AUTORE: Christian Profili
RELATORE: Pietro Crespi, Massimo Gallipoli
INTERNSHIP: RENCO SPA
MASTER: Progettazione sismica delle strutture per costruzioni sostenibili a.a. 2016-17
Nell’ottica dell’adeguamento sismico di edifici esistenti ubicati in zone classificate solo attualmente come sismiche vi è la possibilità di isolare il fabbricato alla base mediante apposite tecnologie. E’ il caso di un fabbricato, sito in provincia di Pesaro, adibito ad uffici con struttura portante in calcestruzzo armato, oggetto di isolamento alla base mediante isolatori elastomerici ad alto smorzamento denominati, in ambito internazionale, HDRB.
Il fabbricato è caratterizzato da una pianta a trapezio con pilastri posizionati in modo da avere luci di circa 5.00 m, disposti attorno ad un nucleo centrale con scala ed ascensore; in elevazione, il palazzo ha quattro piani per un’altezza totale di circa 14.50 m.
Per il caso in oggetto si è scelto di utilizzare gli isolatori HDRB i quali sono costituiti da strati alterni di acciaio e di elastomero collegati mediante vulcanizzazione. Il loro comportamento può essere modellato come lineare, una volta valutata la rigidezza equivalente e lo smorzamento viscoso equivalente. Solitamente essi sono realizzati con mescole elastomeriche ad alto smorzamento, cioè con coefficiente di smorzamento viscoso equivalente tra il 10 ed il 15% ed una deformazione a taglio del 100%.
Nel pre-dimensionamento del sistema isolante si è reso necessario valutare il periodo fondamentale della struttura a base fissa; tale valutazione è obbligatoria per il calcolo della rigidezza orizzontale degli isolatori. Noti tali valori si è potuto procedere al posizionamento progettuale (in pianta) degli isolatori. Pertanto, si è proceduto alla modellazione degli isolatori nell’apposito modello ad elementi finiti . La modellazione prevede che il sistema sia implementato quale lineare equivalente solo se soddisfatte alcune necessarie condizioni tra le quali quella che indica che la rigidezza equivalente del sistema di isolamento deve essere non minore del 50% della rigidezza secante per cicli con spostamento pari al 20% dello spostamento di riferimento o che lo smorzamento lineare equivalente del sistema di isolamento sia inferiore al 30%. Verificate tutte le condizioni per poter implementare il sistema quale lineare equivalente, nell’apposito modello ad elementi finiti implementato con il Midas Gen, gli isolatori sono stati inseriti come link del tipo viscoelastic damper. E’ stata quindi svolta un’analisi modale, attraverso la quale si è potuto constatare la bontà del sistema (essendo le verifiche degli isolatori soddisfatte positivamente). Ciò ha consentito di avere vantaggi anche in termini economici riducendo significantemente l’incidenza delle armature necessarie per la verifica sismica.