edifici esistenti in muratura verifiche di vulnerabilità sismica analisi cinematiche

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1 edifici esistenti in muratura verifiche di vulnerabilità sismica analisi cinematiche

2 ANALISI CINEMATICA DEI CORPI RIGIDI COSTRUZIONI IN MURATURA (D.M. 14/01/2008) Nelle costruzioni esistenti in muratura soggette ad azioni sismiche, particolarmente negli edifici, si possono manifestare meccanismi locali e meccanismi d insieme. I meccanismi locali interessano singoli pannelli murari o più ampie porzioni della costruzione, e sono favoriti dall assenza o scarsa efficacia dei collegamenti tra pareti e orizzontamenti e negli incroci murari. I meccanismi globali sono quelli che interessano l intera costruzione e impegnano i pannelli murari prevalentemente nel loro piano. La sicurezza della costruzione deve essere valutata nei confronti di entrambi i tipi di meccanismo. Per l analisi sismica dei meccanismi locali si può far ricorso ai metodi dell analisi limite dell equilibrio delle strutture murarie, tenendo conto, anche se in forma approssimata, della resistenza a compressione, della tessitura muraria, della qualità della connessione tra le pareti murarie, della presenza di catene e tiranti.

3 analisi non lineare tipo push-over o analisi lineare

4 comportamento scatolare 1. orizzontamenti rigidi 2. orizzontamenti efficacemente ammorsati agli elementi verticali

5 orizzontamenti rigidi

6 orizzontamenti rigidi

7 orizzontamenti rigidi o poco deformabili

8 orizzontamenti rigidi o poco deformabili

9 orizzontamenti rigidi o poco deformabili

10 orizzontamenti rigidi o poco deformabili

11 orizzontamenti deformabili

12 orizzontamenti deformabili

13 orizzontamenti deformabili

14 orizzontamenti deformabili

15 orizzontamenti deformabili

16 orizzontamenti deformabili

17 efficacia dei collegamenti alle strutture verticali

18 collegamenti efficaci alle strutture verticali

19 collegamenti efficaci alle strutture verticali

20 collegamenti efficaci alle strutture verticali

21 collegamenti NON efficaci alle strutture verticali

22 collegamenti NON efficaci alle strutture verticali

23 collegamenti NON efficaci alle strutture verticali

24 collegamenti NON efficaci alle strutture verticali

25 collegamenti NON efficaci alle strutture verticali

26 elementi caratterizzanti gli orizzontamenti solaio rigido, efficacemente ammorsato: parete vincolata in testa negli altri casi la parete può risultare NON vincolata in testa

27 tirante L effetto del tirante NON viene considerato in un modello scatolare perché rientra nelle ipotesi di base

28 Effetti del consolidamento di un solaio NON sono considerati in un modello scatolare perché rientrano nelle ipotesi di base

29 ANALISI CINEMATICA DEI CORPI RIGIDI 1. individuazione del meccanismo (cerniere) 2. definizione delle forze e masse partecipanti al meccanismo α o n 3. equilibrio limite mediante applicazione del PRINCIPIO DEI LAVORI VIRTUALI P δ + m i x i= 1 n+ 1 P j δ x n δ o i y i= 1 h= 1 4. da α 0 determinazione dei parametri sismici di verifica: M* Massa partecipante a 0 * accel. spettrale di attivazione del meccanismo P F h δ h = L i

30 ANALISI CINEMATICA DEI CORPI RIGIDI Ipotesi di base: resistenza a trazione nulla della muratura assenza di scorrimento tra i conci resistenza e rigidezza infinite

31 ANALISI CINEMATICA DEI CORPI RIGIDI esempio f 1. individuazione del meccanismo (cerniere) 2. definizione delle forze e masse partecipanti al meccanismo 3. equilibrio limite mediante applicazione del PLV α o n P δ + m i x i= 1 n+ 1 P j δ x n P δ o i y i= 1 h= 1 F h δ h = L i P s T 1 Si determinano gli spostamenti δ per una rotazione θ assegnata (=1) P g f m Pi u = 2 l f m

32 ANALISI CINEMATICA DEI CORPI RIGIDI 4. determinazione del moltiplicatore di attivazione del meccanismo α 0 esempio = = = + = + n 1 i i o 1 h h h y i n 1 i m 1 n x j x i L δ F δ P δ P δ P α o P g P s T 1 f 5. determinazione della massa partecipante = = = n 1 i 2 x i 2 n 1 i x i δ P g δ P M* 6. determinazione della accelerazione di attivazione del meccanismo (CAPACITA ) M* P α * a n 1 i i 0 0 = =

33 ANALISI CINEMATICA DEI CORPI RIGIDI 7. determinazione delle accelerazioni di domanda SLD : a g, SLD = a g (P VR,SLD )*S (h c =0) { a (P ) S;S (T ) Ψ(z) γ} max V, SLD e 1 g R (h c >0) SLV : a g, SLV = a g (P VR,SLV )*S/q (h c =0) a g(pv ) S S (T ) Ψ(z) γ R,SLV e 1 max ; q q (h c >0) coeff. partecipazone modale T 1 = C 1 H 3/4 = 0.05*H 3/4 Ψ(z) = γ= 2N h c h 3N p p i + 1

34 ANALISI CINEMATICA DEI CORPI RIGIDI 8. Verifica = capacità / domanda c sic, SLD = a 0 * / a g,sld c sic, SLV = a 0 * / a g,slv

35 ELEMENTI STRUTTURALI Spinta delle volte (a botte)

36 Spinta delle volte a botte Metodo del Méry Fo Fv F

37 tiranti

38 N tiranti resistenza a trazione del tirante ftraz = Atir * fy,d σ0 Ap= area prisma/cono di distacco 2. f max per taglio muratura (coesione) F tag A p τ = 2 γ vk0 3. f max per attrito (f=0,75) m F attr = A p f 2 σ 0 s

39 solai caratteristiche: rigidi deformabili eff. ammorsati ortogonali/paralleli

40 solai ordito ortogonalmente rigido/deformabile NON efficacemente ammorsato alla parete Pai = Ps/2 Pnai = 0 massa sismica = Pai Fstab, attrito >0 (carico direttamente applicato)

41 solai deformabile efficacemente ammorsato alle pareti trasversali ordito parallelamente Pai = 0 (carico direttamente applicato) Pnai = massa sismica >0 (% della massa in funzione della deformabilità del solaio) Fstab, attrito = 0

42 solai deformabile NON efficacemente ammorsato alle pareti trasversali ordito parallelamente Pai = 0 (carico direttamente applicato) Pnai = massa sismica >0 (% della massa in funzione della deformabilità del solaio + % della massa in funzione del grado di ammorsamento) Fstab, attrito = 0

43 ANALISI CINEMATICA DEI CORPI RIGIDI kipendoff engineering