Università degli Studi di Napoli Federico II Dottorato di Ricerca in Rischio Sismico - XXIV ciclo L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Flavia De Luca Pf =1x10-6 Dipartimento di Ingegneria Strutturale Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo Obiettivi del progetto di ricerca Valutazione dell’influenza di parametri integrali su sistemi SDOF e MDOF in funzione della variabilità delle misure di intensità (IM), della tipologia di input (accelerogrammi naturali, sintetici e artificiali) e dei parametri di risposta strutturale (EDM). Analisi di affidabilità strutturale e di vulnerabilità su edifici in cemento armato esistenti e di nuova progettazione in funzione di parametri di risposta di picco o di tipo integrale. Calibrazione su base dinamica di metodi statici per la valutazione della risposta strutturale tenendo conto dell’effetto della durata sismica e di altri parametri di risposta ciclica. Confronto tra la valutazione della risposta strutturale di strutture in c.a. con approccio “displacement-based” e “energy-based”. Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo Introduzione Il problema di valutare la risposta strutturale di edifici in c.a. su scala di dettaglio e ad esempio da un punto di vista energetico deve necessariamente passare per lo studio e la scelta delle metodologie più adatte per accertare questo tipo di effetti, nel caso dell’analisi strutturale ciò necessariamente passa per metodologie di tipo dinamico non lineare, fino, in ultimo a condurre alla calibrazione di metodologie meno rigorose. Per cogliere inoltre effetti di tipo ciclico attraverso analisi dinamiche non lineari su strutture e nel caso più specifico su strutture in cemento armato sono necessari alcuni strumenti: • Approfondimento delle problematiche di selezione dell’input inizialmente attraverso applicazioni su sistemi semplici rappresentativi del comportamento globale delle strutture. •Approfondimento delle eventuali problematiche più comuni degli edifici in cemento armato se progettati con criteri obsoleti e su come una progettazione con criteri antisismici possa ovviare a queste ultime •Osservazione di casi reali per verificare dall’esperienza e dai danni osservati la reale l’affidabilità delle tecniche e degli strumenti di analisi utilizzati. Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Rischio Sismico - XXIV ciclo Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Sommario La domanda: spettro-compatibili selezione di accelerogrammi Confronto delle prestazioni sismiche di telai esistenti e di nuova progettazione Analisi su base osservazionale delle cause di collasso di un edificio in c.a. 4,5 m 4,5 m 30x50 cm2 30x50 cm2 4,5 m 30x30 cm2 30x30 cm2 30x30 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x30 cm2 30x50 cm2 30x30 cm2 30x30 cm2 30x30 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x35 cm2 30x50 cm2 30x30 cm2 30x30 cm2 30x30 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x35 cm2 4,5 m 30x50 cm2 30x30 cm2 30x30 cm2 30x30 cm2 3,0 m 30x50 cm2 30x50 cm2 30x35 cm2 3,0 m 30x50 cm2 30x30 cm2 3,0 m 30x30 cm2 30x30 cm2 30x30 cm2 30x50 cm2 4,5 m Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo La domanda – selezione di accelerogrammi spettro-compatibili La verifica di strutture mediante analisi dinamica non lineare richiede la selezione di un adeguato input accelerometrico. Gran parte delle normative sismiche nel mondo suggeriscono che la selezione sia fatta assumendo la compatibilità degli spettri elastici delle registrazioni selezionate o generate con lo spettro elastico di progetto per lo stato limite in esame. Le tipologie di registrazioni che possono essere utilizzate si dividono in tre gruppi: •Registrazioni REALI •Registrazioni SINTETICHE •Registrazioni ARTIFICIALI Sono ottenute da registrazioni di eventi realmente verificatisi e possono eventualmente essere scalate (Iervolino et al., 2008) o corrette tramite Sono ottenute tramite la simulazione l’inserimento di frequenze impulsive (wavelets) del processo di rottura causato (Hancock et al., 2006) per ottenere la compatibilità dall’evento e generalmente si con lo spettro di riferimento riferiscono ad uno scenario caratteristico del sito in termini di Sono ottenute tramite procedure magnitudo (M), distanza (R) di e generazione basate sulla “random caratteristiche sismologiche della vibration theory” e la compatibilità sorgente (Bazzurro & Luco, 2004) . spettrale si ottiene tramite correzione iterativa dello spettro di ampiezza di Fourier rispetto a quello di riferimento (Pinto et al., 2004). Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo La domanda – selezione di accelerogrammi spettro-compatibili La procedura di matching spettrale è affrontata dal punto di vista strutturale in termini di risposta di spostamento non lineare e di risposta ciclica scegliendo come riferimento un possibile spettro di normativa selezionando sei categorie di 28 accelerogrammi composte di quattro set di sette registrazioni spettro-compatibili. Lo spettro di riferimento rispetto al quale si è effettuata la procedura di matching è stato ricavato in base ai seguenti • 28 record Reali Non Scalati (URR) parametri: Latitudine (Avellino) • 2840.914 record Longitudine Reali Scalati14.78 con fattore di scala medio limitato a 5 (SF5) Stato Limite di Salvaguardia della Vita (SLV) • 28 record Reali Scalati con fattore di scala medio limitato a 12 (SF12) Tipo di Suolo A • 28 record corretti con inserimento di wavelet (RSPMatch) Vita Nominale (V Reali ) 50 anni N Classe d’uso (CU) II • 28 record Artificiali (Belfagor) • 28 record Artificiali (Simqke) Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Rischio Sismico - XXIV ciclo Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 La domanda – selezione di accelerogrammi spettro-compatibili REALI NON SCALATI (URR) M→ [5.6-7.8] Repicentrale → [0 km – 35 km] Match → [0.15s – 2.0 s] tol → [-10%; +30%] Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo La domanda – selezione di accelerogrammi spettro-compatibili REALI SCALATI MODERATAMENTE (SF5) M→ [5.6-7.8] Repicentrale → [0 km – 35 km] Match → [0.15s – 2.0 s] tol → [-10%; +30%] Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo La domanda – selezione di accelerogrammi spettro-compatibili REALI SCALATI SIGNIFICATIVAMENTE (SF12) M→ [5.5-7.8] Repicentrale → [0 km – 50 km] Match → [0.15s – 2.0 s] tol → [-10%; +30%] Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo La domanda – selezione di accelerogrammi spettro-compatibili REALI CORRETTI TRAMITE INSERIMENTO DI WAVELET (RSPMatch2005) Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo La domanda – selezione di accelerogrammi spettro-compatibili ARTIFICIALI NON STAZIONARI (BELFAGOR) Durata 21.48 s Intervallo di campionamento 0.005 s Flavia De Luca – L’influenza della durata sismica sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo La domanda – selezione di accelerogrammi spettro-compatibili ARTIFICIALI STAZIONARI (SIMQKE) Durata 25.0 s Intervallo di campionamento 0.01 s Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Rischio Sismico - XXIV ciclo Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 La domanda – selezione di accelerogrammi spettro-compatibili ANALISI e RISULTATI Ciascuno dei record selezionati è stato utilizzato come input per analisi dinamiche non lineari applicate a 20 sistemi ad un grado di libertà (SDOF) di periodo variabile tra 0.1 s e 2.0 s caratterizzati da un legame elasto-plastico incrudente (EPH) con rapporto di incrudimento pari al 3 % della rigidezza elastica. Il fattore di riduzione R è stato assunto pari rispettivamente a 4, 6 e 10. Il parametro (EDP) utilizzato per l’analisi della risposta di picco è il rapporto tra il massimo spostamento inelastico e quello elastico dello spettro di riferimento (SdR=j/Sdel-target). Il parametro (EDP) utilizzato per l’analisi della risposta ciclica è il numero di cicli 1.00 F [N] equivalenti (Ne). 0.80 EH Ne Fy Sd R j D y 0.60 0.40 0.20 D [m] 0.00 in cui EH è l’energia isteretica dissipata, Fy è la forza di snervamento, Δy è lo spostamento di snervamento ed SdR=j lo spostamento massimo (Manfredi 2001). -0.03 -0.02 -0.01 0.00 -0.20 0.01 0.02 0.03 -0.40 -0.60 -0.80 -1.00 Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo La domanda – selezione di accelerogrammi spettro-compatibili R=6 Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo La domanda – selezione di accelerogrammi spettro-compatibili R=6 Flavia De Luca – L’influenza della durata sismica sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo La domanda – selezione di accelerogrammi spettro-compatibili RISPOSTA di PICCO Gli accelerogrammi artificiali, in misura maggiore, e quelli corretti mediante wavelet, in misura minore, sembrano condurre ad una sottostima dei valori di spostamento rispetto alla risposta di accelerogrammi reali e reali scalati. D’altra parte l’ampia variabilità (non naturale) delle registrazioni URR assunte quale riferimento, figlia del vincolo applicato sulla media e non sulla deviazione standard va necessariamente tenuta in conto nella valutazione della eventuale sottostima della risposta in spostamento delle registrazioni artificiali. RISPOSTA CICLICA Gli accelerogrammi artificiali, in misura maggiore, e quelli corretti mediante wavelet, in misura di gran lunga minore, conducono ad una netta sovrastima (di gran lunga più significativa della sottostima degli spostamenti) rispetto alla risposta di accelerogrammi reali e reali scalati. Tale conclusione è in perfetto accordo con le prescrizioni normative che ne sconsigliano l’uso per sistemi in cui la risposta ciclica è importante (eg. opere geotecniche). Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo Confronto della prestazione sismica di telai esistenti e di nuova progettazione CONFRONTO della RISPOSTA SISMICA PROGETTAZIONE Regio Decreto 2229 DM 14/01/08 MODELLAZIONE Presenza o meno di ridistribuzione da fessurazione. Presenza del confinamento. VARIABILITÀ DELLA RISPOSTA in funzione dell’INPUT SISMICO METODOLOGIE di ANALISI Analisi Statica Non Lineare Scelta dell’input in funzione di parametri sismologici caratteristici (M, R) TELAIO GRAVITAZIONALE Analisi Dinamica Non Lineare “cloud” Analisi Dinamica Non Lineare “IDA” TELAIO DUTTILITÀ ALTA Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo Confronto della prestazione sismica di telai esistenti e di nuova progettazione TELAIO GRAVITAZIONALE Progettato secondo il Regio Decreto 2229 4,5 m 4,5 m 30x50 cm2 30x50 cm2 4,5 m 30x30 cm2 30x30 cm2 30x30 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x30 cm2 30x50 cm2 30x30 cm2 30x30 cm2 30x30 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x35 cm2 30x50 cm2 30x30 cm2 30x30 cm2 30x30 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x35 cm2 4,5 m 30x50 cm2 30x30 cm2 30x30 cm2 30x30 cm2 3,0 m 30x50 cm2 30x50 cm2 30x35 cm2 3,0 m 30x50 cm2 30x30 cm2 3,0 m 30x30 cm2 30x30 cm2 30x30 cm2 30x50 cm2 4,5 m σamm, cls per sforzo normale centrato → 6 MPa σamm, cls per flessione → 7.5 MPa σamm, acciaio → 180 MPa fcm → 19 MPa fym → 360 MPa T1 → 0.95 s Massa partecipante primo modo →95% Dato il metodo di progettazione si è potuto progettare esclusivamente il telaio senza dover necessariamente progettare la struttura dalla quale è stato estrapolato. Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo Confronto della prestazione sismica di telai esistenti e di nuova progettazione TELAIO DUTTILITÀ ALTA Progettato secondo le Norme Tecniche per le Costruzioni (DM 14/01/08) 4,5 m 4,5 m 30x50 cm2 30x50 cm2 4,5 m 30x40 cm2 30x40 cm2 30x30 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x40 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 Calcestruzzo → C25/30 fck 30 MPa 30x50 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x40 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 4,5 m 30x50 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 30x40 cm2 3,0 m 30x50 cm2 30x50 cm2 30x50 cm2 3,0 m 30x50 cm2 30x50 cm2 3,0 m 30x40 cm2 30x40 cm2 30x30 cm2 30x50 cm2 4,5 m Acciaio → B450C fyk 450 MPa Suolo B Torre del Greco ag 0.187g Struttura irregolare in altezza Fattore di struttura → 5.85·0.80 = 4.86 T1 → 0.63 s Massa partecipante primo modo →92% Dato il metodo di progettazione si è dovuta progettare l’intera struttura attraverso un’analisi dinamica lineare tenendo conto della contemporaneità della azioni (30% effetti), verificando i pilastri per una sollecitazione di pressoflessione deviata. Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Rischio Sismico - XXIV ciclo Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Confronto della prestazione sismica di telai esistenti e di nuova progettazione ANALISI STATICA NON LINEARE 700 600 MECCANISMO GLOBALE V [kN] 500 400 300 Teff [s] Drich Dcap r [m] [m] [\] Gravitazionale (ip1) 1.52 0.10 0.13 0.74 Duttilità alta (ip1) 1.06 0.07 0.29 0.26 Gravitazionale (ip2) 0.95 0.06 0.09 0.65 Duttilità alta (ip2) 0.63 0.04 0.35 0.13 Telaio Gravitazionale(ip1) SLV Gravitazionale(ip1) Duttilità Alta(ip1) SLV Duttilità Alta(ip1) Gravitazionale(ip2) SLV Gravitazionale(ip2) Duttilità Alta(ip2) SLV Duttilità Alta(ip2) 200 MECCANISMO LOCALE (I PIANO) 100 0 0 0.2 0.4 D [m] 0.6 0.8 Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. 1 Rischio Sismico - XXIV ciclo Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Confronto della prestazione sismica di telai esistenti e di nuova progettazione INPUT SISMICO Disaggregazione della pericolosità sismica per il valore della PGA al sito (Torre del Greco; lat. 40.78, long. 14.41, TR=475 anni). (http://esse1.mi.ingv.it/) La disaggregazione è bimodale, tenendo conto che è fatta per la PGA e che il secondo modo tende ad enfatizzarsi per le ordinate spettrali di interesse per le strutture si sono considerati 1 registrazioni accelerometriche naturaliSET 2 due set composti SET di sette scalate linearmente selezionati in funzione degli intervalli di M ed R dei due modi. Set 1 → M [6.0;7.0] R [40km; 70km] SFmedio = 2.47 Set 2 → M [4.5;5.9] R [0km; 20km] SFmedio = 2.65 Flavia De Luca – L’influenza della durata sismica sul comportamento di strutture in c.a. Rischio Sismico - XXIV ciclo Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Confronto della prestazione sismica di telai esistenti e di nuova progettazione ANALISI DINAMICA NON LINEARE ANALISI “CLOUD” Set 1 6.0 5.0 Gravitazionale(ip1) Duttilità Alta(ip1) μ Gravitazionale(ip1) μ Duttilità Alta(ip1) 5.0 4.0 Gravitazionale(ip1) Duttilità Alta(ip1) μ Gravitazionale(ip1) μ Duttilità Alta(ip1) 4.0 Sa(Tel ) [m/s 2] Sa(Tel ) [m/s 2] Set 2 6.0 3.0 2.0 3.0 2.0 1.0 1.0 0.0 0.0 0.0 1.0 2.0 3.0 IDR [%] Telaio 4.0 5.0 0.0 1.0 2.0 3.0 IDR [%] Set1 4.0 Set2 μ σ μ σ Gravitazionale (ip.1) 0.94 0.57 0.87 0.39 Duttilità Alta (ip.1) 0.46 0.27 0.46 0.28 Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. 5.0 Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo Confronto della prestazione sismica di telai esistenti e di nuova progettazione Incremental Dynamic Analysis (Vamvatsikos e Cornell, 2001) GRAVITAZIONALE DUTTILITÀ ALTA Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo Confronto della prestazione sismica di telai esistenti e di nuova progettazione La scelta dell’input sismico fatta in ragione della disaggregazione al sito mostra come il vincolo spettrale proposto dalla norma renda poco influenti i parametri sismologici di selezione (M, R) sulla risposta media delle strutture sia esistenti che di nuova progettazione. Le prestazioni del telaio progettato in duttilità alta sono fino a 5 volte circa migliori di quelle del telaio gravitazionale ma soprattutto, in ragione del fatto che entrambi risultano verificati, il primo garantisce una capacità molto superiore alla richiesta di progetto dovuta agli impliciti fattori di sicurezza adottati nell’analisi dinamica lineare e nell’iter progettuale previsto dalla norma. La gerarchia tra le metodologie di analisi adottate via via più accurate e i rapporti domanda su capacità viene essenzialmente rispettata. Va tuttavia preso in considerazione il fatto che per un edificio di nuova progettazione il comportamento di un singolo telaio estrapolato non necessariamente è rappresentativo della risposta di quest’ultimo. Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo Analisi su base osservazionale delle cause di collasso di un edificio in c.a. Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo Analisi su base osservazionale delle cause di collasso di un edificio in c.a. La struttura è un edificio in c.a. di tre piani più un piano mansardato costruita presumibilmente alla fine degli anni ’80. La pianta presenta un’approssimativa forma a T irregolare. L’anima della T è orientata in direzione Est. E’ stata raccolta una ricca documentazione fotografica relativa all’edificio (Verderame et al. 2009). La struttura presenta un meccanismo di piano soffice al primo livello, con crisi completa delle tamponature ivi presenti. Ai piani superiori non si registra danno strutturale ma esclusivamente fessurazione dei tamponamenti. Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Rischio Sismico - XXIV ciclo Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Analisi su base osservazionale delle cause di collasso di un edificio in c.a. LA RICOSTRUZIONE DEL MODELLO E DEI DETTAGLI STRUTTURALI TAMPONATURE SEZIONI IN C.A. Laterizio forato a doppia fodera 4.0 m (12+8)cm 8Φ 12 staffe Φ 8/15 cm PROPRIETÀ MECCANICHE: 4.0 m 4.0 m 4.0 m 5.5 m DOPPIA IPOTESI 50 •weak infill: cm 4.0 m 4.0 m 4.0 m Ew = 3600 MPa Gw = 0.30Ew = 1080 MPa 30 cm t = 0.30 MPa 0 PROPRIETÀ MECCANICHE •strong infill: fcm = 20 MPa Ew = 5600 MPa EC = 27000 MPa Gw = 0.30Ew = 1680 MPa fym = 440 MPa (FeB44k) t0 = 0.40 MPa 4.0 m 4.0 m 4.0 m 4.0 m hint = 3.0 m 4.0 m 5.5 m Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Rischio Sismico - XXIV ciclo Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Analisi su base osservazionale delle cause di collasso di un edificio in c.a. LA MODELLAZIONE NON LINEARE – TAMPONATURE Axial force, F 300 (Dmax , Fmax=1.30 Fcr) shear force, V [kN] strong infill weak infill 250 200 (Dcr ,Fcr ) (Ewbwtw /dw) 150 0.10Kel 100 (Du ,Fu=0.00) Kel Axial displacement, D 50 IDR 0 0.0% 0.1% 0.2% 0.3% 0.4% 0.5% 0.6% 0.7% •MODELLO A SINGOLO PUNTONE •MODELLO A TRE PUNTONI IN PARALLELO: z z/2 beam column z hw 2 h LEGAME ISTERETICO TIPO TAKEDA Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Rischio Sismico - XXIV ciclo Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Analisi su base osservazionale delle cause di collasso di un edificio in c.a. LA MODELLAZIONE DELLA CAPACITA’ A TAGLIO •MODELLO A TRALICCIO (Biskinis 2004) Colonne snelle (LV/h>2) hx pl 2 L min N;0.55 A c f c 1 0.05 min 5; D V 1 VR el L 0.16 max 0.5;100 r tot 1 0.16 min 5; V f c A c Vw h Colonne tozze (LV/h<2) VR1 4 N 1 0.02 min 5, plD 1 1.35 1 0.45 100rtot min f 'c , 40 b w z *sin 2 7 A f ' c c •TAGLIO ATTRITO friction Dowel Action VR 2 (A sl f y N) 0.25 A sl f y clamping action + axial load =0.4 (superficie preparata non controllata) Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo Analisi su base osservazionale delle cause di collasso di un edificio in c.a. I MODELLI DI STRUTTURA MODELLO a Pilastri del primo livello a comportamento non lineare a flessione. Tamponature modellate come singolo puntone non lineare a tutti i livelli. MODELLO b Pilastri del primo livello a comportamento non lineare a flessione. Tamponature modellate con tre puntoni non lineari a tutti i livelli. Considerazione della componente verticale del sisma. Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Rischio Sismico - XXIV ciclo Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Analisi su base osservazionale delle cause di collasso di un edificio in c.a. ANALISI DINAMICA NON LINEARE SELEZIONE DELL’INPUT COMPONENTI ORIZZONTALI 2.00 Sa [g] COMPONENTE VERTICALE 2.00 AM043x FA030x CU104x GX066x AM043y CU104y GX066y SLV-A SLV-C SLC-A SLC-C 1.60 1.20 0.80 Sa [g] AM043z FA030z 1.60 CU104z 1.20 GX066z SLV 0.80 0.40 SLC 0.40 t (sec) t (sec) 0.00 0.00 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 (a)AQV segnale GX066 latitudine 42.377; longitudine (b) Stazione 13.344 Stazione AQG segnale FA030 latitudine 42.373; longitudine 13.337 Stazione AQA segnale CU104 latitudine 42.376; longitudine 13.339 Stazione AQK segnale AM043 latitudine 42.345; longitudine 13.401 Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Rischio Sismico - XXIV ciclo Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Analisi su base osservazionale delle cause di collasso di un edificio in c.a. ANALISI DINAMICA NON LINEARE Modello b (tre puntoni + componente verticale) y x 3 Sforzo assiale Taglio sollecitante Taglio resistente (Biskinis squat) Taglio resistente (attrito) VS/VR2 w/ DA VS/VR2 w/o DA AQK AQG AQA AQV Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo Analisi su base osservazionale delle cause di collasso di un edificio in c.a. Assenza di crisi flessionale (duttile) Assenza di crisi a taglio secondo i tradizionali modelli a traliccio Crisi per taglio-attrito dovuta a: •incremento della richiesta causato dall’interazione locale tra tamponature e elementi in c.a. •riduzione della capacità causata da: − presenza della componente verticale ( conseguente variazione di sforzo assiale) − ripresa di getto poco curata − assenza di opportuni dettagli strutturali (armatura trasversale inadeguata in nodi e colonne) Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Seminario 1° anno – 3 novembre, 2009 Rischio Sismico - XXIV ciclo Proseguimento dell’attività di ricerca Studio della risposta strutturale in funzione della tipologia di input: accelerogrammi sintetici e reali per la definizione di scenari Approfondimeto di metodologie di analisi di tipo non lineare incrementale (statico e dinamico) e valutazione quantitativa delle approssimazioni tra metodologie in funzione del livello di accuratezza e delle problematiche specifiche delle strutture (analisi di dettaglio su singola struttura). Calibrazione su base dinamica di metodi statici per la valutazione della risposta strutturale tenendo conto dell’effetto di parametri di risposta di picco e ciclica. Confronto tra la valutazione della risposta strutturale di strutture in c.a. con approccio “displacement-based” e “energy-based”. Flavia De Luca – L’influenza del metodo di analisi sul comportamento di strutture in c.a. Pubblicazioni Iervolino I., Verderame G.M., De Luca F., Elefante L. Confronto della prestazione sismica di strutture esistentiI e di nuova progettazione. XVII Congresso CTE Roma 6-8 novembre 2008. De Luca F., Iervolino I., Cosenza E. “Unscaled, scaled, adjusted, and artificial spectral matching accelerograms: displacement- and energy-based assessment”. XIII Convegno ANIDIS 2009, Bologna 28 giugno – 2 luglio. De Luca F., Elefante L., Iervolino I., Verderame G.M. “Strutture esistenti e di nuova progettazione: comportamento sismico a confronto”. XIII Convegno ANIDIS 2009, Bologna 28 giugno – 2 luglio. De Luca F., Ricci P. Verderame G:M:, Manfredi G. “Interazione locale e globale tra tamponature e strutture in c.a.: gli edifici di Pettino a L’Aquila, un caso studio”. XIII Convegno ANIDIS 2009, Bologna 28 giugno – 2 luglio. Iervolino I., De Luca F., Cosenza E., Manfredi G. “Real, scaled, adjusted and artificial records: a displacement and cyclic response assessment”. ACES Workshop: Advances in PerformanceBased Earthquake Engineering, Corfu (GR): July 4-7, 2009. Chioccarelli E., De Luca F., Iervolino I. Preliminary study of L’Aquila earthquake ground motion records.Disponibileall’indirizzo http://www.reluis.it. De Luca F., Verderame G:M:, Iervolino I. Manfredi G. “Eurocode based assessment of a historical RC structure – Tower of the Nations”. Journal of Earthquake Engineering, (submitted for publication). Verderame G:M:, De Luca F., Ricci P., Manfredi G. “Preliminary analysis of a soft storey mechanism after 2009 L’Aquila earthquake”. Earthquake Engineering and Structural Dynamics (submitted for publication). Ricci P., De Luca F., Verderame G.M. “6th April 2009 L’Aquila Earthquake, Italy Reinforced Concrete Structures Performances”. Bulletin of Earthquake Engineering (submitted for publication). De Luca F., Iervolino I., Cosenza E. “Spectral shape-based assessment of nonlinear response to real, adjusted and artificial accelerograms.”. Soil Dynamics and Earthquake Engineering (submitted for publication). Grazie per l’attenzione