• regolarità strutturale
• analisi non lineare
• vulnerabilità sismica
• aggregati edilizi
• muratura

In questa tesi è stata effettuata una valutazione della vulnerabilità sismica, secondo le disposizioni previste dalle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni D.M. 17/01/18, della sede comunale Castello di Rosignano Marittimo (LI). L’edificio risulta composto da 4 unità strutturali: US1 “torre orologio”, US2 “sala consiliare”, US3 “foresteria” e US4 “deposito”. Nello sviluppo di questo lavoro si focalizzerà l’attenzione su due di queste: l’US2 e l’US3. L’edificio presenta un’elevata irregolarità in pianta ed in altezza. La modellazione e l’analisi della struttura sono stati eseguiti mediante il software di calcolo 3DMacro alla base del quale vi è un modello teorico non lineare capace di modellare il comportamento, fino al collasso, della muratura nel proprio piano con un onere computazionale estremamente ridotto rispetto alle più generali modellazioni agli elementi finiti non-lineari. Tale modello può essere collocato nell’ambito dei cosiddetti macromodelli essendo basato su una modellazione meccanica equivalente di una porzione finita di muratura concepita con l’obiettivo di cogliere i meccanismi di collasso nel piano tipici dei fabbricati murari. Tramite il software di calcolo sono stati determinati i fattori di sicurezza, attraverso analisi pushover, delle modellazioni di US2, US3 e US2+US3 al variare di 12 materiali aventi differenti caratteristiche meccaniche, al fine di determinare l'edificio più vulnerabile al sisma. Al fine di valutare la bontà delle analisi non lineari sono stati messi a confronto i grafici estrapolati dal software di calcolo relativi ai fattori di sicurezza ottenuti dalle analisi di scansione angolare e le curve rappresentanti l’area di taglio della struttura lungo le varie direzioni del sisma (si è scelto Δα=18° come angolo di variazione del sisma) per US2, US3 e US2+US3 e per US1, US4 e US1+US4. Sono stati inoltre analizzati, attraverso l’uso del software disponibile sul sito di ReLUIS “C.I.N.E”, i meccanismi di collasso locali a flessione orizzontale per tutte le pareti esterne dell’edificio costituito da US2+US3. Successivamente sono stati analizzati altri due modelli comprendenti altre US oggetto di un'altra tesi costituiti da US1+US2+US3 e US1+US2+US3+US4 ed è stato effettuato un confronto fra i fattori di sicurezza medi di 10 modelli, per una sola tipologia di materiale, di cui 5 oggetto del presente elaborato e 5 di un altro lavoro di tesi al fine di valutare la differenza del comportamento delle singole US in isolato ed in aggregato. Sono state anche effettuate ricerche sulle metodologie semplificate di valutazione della vulnerabilità sismica degli aggregati edilizi, ossia metodi con i quali tener conto dell’interazione di una singola unità strutturale con gli edifici adiacenti senza la necessità però di procedere alla modellazione di quest’ultimi visto l’onere che essa comporta ed anche la possibile mancanza di documentazione iniziale. Tra i risultati di questa ricerca si è adottato il “metodo tabellare” che consiste nella compilazione di schede di vulnerabilità che permettono di esaminare nel dettaglio tutti gli aspetti che influenzano il comportamento sismico degli edifici e che quindi ne comportano una maggiore o minore vulnerabilità sismica (Formisano 2009). Obiettivo di questo elaborato è stato anche la ricerca di una procedura valida al fine di ottenere una correlazione diretta fra i fattori di sicurezza ottenuti dalle analisi pushover ed i parametri di regolarità pesati degli edifici definiti dalla norma. A tal fine si è adottato una procedura matematica articolata in step che ha permesso di determinare 8 parametri di regolarità per i 10 modelli complessivi e di ricavare i pesi relativi a tali parametri attraverso l’applicazione del metodo dei minimi quadrati per minimizzare l’errore commesso nella ricerca della soluzione; ciò è stato possibile attraverso l’utilizzo della pesudoinversa di Moore-Penrose della matrice [M] dei parametri di regolarità la quale, essendo il sistema sovradeterminato, risulta essere non quadrata e quindi non invertibile. Tale procedura si è mostrata valida al fine dei nostri scopi in quanto ha permesso di trovare un’ottima correlazione finale tra la somma pesata dei parametri di regolarità e i fattori di sicurezza ottenuti dalle analisi pushover. È stata infine applicata la procedura inversa, ossia sono stati determinati i fattori di sicurezza utilizzando i pesi precedentemente trovati e si è proceduto alla validazione del metodo effettuando un confronto con i fattori di sicurezza estrapolati dal software di calcolo 3DMacro. Tale procedura è stata applicata su un set statistico basso ma si ritiene che possa essere estesa anche su un numero maggiore di campioni rivelandosi quindi utile per sviluppi di studi futuri. Tale metodo permette di fare una stima di massima della vulnerabilità globale dell’aggregato e ci consente, ancor prima di procedere con modellazioni e analisi non lineari, di avere un indicatore sintetico delle sue prestazioni sismiche.