Domanda 6.

Come si può migliorare l’esito della verifica di un’analisi statica non lineare (pushover)?

 

Risposta 6.

Come si sa, la verifica di una pushover consiste nel confrontare la capacità di spostamento (umax) del sistema con la domanda di spostamento (dmax). Affinché la verifica sia soddisfatta, umax deve essere maggiore di dmax, per cui deve valere la seguente relazione:

 

s = umax / dmax >= 1

 

In definitiva per migliorare l’esito della verifica (aumentare il coefficiente di sicurezza s) occorre intervenire sulla struttura facendo in modo che aumenti umax o diminuisca dmax. Per far aumenta umax occorre fare in modo che aumentino le capacità deformative della struttura, mentre per far diminuire dmax occorre far aumentare la resistenza e la rigidezza del sistema equivalente. Per cui, per migliorare l’esito della verifica occorre:

 

  1. far aumentare le capacità deformative della struttura;
  2. far aumentare la resistenza del sistema equivalente;
  3. far aumentare la rigidezza del sistema equivalente.

 

Se tutti i tre parametri sopra riportati aumentano, l’esito della verifica aumenta. Se alcuni dei suddetti parametri aumentano ed altri diminuiscono bisogna valutare se l’effetto positivo dei parametri che aumentano è maggiore dell'effetto negativo dei parametri che diminuiscono.

Per esempio, prese in considerazione le due curve sotto riportate, una riferita alla struttura non consolidata e l’altra riferita alla struttura consolidata, si evince che la capacità deformativa della struttura si mantiene costante (nei due casi lo spostamento ultimo è pressoché uguale), mentre aumenta la resistenza del sistema (si raggiunge una forza finale maggiore - effetto positivo ai fini della verifica) e diminuisce la rigidezza (come si evince dalla figura, la rigidezza del sistema consolidato è inferiore di quello non consolidato - effetto negativo ai fini della verifica). In conclusione, poiché la capacità di spostamento si mantiene costante, l’esito della verifica migliora se il contributo positivo dell’incremento di resistenza è maggiore del contributo negativo della riduzione di rigidezza.

 

  

 

Questo spiega il perché l'esito della verifica diminuisce anche se la resistenza totale della struttura aumenta. Come si può vedere dalle precedenti curve, tutto dipende dalla forma della curva di capacità. Anche se la resistenza finale aumenta di parecchio, la rigidezza può diminuire anche notevolmente, per cui in definitiva, l'esito della verifica può essere peggiore.

Per far aumentare le capacità deformative di una struttura (aumentare la capacità di spostamento umax), si può fare in modo di consolidare gli elementi tale da preferire la rottura a flessione degli elementi stessi. Se la rottura avviene per flessione, lo spostamento ultimo può essere al massimo pari allo 0.8% (0.6% se la parete è esistente) l'altezza della parete, se la rottura avviene per taglio, lo spostamento ultimo può essere al massimo pari allo 0.4% l'altezza della parete. Si evince che rotture a flessione comportano spostamenti maggiori e quindi capacità di spostamenti maggiori.

La rottura a flessione degli elementi si può ottenere consolidando l'elemento stesso con fibre di carbonio: bisogna aumentare il quantitativo di fibre resistenti a taglio fino a che l'elemento è più resistente a taglio e quindi di conseguenza la rottura avviene per flessione.

Per ulteriori approfondimenti sull’argomento si consiglia:

Metodi di calcolo e tecniche di consolidamento per edifici in muratura – Vinci Michele – Flaccovio Editore.   

 



venerdì 15 dicembre 2017

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