Modellazione Strutturale

La modellazione dell'edificio per l'analisi sismica si basa su una schematizzazione a maschi murari (o setti), corrispondenti alle porzioni di muratura comprese fra due aperture o fra una apertura e un nodo d'incrocio. L'elemento maschio è dotato di rigidezza tagliante e flessionale e tiene conto della rigidezza delle fasce di piano con un fattore equivalente di riduzione della luce netta, secondo studi disponibili in letteratura. I valori di rigidezza sono valutati assumendo per il maschio uno schema shear-type, che è una ipotesi generalmente accettabile in presenza di murature sufficientemente ammorsate negli incroci: in queste condizioni la struttura mostra un evidente effetto scatolare, nel quale le murature trasversali impediscono con buona approssimazione le rotazioni nelle sezioni di piede e di testa del maschio. Si ipotizza per i maschi murari un comportamento elastico-perfettamente plastico, diversificato per taglio e pressoflessione longitudinale, definito dalla resistenza ultima e dai valori limite di deformazione (duttilità di danno, duttilità ultima).

Nella costruzione del modello, maschi contigui non intercalati da apertura sono riconosciuti solidali e omogeneizzati nella rigidezza flessionale. Si considerano i contributi di rigidezza di fondazioni sfalsate, valutando la quota parte del tagliante sismico direttamente assorbito da tali elementi. L'analisi sismica è di tipo statico non lineare (analisi pushover), condotta facendo variare il sisma secondo una scansione angolare stabilita dall'utente e procedendo per incrementi di carico successivi fino al raggiungimento degli stati limite di interesse imposti dalla normativa adottata.

Per analisi secondo le Ntc08, gli stati limite di interesse sono:

• SLD stato limite di danno,
• SLV stato limite di salvaguardia vita,
• SLC stato limite di collasso.

Per analisi secondo le Ntc96, gli stati limite di interesse sono:

• SLE stato limite elastico (verifica non obbligatoria),
• SLF stato limite di fessurazione (verifica non obbligatoria),
• SLU stato limite ultimo o di collasso.

L'Analisi Pushover per Edifici in Muratura

L'analisi è condotta assoggettando l'edificio all'azione contemporanea dei carichi verticali, permanenti e varibili opportunamente combinati, e delle forze statiche equivalenti al sisma che generano nella muratura i taglianti di piano cumulati in altezza. Fissata una direzione sismica, l'analisi pushover procede per incrementi successivi delle forze sismiche, determinando per ogni passo di carico il taglio e la duttilità residua dei setti. Il controllo della duttilità consente di controllare se nel passo di carico è stato raggiunto uno stato limite di interesse e di individuare i setti che raggiungono la soglia di collasso (duttilità limite di collasso). Tali setti non daranno più contributo all'assorbimento del tagliante sismico nei passi di carico successivi, per cui col progredire dei collassi locali la struttura perde progressivamente capacità portante nei confronti delle azioni orizzontali. Quando il calo della forza resistente raggiunge un limite prefissato, si assume raggiunto il limite di collasso e l'analisi ha termine. Nel corso del processo il programma salva tutte le informazioni necessarie per la costruzione della curva di capacità o curva pushover, che sarà utilizzata per la successiva procedura di verifica per valutare l'accelerazione al suolo corrispondente al raggiungimento degli stati limite di interesse (capacità di Pga). La verifica finale consisterà quindi nel controllare che la capacità di Pga risulti maggiore della domanda di Pga richiesta dalla normativa o, in termini equivalenti, che il fattore di sicurezza ottenuto dal rapporto capacità/domanda sia maggiore di 1.

Le verifiche sismiche relative all'analisi pushover

Una volta che le curve dell'analisi pushover siano disponibili, è possibile eseguire le verifiche sismiche, che consistono nel valutare il grado di sicurezza della struttura muraria in relazione al raggiungimento di stati limite predefiniti in funzione della norma adottata. L'analisi secondo Ntc08 richiede il controllo dello stato limite di danno, a cui sono associati danni strutturali di modesta entità, dello stato limite di salvaguardia vita, corrispondente a danni importanti negli elementi strutturali, e dello stato limite di collasso, con danni strutturali molto gravi e perdita di capacità portante. L'analisi secondo Ntc96 richiede il controllo della sicurezza per lo stato limite di collasso. Anche se non richieste dalla norma, nel processo di analisi si ricavano informazioni per gli stati limite elastico e di fessurazione, utili per integrare il quadro complessivo dei risultati. Nei due casi, l'analisi segue in parte un percorso comune, pur nelle differenziazioni di definizione degli stati limite e dei legami elasto-plastici assunti per il maschio murario. Si differenziano nettamente nelle verifiche.

Verifica pushover secondo Ntc08
la verifica secondo Ntc08 consiste nel confronto tra la capacità di spostamento ultimo della costruzione e la domanda di spostamento (Ntc08 punto 7.8.1.6), ottenuta quest'ultima costruendo il sistema bilineare equivalente ad un grado di libertà ed applicando lo spettro di risposta elastico per lo stato limite considerato (Ntc08 7.3.4.1, Opcm 3274 punto 4.5.4); la verifica è quindi espressa in termini di Pga, confrontando le accelerazioni al suolo che portano al raggiungimento dello stato limite (capacità di Pga) e quella richiesta dalla normativa (domanda di Pga);

Verifica pushover secondo Ntc96

la verifica secondo Ntc96 consiste più semplicemente nel confronto fra il tagliante sismico resistente e il tagliante richiesto dalla normativa, anche in questo caso esprimibile in termini di accelerazioni al suolo.