• Analisi dinamica lineare
• cemento armato
• costruzioni esistenti
• Curva di capacità
• Metodo N2
• muratura
• Push-over
• Spettro di risposta
• Vulnerabilità sismica

La presente tesi ha affrontato l’analisi della vulnerabilità sismica di due edifici scolastici con diversa tipologia strutturale e siti nel comune di Rosignano Marittimo (LI), la Scuola Elementare “Europa” in c.a. e la Scuola Materna “Finestra sul Mondo” in muratura con successivo ampliamento in c.a..Nella prima parte, dopo una definizione del rischio sismico e della vulnerabilità sismica, sono trattati i principali criteri che governano il comportamento sismico degli edifici in c.a. e in muratura, tipologie che costituiscono gran parte del patrimonio esistente in Italia. Sono stati esaminati alcuni aspetti che condizionano la risposta dinamica delle strutture: il concetto del capacity design, la regolarità strutturale e i dettagli costruttivi. È poi descritto l’approccio della nuova normativa italiana (NTC 2018) per la valutazione della sicurezza degli edifici esistenti, illustrando dettagliatamente la definizione dell’azione sismica e le procedure di analisi indicate. Poiché la norma pone particolare attenzione alla fase iniziale conoscitiva della struttura mediante l’introduzione dei livelli di conoscenza, sono stati trattati i principali metodi di indagine per la determinazione delle caratteristiche dei materiali.Nella seconda parte è poi stata effettuata la valutazione della vulnerabilità sismica dei plessi scolastici, partendo dall’analisi storico-critica fino alla fase di indagine seguita per ottenere il livello di conoscenza delle strutture. Sono infatti stati condotti vari rilievi geometrici sui due plessi scolastici con il fine di conoscere i dettagli costruttivi e i fattori di vulnerabilità sismica, globale e locale. Da questa fase è emerso che entrambi gli edifici, Scuola “Europa” datata al 1968, Scuola “Finestra sul Mondo” ai primi del 900, sono stati progettati a soli carichi verticali in accordo con il Metodo alle Tensioni Ammissibili, senza il rispetto dei moderni criteri antisismici risultando perciò esposti a meccanismi di collasso che ne riducono la possibilità di sopravvivenza all’evento.Nella parte finale è descritta l’analisi strutturale eseguita su modelli tridimensionali, sul quale si sono condotte le verifiche di resistenza. Sono state condotte per il Plesso “Europa” un’analisi dinamica lineare con spettro di risposta in accelerazione; quindi sono state effettuate le verifiche di sicurezza previste sia nel caso di carichi statici che sismici, da cui è stato possibile calcolare l’indice di rischio sismico della struttura e valutare gli elementi maggiormente vulnerabili. Per la Scuola materna “Finestra sul Mondo” i due corpi di fabbrica sono stati modellati separatamente. È stata effettuata per il corpo in muratura un’analisi statica non lineare (Pushover) che ha permesso di studiare l’evoluzione in campo plastico della struttura. Sul corpo in c.a. è stato necessario eseguire preliminarmente il progetto simulato per la determinazione delle sezioni e delle armature di tutti gli elementi strutturali. In un secondo momento è poi stata condotta un’analisi dinamica lineare con spettro di risposta in accelerazione.
Dopo aver individuato le carenze statiche delle strutture sono state suggerite alcune ipotesi di intervento che garantiscano agli edifici una miglior risposta ai carichi sismici e prestazioni in accordo con la vigente normativa. Da una parte sono state proposti interventi locali mediante l’impiego di materiali FRP volti a eseguire sui due plessi scolastici un programma di miglioramento sismico. Tali interventi sono stati localizzati su tutti i meccanismi fragili, con l’obiettivo di eliminare la formazione di tutte le possibili crisi fragili, e sugli elementi in cui il rapporto domanda e capacità dei meccanismi duttili è maggiore di 1,6. La normativa vigente infatti prevede che a seguito di un intervento di miglioramento sismico il rapporto dall’azione sismica sopportabile dai plessi (post-intervento) e l’azione sismica totale sia maggiore di 0,6.
L’ipotesi di adeguamento sismico prevede invece l’inserimento nelle strutture esistente di nuovi elementi strutturali (controventi metallici per il plesso “Europa”, setti in c.a. bidirezionali per il plesso “Finestra sul Mondo”) che incassino la quasi totalità dell’azione sismica sgravando le strutture esistenti.