Jerk sismico e sollecitazioni impulsive: progettazione di rinforzi delle murature

19 gen 2023


Notizia

 (19.01.2023) Siamo lieti di segnalare la pubblicazione del nuovo articolo di Massimo Mariani e Francesco Pugi:
Jerk sismico e sollecitazioni impulsive: progettazione di rinforzi delle murature
Dopo un inquadramento del Jerk (definito dalla variazione dell'accelerazione) e dei suoi effetti sulle strutture, viene proposta per la prima volta una procedura progettuale relativa ai particolari costruttivi degli edifici esistenti in muratura, finalizzata all’individuazione di specifici criteri di contrasto agli effetti delle azioni impulsive.

Nel precedente articolo degli Autori sul Jerk è stata presentata la stretta relazione fra danni da Jerk e crisi locali con successivo possibile innesco di crolli caotici, secondo uno schema tipico di un’insufficiente robustezza della costruzione. Questa fenomenologia fornisce un efficace percorso di interpretazione dei dissesti generati dai recenti eventi su edifici esistenti in muratura, con crolli causati da processi disgregativi nei quali un ruolo fondamentale è stato svolto dalle azioni di martellamento di tipo impulsivo.
Sono stati evidenziati due aspetti fondamentali:
• la formulazione delle azioni impulsive in termini di forze, che generano incrementi istantanei di stress con possibili crisi per resistenza;
• la valutazione delle frequenze in relazione ai periodi propri delle strutture: l’eventuale risonanza, infatti, amplifica gli effetti dinamici.
Attraverso un’analisi statistica delle frequenze del Jerk, si sono riscontrati nella componente verticale valori comparabili con i periodi propri delle strutture.
Nel nuovo lavoro, l’attenzione viene focalizzata sul collegamento solaio-parete
L’esperienza indica che sotto la sollecitazione sismica dinamica i solai difficilmente giungono al collasso per insufficiente resistenza o eccessiva deformazione lungo la propria struttura: il loro dissesto dipende più frequentemente dal cedimento delle murature a cui sono vincolati. La porzione di muratura interessata dal vincolamento del solaio è inclusa nella cosiddetta ‘zona rigida’ geometricamente definita dall’intersezione fra maschi e fasce, collocata alla base e alla sommità dei maschi murari.
Si tratta di una parte di muratura normalmente non considerata nelle verifiche di sicurezza, ma che tuttavia è sede di fenomeni locali che possono assumere un ruolo fondamentale per l’equilibrio.
In generale, i progetti di consolidamento antisismico, negli àmbiti sia della riparazione sia della prevenzione, prevedono il collegamento perimetrale dei solai e la corretta connessione con le murature portanti.
Tuttavia, questo può rivelarsi insufficiente per evitare crisi locali sotto effetti impulsivi prodotti dal Jerk, con perdita di robustezza e innesco di crolli caotici progressivi, particolarmente temibili nei casi di muratura disordinata e con malta di bassa qualità.
L’equilibrio e la resistenza dei nodi di vincolamento dei solai devono pertanto essere analizzati anche nei confronti delle continue variazioni dell’accelerazione, che possono generare azioni impulsive Jerk di entità localmente superiore alle sollecitazioni statiche e sismiche inerziali, con concentrazioni di stress e possibili disgregazioni della muratura.
Si rivelano necessari il contenimento della muratura e l’inserimento di elementi resistenti a trazione riservati all’assorbimento delle sollecitazioni impulsive. Elementi trasversali aggiuntivi costituiscono una naturale estensione dell’intervento con intonaco armato, sia di tipo tradizionale sia di nuova generazione. 
Con l’aggiunta di elementi piegati si può garantire la continuità dell’intonaco armato in corrispondenza del nodo, aspetto in genere trascurato in particolare nei nodi fra pareti portanti e solai interni all’edificio. L’interruzione dell’intonaco armato in corrispondenza dell’estradosso e dell’intradosso del solaio può infatti costituire una causa di vulnerabilità locale.
Nell'articolo viene presentato il dimensionamento del nodo solaio-parete sotto azioni impulsive, rinforzato con elementi aggiuntivi locali finalizzati a contrastare l'azione del Jerk.