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• vulnerabilità sismica

L'oggetto della presente tesi sono gli studi e le ricerche finalizzati allo sviluppo di una metodologia per la valutazione preliminare della sicurezza statica e vulnerabilità sismica di strutture in acciaio ad uso industriale soggette a rischio di incidente rilevante. In particolare, la presente relazione analizza, in qualità di caso studio, l’impianto denominato “EX-PLA1”, sito a Taranto, all’interno dello stabilimento ILVA S.p.A.
Per definire l’ambito di indagine e la metodologia di valutazione, si è descritto il concetto di rischio secondo la UNI ISO 31000-2010 e la sua applicazione al problema della sicurezza degli impianti industriali, introducendo gli eventi NaTech, ovvero gli incidenti tecnologici innescati da pericoli naturali. Sono stati citati vari eventi riconducibili alla categoria degli eventi NaTech, come il collasso della ciminiera della raffineria Tupras in Turchia, avvenuto nel 1999, e il collasso dei reattori e di molte strutture di supporto dei serbatoi di stoccaggio durante il terremoto di Tohoku, avvenuto nel 2011 in Giappone. Si è esposta una metodologia di valutazione dei rischi NaTech, nonostante non esista ancora una normativa specifica, si è quindi introdotta la classificazione degli impianti industriali fra stabilimenti meccanici, per la produzione di energia e di processo, inquadrando il caso studio in quest’ultima categoria. Si è definita al vulnerabilità sismica e si sono descritte, dopo aver citato i riferimenti normativi, le tipologie più ricorrenti di edifici industriali in acciaio, al fine di comprendere quali siano i tratti comuni delle procedure per la valutazione della sicurezza statica e della vulnerabilità sismica degli stessi.
Si sono descritti gli obiettivi della presente tesi, ovvero lo sviluppo di una metodologia per la valutazione preliminare della sicurezza statica e della vulnerabilità sismica degli edifici industriali in acciaio, citando il caso studio e descrivendo il lavoro più ampio, svolto dal Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale dell’Università di Pisa, di approfondimento sulla tematica qui trattata. Si è delineata la metodologia adottata per raggiungere gli obiettivi prefissati, ovvero un susseguirsi di operazione che contempla:
• l’analisi storico-critica dell’impianto tramite il reperimento del materiale progettuale;
• le indagini conoscitive che constano dei rilievi geometrici in situ e delle prove di caratterizzazione dei materiali;
• la modellazione ed analisi numerica delle strutture;
• l’esecuzione delle verifiche di sicurezza statica e vulnerabilità sismica sugli elementi e sulle connessioni delle strutture;
• infine, la mappatura delle vulnerabilità degli edifici tramite i rapporti fra domanda e capacità di resistenza.
A seguito di ciò si è descritto il caso studio, caratterizzando l’impianto industriale dell’ILVA di Taranto e delineando le caratteristiche delle strutture oggetto del presente studio. Si sono quindi elencate le informazioni mancanti allo stato dell’arte e le ipotesi aggiuntive che sono state necessarie per poter elaborare i modelli numerici studiati, fra cui la scelta del livello di conoscenza da considerare, secondo le definizioni date dalle NTC 2008, e quindi del fattore di confidenza, riduttivo della resistenza, da adottare.
Si sono descritte le procedure di modellazione, tramite un programma di calcolo FEM, SAP2000, delle strutture oggetto di studio, descrivendo le scelte circa il comportamento reologico dei materiali, la definizione degli elementi monodimensionali e bidimensionali per l’analisi statica e sismica globale, i criteri e la pratica dell’assegnazione manuale delle masse ai modelli, onde semplificare lo studio della dinamica delle strutture, composte da molti elementi, senza perdere verosimiglianza. Si è descritto lo studio dell’influenza della posizione dei carriponte rispetto all’azione sismica. Si sono approfondite le scelte che hanno determinato la realizzazione di modelli 3D per le capriate e le colonne, al fine di studiarne la stabilità sotto i carichi di esercizio. Si sono descritte le analisi statiche eseguite, tramite modelli elastici lineari. Si sono descritte le analisi lineari dinamiche svolte sulle strutture per caratterizzare il comportamento sismico. A seguito di ciò, si sono descritte le verifiche effettuate e se ne sono riassunti i risultati, al fine di redigere la valutazione della sicurezza statica e vulnerabilità sismica delle strutture analizzate. La valutazione è stata esposta tramite una mappatura delle strutture che tiene conto dei vari rapporti fra domanda e capacità di resistenza ottenuti dalle analisi, determinando un grado di sicurezza statica e di vulnerabilità dinamica delle strutture soddisfacente i requisiti di normativa, anche se si prevede la necessità di una campagna di indagini più approfondite per poter suffragare i risultati qui ottenuti, ancora preliminari.