Risultati analisi pushover su modello con malta di qualità

Uno degli aspetti di incertezza nella caratterizzazione del materiale muratura è legato alla qualità della malta di calce. Nella seguente analisi sarà fatta l’ipotesi che la malta sia di qualità scadente e verrà posta attenzione sul suo grado di influenza nei risultati dell’analisi e quindi nel comportamento della struttura. Preso il medesimo punto di controllo, si sviluppa l’analisi non lineare statica e di seguito si riportano i risultati :

Fig. 6.53 : Quadro generale dei risultati analisi pushover, modello con malta di scarsa qualità

Dal confronto fra domanda e capacità di spostamento, nessuna delle 24 analisi statiche non lineari applicate alla struttura in esame risulta verificata allo S.L.V.

Risulta comunque come continua ad essere la direzione y quella maggiormente vulnerabile all’azione sismica mentre in direzione x la situazione, pur non verificando l’analisi, risulta migliore.

Nel seguito sarà discusso il comportamento della struttura evidenziato nelle due curve di pushover che risultano maggiormente gravose per la struttura in esame :

- la curva pushover 10 nella direzione x Du / Dmax = 0,4206

- la curva pushover 22 nella direzione y Du / Dmax = 0,2647

Può risultare utile disporre di una visione globale dei risultati delle analisi pushover attraverso il supporto di grafici:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 d d d d [cm] Vb [MN]

Fig. 6.54 : Curve pushover in direzione X. In rosso azioni sismiche proporzionali al primo modo; in nero azioni sismiche proporzionali alle masse. In blu è messa in evidenza la più gravosa

L’attuale quadro normativo e la verifica strutturale delle costruzioni esistenti

in muratura. Un caso studio: le Scuole Benci di Livorno Capitolo 6

139 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 d d d d [cm] Vb [MN]

Fig. 6.55 : Curve pushover in direzione Y. In rosso azioni sismiche proporzionali al primo modo; in nero azioni sismiche proporzionali alle masse. In blu è messa in evidenza la più gravosa.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 d d d d [cm] Vb [MN]

Pushover 10: curva di capacità di riferimento lungo la direzione X 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 d d d d [cm] Vb [MN]

Fig. 6.57 : Curva di capacità critica in X per la struttura (Pushover n. 10)

L’attuale quadro normativo e la verifica strutturale delle costruzioni esistenti

in muratura. Un caso studio: le Scuole Benci di Livorno Capitolo 6

141

Per una migliore comprensione del comportamento resistente della costruzione sollecitata dal sisma è necessario osservare come si distribuisce il danneggiamento dei maschi murari in pianta per ogni livello. Nelle seguenti figure ai vari colori sono associati diversi danneggiamenti :

Fig. 6.59 : Danneggiamento dei maschi murari al piano terra

Fig. 6.61 : Danneggiamento dei maschi murari al secondo piano

Dall’analisi statica non lineare emerge come tutte le fasce murarie a livello copertura e buona parte di quelle al secondo piano subiscono la rottura per presso flessione,mentre le fasce al primo piano sono plasticizzate. Questo comportamento è plausibile in quanto non sono presenti cordoli oppure catene che stabilizzano l’elemento fascia.

L’analisi mostra le più importanti differenze con il modello precedente relativamente ai maschi murari. Infatti, la maggior parte dei pannelli sono rotti per eccesso di compressione al piano terra o per presso flessione, mentre quelli rotti per taglio sono molto meno numerosi rispetto al caso con malta di qualità buona. Il motivo è da ricercare nel peggioramento delle caratteristiche meccaniche del materiale muratura.

La quasi totalità delle pareti in direzione y risulta integra e questa è logica conseguenza del fatto che non sono considerate resistenti per azioni sismiche con applicazione lungo y .La resistenza fuori piano è trascurabile.

Le pareti centrali 7,8 e 9 mostrano al piano terra una modalità di rottura per compressione. Infatti, i pannelli che nel modello con buona qualità di malta si rompevano a taglio adesso vanno in crisi per eccesso di compressione, mentre al primo piano la modalità di crisi dei pannelli ritorna ad essere di tipo tagliante. Chiaramente il motivo è da ricercare nel valore delle compressioni verticali e nella diminuzione della resistenza della muratura.

L’attuale quadro normativo e la verifica strutturale delle costruzioni esistenti

in muratura. Un caso studio: le Scuole Benci di Livorno Capitolo 6

143

Fig. 6.62 : Legenda danneggiamento pannelli utilizzata dal programma 3MURI

Fig. 6.63 : Parete n. 9, i pannelli al piano terra si rompono prevalentemente per eccesso di compressione mentre al primo piano il danneggiamento principale è dovuto al taglio

Fig. 6.64 : Parete 7 e 8, le pareti al piano terra sono danneggiate prevalentemente per eccesso di compressione

Pushover 22: curva di capacità di riferimento lungo la direzione Y 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 d d d d [cm] Vb [MN]

Fig. 6.65 : Curva di capacità critica in Y per la struttura (Pushover n.22)

L’attuale quadro normativo e la verifica strutturale delle costruzioni esistenti

in muratura. Un caso studio: le Scuole Benci di Livorno Capitolo 6

145

Per una migliore comprensione del comportamento resistente della costruzione sollecitata dal sisma è necessario osservare come si distribuisce il danneggiamento dei maschi murari in pianta per ogni livello. Nelle seguenti figure ai vari colori sono associati diversi danneggiamenti :

Fig. 6.67 : Danneggiamento maschi murari piano terra

Fig. 6.69 : Danneggiamento maschi murari secondo piano

La deformazione mostra un sostanziale accordo con quanto ipotizzato nell’analisi modale, ovvero che la direzione y è quella di maggior debolezza del fabbricato e che l’ala sinistra è la parte meno rigida dello stesso.

Analizzando in maggior dettaglio il modello danneggiato, si nota che le fasce plasticizzano principalmente per presso flessione,in alcuni casi si rompono al primo livello, ed in più si osserva come il danneggiamento aumenti nelle pareti che compongono l’ala sinistra del fabbricato. Per quanto riguarda il danneggiamento dei maschi murari,. L’analisi condotta nel nuovo modello porta ad un sostanziale accordo nei risultati. Ovvero, i pannelli più danneggiati sono concentrati nell’ala di sinistra e la rottura riguarda gli elementi al piano terra.

Unica importante differenze fra i due modelli in direzione y riguarda il collasso dei pannelli a compressione nelle pareti centrali 7,8 e9. Tale danneggiamento è molto simile a quello visto nell’analisi pushover n. 10 ed è possibile concludere che dipende esclusivamente dalle pessime caratteristiche meccaniche della muratura, indipendentemente dalla direzione dell’azione sismica.

L’attuale quadro normativo e la verifica strutturale delle costruzioni esistenti

in muratura. Un caso studio: le Scuole Benci di Livorno Capitolo 6

147

Fig. 6.70 : Legenda danneggiamento pannelli utilizzata dal programma 3MURI

Fig. 6.71 :Parete 2 , i pannelli al piano terra sono completamente rotti