Domanda di duttilità in rotazione in telai di calcestruzzo armato soggetti alla componente sismica verticale correlata

Sia il rilievo sul campo dei danni post-terremoto sia le analisi strutturali numeriche indicano che la componente sismica verticale può avere effetti non trascurabili, pure sugli edifici con una configurazione regolare. Inoltre, nella letteratura c’è evidenza che la direzione verticale può non essere un asse principale del moto del suolo, ossia che la componente verticale è correlata statisticamente con le componenti orizzontali. Qui si valuta la domanda anelastica in rotazione a telai di calcestruzzo armato con attenzione particolare per la correlazione. Si analizzano intelaiature piane regolari di edifici residenziali sollecitati dai pesi e dalle accelerazioni sismiche orizzontale e verticale, sia scorrelate sia mutuamente correlate a grado crescente. Le proprietà geometriche e meccaniche dei telai e le azioni gravitazionali sono deterministiche, mentre le accelerazioni del suolo sono rumori bianchi gaussiani stazionari filtrati. Il metodo d’analisi è la linearizzazione equivalente stocastica convenzionale, applicato in modo parametrico ad otto telai diversi per il numero dei piani, la classe di duttilità o il suolo di fondazione. I telai sono assoggettati a tre rapporti delle accelerazioni di picco del suolo ed a sette gradi di correlazione tra le componenti sismiche. Il modello strutturale è a plasticità concentrata, con la legge momento-rotazione che segue un’equazione di Bouc e Wen estesa per l’asimmetria e per l’interazione tra lo sforzo assiale ed il momento flettente ultimi. L’effetto della componente sismica verticale scorrelata risulta essere insignificante, in accordo con le norme che consentono di trascurarla nel progetto degli edifici regolari. Al contrario, l’effetto della componente verticale correlata con quella orizzontale si rivela molto importante. Soprattutto, la domanda cinematica in rotazione cresce in misura tale che alcuni pilastri, progettati come forti rispetto alle travi, si plasticizzano quasi certamente. Un analogo incremento non si trova per la domanda ciclica ai pilastri, né per ambedue le domande alle travi. Pertanto, in sintesi l’effetto consiste soprattutto nel peggioramento del meccanismo plastico dallo schema globale verso il piano soffice, in termini di domanda di picco più che isteretica.