Valutazione della sicurezza sismica di edifici in calcestruzzo armato con modellazione numerica o analitica semplificata

Abstract

Il seguente elaborato è suddiviso in quattro parti: 1. utilizzo del metodo analitico step by step SLAMA, descritto ed introdotto nell’ambito della letteratura neozelandese di settore, per una valutazione semplificata tramite foglio di calcolo della curva di capacità della struttura in esame. In particolare si fa riferimento ad una geometria con pilastri di sezione rettangolare e travi con armature simmetriche; 2. realizzazione di un modello a plasticità concentrata tramite software agli elementi finiti SAP2000 della struttura definita nell’ambito del progetto RINTC al fine di tarare la modellazione dell’edificio caso studio. In questo caso la struttura presenta lo stesso sviluppo in pianta dell’edificio considerato precedentemente ma con tutti i pilastri di sezione quadrata e un differente sviluppo delle armature delle travi. In particolare l’obbiettivo è ricreare le pushover ottenute nel progetto RINTC tramite software OpenSees; 3. realizzazione di un modello numerico tramite software SAP2000 con la stessa geometria studiata con il metodo analitico per confrontare le curve di capacità e le modalità di rottura degli elementi. 4. svolgimento delle verifiche sismiche secondo le NTC 2018 per l’edificio caso studio considerando due siti differenti, uno ad alta sismicità ed uno a bassa sismicità. In conclusione si é osservato che il metodo analitico SLAMA é in grado di cogliere il comportamento dell'edificio in termini di rigidezza e resistenza ma porta ad una stima cautelativa della capacitá della struttura. Tramite il confronto con il metodo numerico si é particolarizzato il metodo SLAMA per l'edificio caso studio di questo elaborato riuscendo a migliorarne la previsione del comportamento della struttura. Le verifiche sismiche sull'edificio confermano che la struttura progettata per i soli carichi verticali non é in grado di resistere a terremoti che si verificano in zone sismiche ad alta pericolositá (zone sismiche 1 e 2).

The following paper is divided into four parts: 1. use of the analytical step-by-step SLAMA method, described and introduced within the New Zealand industry literature, for a simplified evaluation by spreadsheet of the capacity curve of the structure under consideration. In particular reference is made to a geometry with pillars of rectangular section and beams with symmetrical reinforcement; 2. realization of a concentrated plasticity model with the finite element software SAP2000 of the structure defined in the RINTC project in order to calibrate the modeling of the building case study. In this case the structure has the same development in plan of the building previously considered but with all the pillars of square section and a different development of the reinforcements of the beams. In particular the objective is to recreate the pushover obtained in the RINTC project using OpenSees software; 3. realization of a numerical model using SAP2000 software with the same geometry studied with the analytical method to compare the capacity curves and the failure modes of the elements. 4. performance of seismic verifications according to NTC 2018 for the case study building considering two different sites, one with high seismicity and one with low seismicity. In conclusion it has been observed that the analytical method SLAMA is able to capture the behavior of the building in terms of stiffness and strength but leads to a conservative estimate of the capacity of the structure. Through the comparison with the numerical method has been particularized the SLAMA method for the building case study of this paper succeeding in improving the prediction of the behavior of the structure. Seismic verifications on the building confirm that the structure designed for vertical loads only is not able to resist to earthquakes occurring in seismic zones of high danger (seismic zones 1 and 2).