Verifica sismica locale

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2 Verifica locale e globale Verifica sismica locale L analisi sismica globale non è da sola sufficiente a garantire la verifica strutturale L analisi sismica globale è applicabile ad edifici isolati e con solai rigidi. La situazione edilizia riscontrabile in Italia è ben diversa, caratterizzata da aggregati di moduli strutturali, spesso realizzati in epoche diversa L esperienza mostra come, specie nelle vecchie costruzioni, il collasso è dovuto, più che alla resistenza ultima della muratura, alla carenza di vincoli o alla presenza di lesioni e discontinuità L analisi sismica globale deve quindi essere affiancata ad una verifica dei meccanismi locali di collasso, che spesso risulta più penalizzante di quella globale

3 Verifica locale e globale Verifica sismica locale I danni rilevati a seguito di eventi sismici mostrano come il sisma tenda a selezionare le porzioni strutturali più deboli La verifica dei meccanismi locali richiede quindi una preventiva osservazione degli edifici da analizzare in modo da individuare danneggiamenti e punti deboli e quindi da prevedere tutti i possibili collassi In particolare vanno indagati: - Le connessioni fra le pareti e fra queste e gli orizzontamenti; - La qualità della muratura; - Il quadro fessurativo ed i dissesti eventualmente presenti; - La disposizione delle aperture; - Le interazioni con gli edifici adiacenti;

4 Verifica locale e globale Verifica sismica locale Individuati tutti gli incipienti meccanismi di collasso deve essere definito un modello di calcolo per la valutazione dell intensità dell azione sismica che ne causa l attivazione causando il collasso strutturale La soluzione, in termini di massima accelerazione sismica che può essere equilibrata dal sistema è usualmente condotta tramite analisi limite dell equilibrio delle porzioni di strutture murarie coinvolte nel cinematismo Ovviamente la massima accelerazione sismica che la struttura può sopportare è la minore fra quelle determinate per i vari cinematismi

5 Analisi limite dell equilibrio Verifica sismica locale La muratura è modellata come composta da corpi rigidi soggetti ad azioni gravitazionali (stabilizzanti) e sismiche (istabilizzanti)

6 Analisi limite dell equilibrio Verifica sismica locale La muratura è modellata come composta da corpi rigidi soggetti ad azioni gravitazionali (stabilizzanti) e sismiche (istabilizzanti)

7 Analisi limite dell equilibrio Verifica sismica locale La muratura è modellata come composta da corpi rigidi soggetti ad azioni gravitazionali (stabilizzanti) e sismiche (istabilizzanti) La parete è trasformato in un sistema labile formato da corpi rigidi in grado di ruotare o scorrere fra loro Le verifiche attraverso l analisi limite dell equilibrio hanno significato solo se è garantita la monoliticità delle pareti, in modo da scongiurare collassi per disgregazione della muratura

8 Analisi limite dell equilibrio Verifica sismica locale Per ottenere il moltiplicatore l delle azioni sismiche orizzontali che attiva il cinematismo si applicano ai blocchi rigidi tutte le azioni che si esercitano sul sistema d F v Fh P h s

9 Analisi limite dell equilibrio Verifica sismica locale Per ottenere il moltiplicatore l delle azioni sismiche orizzontali che attiva il cinematismo si applicano ai blocchi rigidi tutte le azioni che si esercitano sul sistema e si scrivono quindi semplici condizioni di equilibrio d F v Fh λ F h h P s 2 + F v δ = 0 P s h λ = P s 2 + F v δ F h h

10 Meccanismi locali Verifica sismica locale Sono adesso analizzati i meccanismi di collasso più frequentemente riscontrati negli edifici a seguito i venti sismici - Meccanismi di ribaltamento semplice; - Meccanismi di ribaltamento composto; - Meccanismi di flessione verticale; - Meccanismi di flessione orizzontale;

11 Meccanismi locali: ribaltamento semplice Si verifica quando la parete soggetta all azione sismica risulta non ammorsata in sommità ed alle pareti laterali adiacenti Ribaltamento fuori piano verso l esterno, rotazione per tutta l estensione

12 Meccanismi locali: ribaltamento semplice Si verifica quando la parete soggetta all azione sismica risulta non ammorsata in sommità ed alle pareti laterali adiacenti Ribaltamento fuori piano verso l esterno, rotazione per tutta l estensione

13 Meccanismi locali: ribaltamento semplice Si verifica quando la parete soggetta all azione sismica risulta non ammorsata in sommità ed alle pareti laterali adiacenti Ribaltamento della parete fuori piano

14 Meccanismi locali: ribaltamento semplice Il meccanismo è facilmente individuabile dalla presenza di lesioni verticali in corrispondenza del collegamento con le pareti adiacenti o dal parziale sfilamento delle travi inserite nel muro

15 Meccanismi locali: ribaltamento semplice Si schematizza come una rotazione rigida di porzioni di parete attorno ad una cerniera cilindrica orizzontale posta alla base

16 Meccanismi locali: ribaltamento semplice Si schematizza come una rotazione rigida di porzioni di parete attorno ad una cerniera cilindrica orizzontale posta alla base

17 Meccanismi locali: ribaltamento semplice Si schematizza come una rotazione rigida di porzioni di parete attorno ad una cerniera cilindrica orizzontale posta alla base Può riguardare diverse geometrie della parete in funzione del quadro fessurativo e delle aperture presenti, e può interessare uno o più piani dell edificio in funzione della modalità di connessione della parete con i solai e la copertura Può quindi essere necessario valutare il moltiplicatore per diverse posizioni della cerniera cilindrica

18 Meccanismi locali: ribaltamento composto Si verifica quando al ribaltamento di una parete si accompagna il trascinamento di porzioni di muratura appartenenti a pareti a questa ortogonali Ribaltamento fuori piano verso l esterno, con interessamento dell angolata

19 Meccanismi locali: ribaltamento composto Si verifica quando al ribaltamento di una parete si accompagna il trascinamento di porzioni di muratura appartenenti a pareti a questa ortogonali Rotazione globale fuori piano verso l esterno

20 Meccanismi locali: ribaltamento composto Si verifica quando al ribaltamento di una parete si accompagna il trascinamento di porzioni di muratura appartenenti a pareti a questa ortogonali Rotazione globale fuori piano verso l esterno

21 Meccanismi locali: ribaltamento composto Si verifica quando al ribaltamento di una parete si accompagna il trascinamento di porzioni di muratura appartenenti a pareti a questa ortogonali Rotazione angolare verso l esterno

22 Meccanismi locali: ribaltamento composto Si verifica quando al ribaltamento di una parete si accompagna il trascinamento di porzioni di muratura appartenenti a pareti a questa ortogonali Espulsione con formazione dell effetto arco

23 Meccanismi locali: ribaltamento composto Il meccanismo è individuabile dalla presenza di adeguate connessioni fra le pareti ma dall assenza di vincolo in sommità

24 Meccanismi locali: ribaltamento composto Si schematizza come una rotazione rigida di porzioni di parete attorno ad una cerniera cilindrica orizzontale posta alla base Può riguardare diverse geometrie della parete, in funzione del quadro fessurativo e delle aperture presenti sulle pareti di spina, ed interessare uno o più piani dell edificio Può essere necessario valutare il moltiplicatore per diverse posizioni della cerniera cilindrica

25 Meccanismi locali: flessione verticale Si verifica quando si ha una porzione di muratura ben vincolata sul contorno ma libera nella zona centrale Ribaltamento fuori piano verso l esterno, in presenza di vincolo in sommità

26 Meccanismi locali: flessione verticale Il meccanismo è individuabile dalla presenza di cordoli o tiranti in sommità e solai intermedi privi di connessione

27 Meccanismi locali: flessione verticale Si schematizza come una rotazione rigida di porzioni di parete attorno a tre cerniere cilindriche orizzontali Può riguardare diverse geometrie della parete ed interessare uno o più piani dell edificio in funzione della distribuzione delle aperture e del grado di connessione dei solai Può essere necessario valutare il moltiplicatore per diverse posizioni della cerniera cilindrica

28 Meccanismi locali: flessione orizzontale Si verifica quando si ha una porzione di muratura ben vincolata alle pareti laterali ma libera in sommità Ribaltamento fuori piano verso l esterno, rotazione parziale (zona alta)

29 Meccanismi locali: flessione orizzontale Si verifica quando si ha una porzione di muratura ben vincolata alle pareti laterali ma libera in sommità Sfondamento del timpano

30 Meccanismi locali: flessione orizzontale Il meccanismo è individuabile dall assenza di connessione in sommità e muri laterali ben ammorsati e di buona fattura o tiranti posti lateralmente

31 Meccanismi locali: flessione orizzontale Si schematizza come una rotazione rigida di porzioni di parete attorno a tre cerniere cilindriche orizzontali Può riguardare diverse geometrie della parete in funzione della distribuzione delle aperture. Interessa solitamente un solo piano dell edificio Può essere necessario valutare il moltiplicatore per diverse posizioni della cerniera cilindrica

32 Meccanismi locali Verifica sismica locale I meccanismi di ollasso sono legato allo stato di danno, al tipo di vincolamento delle pareti, alla natura della muratura ed alla geometria del fabbricato L individazione dei meccanismi più probabili non può quindi prescindere da un accurata osservazione da parte di tecnici specializzati Definiti tutti i meccanismi da verificare il software si limiterà ed valutare i corrispondenti moltiplicatori delle azioni sismiche per riuscire a determinare il minore