Edifici in aggregato e con piani sfalsati: modellazione e analisi con PCM

16 gen 2021


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(16.01.2021) Il costruito dei nostri centri storici è prevalentemente rappresentato da aggregati di edifici in muratura che sono il risultato di un processo di accrescimento che si è protratto nel tempo. In passato gli edifici venivano costruiti affiancandosi alle costruzioni preesistenti e sfruttandone il muro di confine. Nell'edilizia a schiera non tutte le pareti godono di buon ammorsamento. È comune riscontrare tipologie costruttive e strutturali diverse o la compresenza di materiali con diverse caratteristiche di rigidezza e resistenza. Sull'argomento segnaliamo anche una recentissima pubblicazione dell'Ing. Michele Altilia, con capitolo introduttivo curato da Francesco Pugi:
Analisi FEM di edifici in muratura in aggregato edilizio.
Il software Aedes.PCM, specializzato nell'analisi di vulnerabilità statica e sismica degli edifici esistenti in muratura, consente, fra i diversi campi applicativi, la valutazione della sicurezza per unità costruttive poste in aggregati.

Abbiamo preparato un documento pdf a questo link per approfondimenti sull'argomento e per lo svolgimento completo di un esempio applicativo che evidenzia interessanti particolarità sia per la modellazione che per l'analisi: un aggregato con piani sfalsati.

A questo link sono inoltre in download i file dell'esempio, dedicati agli Utenti di PCM aggiornati con la versione 2020: dopo il download, installandoli in C:\Aedes2020\Pcm\Progetti è possibile visualizzare i modelli, modificare a piacere le caratteristiche strutturali e ripercorrere quanto illustrato nel documento pdf.

La modellazione passo-passo con Aedes.PCM mostra il corretto inserimento della geometria e il percorso di analisi che inizia con i meccanismi di collasso (cinematismi), procede con l'analisi strutturale globale (modale e pushover) sull'aggregato nel suo complesso con diverse ipotesi sulla rigidezza degli impalcati, e infine si completa con lo studio del comportamento della singola unità strutturale (US).
Nel corso dell'analisi dei meccanismi di collasso, particolarmente interessante è la flessione verticale di una parete di confine tra due unità strutturali. Questo meccanismo può essere innescato per la presenza di un solaio sfalsato e nel caso in cui la parete non goda di buon ammorsamento con le pareti ortogonali.
In Analisi globale, per l’aggregato oggetto di studio sono state considerate due situazioni limite:
impalcati deformabili: livelli deformabili con link orizzontali infinitamente rigidi solo nel piano verticale
impalcati rigidi: lvelli deformabili con tutti i solai infinitamente rigidi
delle quali sono mostrati gli effetti in analisi modale e in analisi pushover.

Dopo la modellazione e l'analisi dell'aggregato nel suo complesso, viene studiata l'unità strutturale di testata. Dal confronto tra le due analisi, risulta che l'unità singola restituisce indicatori di rischio sismico inferiori sia nell’ipotesi di impalcati deformabili sia nell’ipotesi di impalcati rigidi. Questo fenomeno può essere interpretato con la considerazione che nel comportamento globale dell’aggregato le varie Unità strutturali collaborano tra di loro, mentre nell’analisi dell’unità strutturale di testata abbiamo tenuto conto del solo effetto instabilizzante dovuto all’unità strutturale adiacente.

In definitiva, possiamo concludere che l’analisi del comportamento globale dell’aggregato è realistica quando si può contare sulla mutua collaborazione delle varie unità strutturali grazie a un buon ammorsamento tra le pareti.
In caso contrario è a favore di sicurezza analizzare separatamente il comportamento delle singole unità strutturali avendo cura di considerare le interazioni con le unità strutturali contigue.