Le analisi dinamiche non lineari per la valutazione della vulnerabilità sismica di edifici esistenti in muratura

La vulnerabilità sismica di edifici esistenti in muratura e di oggetti di pregio storico/artistico viene in genere trattata con analisi cinematiche su meccanismi locali. Un approccio di natura diversa è quello delle analisi dinamiche non lineari o di rocking (dondolamento), in cui continua a valere l’assunzione di blocco rigido, ma il modello meccanico è sostanzialmente differente. Nel presente contributo vengono delineate le sue principali caratteristiche, considerando sia il moto bilaterale (valido per elementi svettanti, snelli e comunque non vincolati) sia il moto unilaterale (facciate di edifici in muratura). Vengono altresì discusse le differenze tra le analisi cinematiche e le analisi dinamiche in termini di output e i risultati che da esse conseguono, mettendo in luce l’importanza di considerare le seconde come complementari a quelle usate tradizionalmente.

Nelle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni del 2018 il tema della vulnerabilità sismica degli edifici esistenti in muratura e di oggetti di pregio storico-artistico viene affrontato tramite l’identificazione dei meccanismi locali, che si attivano per un carente grado di connessione delle pareti agli elementi adiacenti, siano essi muri perpendicolari o orizzontamenti, nonché per amplificazione dinamica di spinte orizzontali dovuta ad archi o volte.

Tali meccanismi fuori piano sono effettivamente insidiosi e si sono sovente manifestati nei recenti terremoti italiani. I meccanismi locali riguardano blocchi assunti come rigidi, singoli o multipli, collegati da vincoli interni, generalmente cerniere cilindriche. Tale assunzione, che si associa a quelle adottate da Jacques Heyman (1966) per lo studio della cinematica degli archi (infinita resistenza a compressione, resistenza a trazione nulla e assenza di scorrimento), consente di trascurare la deformabilità della parete e valutarne l’evoluzione cinematica tramite il principio dei lavori virtuali.

Nella recente normativa italiana, l’analisi dinamica non lineare è per la prima volta ammessa per questi meccanismi, affiancandosi a quelle cinematiche lineari e non lineari. La norma non offre tuttavia indicazioni esaustive per il progettista, in quanto specifica soltanto di assumere “accelerogrammi in numero sufficiente ad individuare una risposta media significativa”. Mancano, infatti, riferimenti sulle modalità di modellazione dei meccanismi fuori piano e loro analisi. In questo contributo si vuole descrivere un modello possibile per analisi dinamiche non lineari, relativo al meccanismo di rocking o dondolamento, caratterizzante la rotazione di blocchi rigidi per effetto di azioni dinamiche. […]

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