratteristiche strutturali più tipiche degli edifici in c.a. non antisismici realizzati nel periodo ante 7. Va detto che dal punto di vista tipologico gli edifici per civile abitazione di tale periodo non presentano differenze significative rispetto a quelli post 7. Per tale ragione, e per consentire un confronto con gli schemi post 7 già esaminati in precedenti studi (Masi et al., Masi a, Vona ), si è individuato, come schema di riferimento, un telaio piano avente quattro livelli e due campate. Le

5 XI Congresso Nazionale L ingegneria Sismica in Italia, Genova -9 gennaio dimensioni medie della maglia strutturale sono state assunte pari a m x m in pianta, con un altezza di interpiano di m. Si è così individuata una serie di schemi strutturali che si differenziano per la rigidezza dei traversi, che possono essere travi emergenti (telaio RB), travi a spessore (telaio FB) e travetti di solaio (telaio NB). Inoltre, è stata considerata anche la presenza e la posizione delle tamponature, ottenendo le tre tipologie BF (telaio non tamponato), IF (telaio tamponato) e PF (telaio parzialmente tamponato). Dall incrocio dei tre schemi strutturali e della possibile disposizione delle tamponature, si ottengono i diversi modelli esaminati (figura ), rappresentativi di tipologie ampiamente diffuse nel patrimonio edilizio italiano e tali da fornire un quadro delle possibili combinazioni presenti all'interno degli edifici esistenti. Sempre al fine di consentire un confronto diretto con gli schemi post 7, nelle tipologie strutturali bidimensionali esaminate i traversi sono costituiti da elementi con le medesime dimensioni già adottate per i telai post 97, a differenza del caso in cui sono assenti le travi (tipologia NB) in cui la fascia di solaio di metro, considerata collaborante, e costituita, secondo le consuetudini dell epoca, da travetti 8x cm. Rigidezza traversi Rigid Beam (RB) Flexible Beam (FB) No Beam (NB) Distribuzione tamponature Bare Frame (BF) Infilled Frame (IF) Pilotis Frame (PF) Figura. Telai piani esaminati nello studio. PROGETTO SIMULATO DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI Le modalità di calcolo degli elementi strutturali di edifici in c.a. di epoca precedente al 97, concepiti per portare i soli carichi gravitazionali, non differiscono in modo significativo da quelli progettati e realizzati dopo l entrata in vigore della legge 86/7 (Vona, Masi a) e dei successivi decreti di attuazione. Ciò che differenzia maggiormente le due tipologie di edifici sono i materiali previsti ed utilizzati nel periodo ed un maggior dettaglio delle disposizioni normative del post 7. I carichi sono stati valutati in base alle indicazioni tratte dalla manualistica e dagli elaborati progettuali, assumendo per gli accidentali il valore di kg/m, corrispondente ad una destinazione d uso di civile abitazione. La verifica delle sezioni ed il calcolo delle armature sono stati effettuati con il metodo delle tensioni ammissibili, considerando calcestruzzo con resistenza media R m = 6 kg/cm (resistenza cilindrica media pari a N/mm ) e acciaio tipo Aq (tensione di snervamento pari a N/mm ). I pilastri sono stati dimensionati con lo sforzo normale centrato calcolato in base all area di influenza, mentre le sollecitazioni nelle travi sono state valutate adottando lo schema di calcolo semplificato di trave continua su più appoggi. Nel progetto dei pilastri le armature longitudinali sono state valutate sulla base delle percentuali minime di normativa, imposte in funzione del valore dell area di conglomerato strettamente necessaria. Nelle operazioni di progetto si è assunto sempre una percentuale di armatura pari allo.8% dell area di calcestruzzo strettamente necessaria, come indicato dalla manualistica. Per le travi si è scelto di mantenere le stesse dimensioni utilizzate nel caso dei telai post 7 (travi emergenti x cm, travi a spessore 7x cm), mentre le armature sono state riprogettate. In particolare, le armature sono rimaste inalterate per quanto riguarda le travi emergenti mentre, per quanto riguarda le travi a spessore, ci sono consistenti variazioni di quantità in conseguenza della riduzione della tensione ammissibile del calcestruzzo, secondo quanto previsto dal R.D. 9/9. Per il taglio sono stati considerati i ferri sagomati derivanti dalla disposizione dell'armatura a flessione e sono state disposte in aggiunta le staffe necessarie in base ai valori del taglio e verificando che esse assorbissero almeno il % dello scorrimento totale. Il diametro del-

6 XI Congresso Nazionale L ingegneria Sismica in Italia, Genova -9 gennaio le staffe è stato assunto pari a 6 mm, valore riscontrato frequentemente nei progetti e nella manualistica. I travetti del solaio presentano piccole variazioni nelle percentuali di armature ma sono disposti con un interasse di cm invece che cm. Maggiori dettagli, incluse le carpenterie degli elementi progettati, sono riportati in (Masi b). DESCRIZIONE DEL MODELLO Al fine di contenere l onere computazionale richiesto dalla vasta analisi parametrica, nello studio si è adottata una macromodellazione degli elementi in c.a. le cui caratteristiche isteretiche sono governate dal modello a tre parametri introdotto da Park nel 987 (Park Y.J. et al. 987a, 987b) e successivamente affinato da Kunnath e Reinhorn (Valles et al. 996). Il codice di calcolo impiegato è l IDARCD vers. con alcune modifiche volte a migliorarne le capacità operative. Il modello trilineare di Park, di tipo evolutivo e degradante, è stato ampiamente testato sia con riferimento al comportamento reale di edifici danneggiati da eventi sismici (Park Y.J. et al. 987a) che a risultati di prove di laboratorio su strutture e sub assemblaggi (Bracci et al. 99, Park Y.J. et al. 987b). Esso necessita di un inviluppo monotono di tipo trilineare a partire dal quale è possibile definire varie regole di degrado isteretico in funzione di tre parametri di degrado, α, β e γ, che regolano, rispettivamente, il degrado di rigidezza, il degrado di resistenza ed il degrado per pinching. Il parametro β è lo stesso utilizzato, come coefficiente amplificativo della componente energetica, nell espressione dell indice di danno di Park e Ang. I pannelli di tamponatura, costituiti da una doppia fodera di laterizi forati di spessore totale pari a mm, sono stati modellati mediante elementi bidimensionali il cui legame costitutivo, basato sul modello di Wen-Bouc (Baber e Noori 98) è in grado di portare in conto gli effetti di degrado dei pannelli di laterizio sottoposti a carichi ciclici (Masi et al. b). La risposta sismica è stata valutata mediante analisi dinamiche non lineari portando in conto l effetto P- dovuto ai carichi verticali e considerando anche una componente di dissipazione di tipo viscoso valutata secondo Rayleigh (smorzamento proporzionale alla massa ed alla rigidezza istantanea). Le azioni sono state valutate ipotizzando che durante il sisma sia presente soltanto una quota parte del carico accidentale. Per quanto riguarda l input sismico, per poter effettuare valutazioni realistiche del comportamento e degli eventuali danni, si è ritenuto opportuno adoperare esclusivamente accelerogrammi naturali estratti da una vasta banca dati di registrazioni accelerometriche (Ambraseys et al. ). Sono stati selezionati accelerogrammi caratterizzati in base al valore del PGA e ben distribuiti nell intervallo di PGA =.g. E opportuno segnalare come tali accelerogrammi presentino valori piuttosto bassi dell intensità di Arias I A, dunque del potenziale distruttivo, se raffrontati con accelerogrammi artificiali estratti dagli spettri dell EC8 (Masi a). Infatti, i valori di I A ottenuti per gli accelerogrammi con PGA dell ordine di.-.g sono pari a circa - cm/s, ossia fino a 6-7 volte inferiori rispetto ai corrispondenti accelerogrammi artificiali.. Analisi di indagini sperimentali per l identificazione dei parametri di degrado Il codice di calcolo IDARC D consente di modellare in modo efficace il comportamento ciclico degli elementi strutturali in c.a., purché si effettui una adeguata determinazione dei parametri α, β e γ per riprodurre i fenomeni di degrado che caratterizzano gli elementi in esame. A tale scopo è necessario fare riferimento al comportamento sperimentale di strutture e/o sotto strutture (singoli elementi strutturali, nodi trave-colonna). In letteratura la presenza di sperimentazioni condotte con riferimento ad elementi o strutture realizzate con armature in barre lisce è molto scarsa (Liu e Park R., Calvi et al., Braga et al. ). Ciò accade in primo luogo poichè lo studio del comportamento sismico degli edifici in c.a. progettati a soli carichi verticali è relativamente recente, per cui le sperimentazioni disponibili su tali tipologie strutturali sono piuttosto limitate. Inoltre, in buona parte dei programmi sperimentali vengono considerate armature ad a- derenza migliorata, in quanto in molti paesi vi è poco interesse nei confronti delle armature lisce poiché l utilizzo di barre ad aderenza migliorata è iniziato decisamente prima rispetto all Italia, dove tale tipo di acciaio è stato largamente impiegato solo a partire dagli anni '7-8. Nel seguito sono sinteticamente descritti i risultati di alcune indagini sperimentali tratte dalla letteratura e riferite a sotto assemblaggi trave-pilastro poco duttili armati con barre lisce.

7 XI Congresso Nazionale L ingegneria Sismica in Italia, Genova -9 gennaio La sperimentazione condotta da Liu e Park R. () ripercorre esattamente, per caratteristiche dei campioni, quella condotta dallo stesso gruppo di ricerca su elementi armati con barre ad aderenza migliorata (Hakuto et al. ), in quanto l obiettivo di tale sperimentazione è di verificare le differenze di comportamento dovute ai due tipi di armatura. Tale impostazione rende poco utilizzabili, ai fini del presente lavoro, i risultati di tale studio tenuto conto che, nella realtà, gli elementi in c.a. armati con i due tipi di armatura sono diversi per quanto riguarda i dettagli costruttivi. Ad esempio, utilizzando barre lisce, la normativa italiana prescriveva la realizzazione di dispositivi di ancoraggio e sovrapposizione mediante uncini di estremità. Ai fini della identificazione dei parametri di degrado, in termini relativi emerge che i campioni armati con barre lisce subiscono limitate riduzioni di resistenza, non superiori al -%, e più marcate riduzioni di rigidezza, dell ordine del -%, rispetto ai campioni realizzati con barre ad aderenza migliorata. In Calvi et al. () sono prese in considerazione varie tipologie di nodi trave pilastro realizzati con armature lisce secondo quanto previsto dal R.D. del 99. In particolare sono studiati nodi interni, con due diverse configurazioni di armatura, e nodi di estremità. L aspetto più importante emerso è la presenza di un forte degrado per pinching dovuto allo scorrimento delle barre longitudinali, con meccanismi di danneggiamento locale fortemente influenzati dalla presenza degli uncini di ancoraggio. Nonostante i particolari costruttivi siano volutamente inadeguati per zona sismica, i nodi interni hanno mostrato considerevoli risorse plastiche con un miglior comportamento del campione in cui le armature longitudinali delle travi sono ancorate all interno del nodo rispetto al campione in cui sono passanti. Inoltre, nel primo caso, pur in presenza di un marcato effetto pinching, comune anche al caso di barre passanti, i cicli si rivelano più ampi, con minore degrado e maggiori capacità dissipative. È da notare che tale comportamento è esattamente inverso a quanto avviene con le barre ad aderenza migliorata per le quali la soluzione con armatura ancorata nel nodo è meno favorevole e conduce a comportamenti più degradanti. Una sperimentazione analoga (Braga et al. ) è stata condotta nell Università della Basilicata su sub assemblaggi trave colonna relativi a nodi interni ed esterni di una struttura realizzata seguendo le indicazioni del R.D. del 99 e modalità tipiche del periodo Nei nodi interni si è evidenziata, per valori di drift superiori allo.7%, una concentrazione delle plasticizzazioni nei pilastri. Anche in questo caso si rileva un marcato effetto pinching dovuto allo sfilamento delle barre longitudinali della trave all interno del nodo, che riduce notevolmente la capacità dissipativa. Per quanto riguarda il degrado di resistenza si hanno riduzioni significative, ossia fino al % del massimo, solo per valori di drift superiori al %. Il nodo esterno manifesta un comportamento differente rispetto a quello interno con la presenza di un effetto pinching ancora più marcato. Fino a valori di drift dell ordine dell.%, il comportamento è governato dalla rottura a flessione della trave, oltre tale limite si innesca la rottura per taglio della zona nodale. È da notare come in tutte le sperimentazioni esaminate emerga un significativo degrado per pinching, mentre il degrado di resistenza diviene significativo solo per valori di drift molto elevati, ben oltre quelli per i quali si ritiene normalmente collassata una struttura intelaiata in c.a. poco duttile (drift >.%). Integrando i risultati delle indagini sperimentali descritte con alcuni studi riportati nella bibliografia consolidata (Kunnath et al. 99, Ghobarah et al. 999) sono stati definiti i valori dei parametri richiesti dal legame isteretico adottato (tabella ). Tabella. Valori adottati per i parametri di modellazione del degrado. Degrado di rigidezza (α) Degrado di resistenza (β) Effetto pinching (γ) Travi (nodi interni)...6 Travi (nodi esterni)...7 Colonne interne..6 Colonne esterne... Valutazione del legame momento-curvatura Il legame costitutivo momento curvatura è stato ottenuto considerando un meccanismo di crisi di tipo essenzialmente flessionale e portando in conto il contributo dello sforzo assiale. Per la definizione di tale legame si è fatto riferimento ad alcune formulazioni analitiche presenti nella letteratura tecnica consolidata, in parte basate sull analisi dei risultati di vaste sperimentazioni. Va però tenuto conto che in alcuni casi tali formulazioni sono riferite a strutture progettate secondo

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