Influence of masonry infills on dynamic behaviour of reinforced concrete framed structures

The presence of masonry infill walls in RC buildings is very common. However, and even today, in the design of new buildings and in the assessment of existing ones, these infill walls are usually considered as non-structural elements and their influence in the structural response is generally ignored. For horizontal loading, infill panels can drastically modify the response, attracting forces to parts of the structure that have not been designed to resist them. This master thesis work aims to show the effects of non-structural masonry infills on dynamic behaviour of reinforced concrete framed structures. A general overview of the macro-models present in literature is discussed and a state of the art of main structural identification issues involving this modelling approach is presented. An experimental campaign on a four-storey full scale reinforced concrete frame carried out in the European laboratory for structural assessment (ELSA) of the Joint research center of the European commission in Ispra (VA) Italy, is then described in detail. The calibration of a lumped plasticity model able to predict test result by making use of a simple macro-model approach is described. After the validation of the numerical model Results of additional non-linear 2D and 3D time history analyses will be presented, in order to make comparisons with codes prescriptions. In the end, local effect, due to additional shear coming from eccentric equivalent strut model, will be analysed.

La presenza di pareti di tamponamento in muratura degli edifici in c.a. è molto comune. Tuttavia, ancora oggi, nella progettazione di nuovi edifici e nella valutazione di quelli esistenti, queste sono generalmente considerate come elementi non strutturali e la loro influenza nella risposta strutturale è generalmente ignorata. A partire dagli anni ’70, le indagini numeriche e sperimentali hanno ampiamente dimostrato che, nel caso di carichi orizzontali, i tamponamenti possono modificare drasticamente la risposta strutturale. Questo lavoro tesi di laurea si propone di mostrare gli effetti delle tamponature in muratura non strutturali sul comportamento dinamico delle strutture intelaiate in c. a.. A tal proposito, viene presentata una panoramica generale dei macro-modelli presenti in letteratura e vengono discusse le principali questioni di identificazione dei parametri coinvolti in questo approccio. Viene poi descritta in dettaglio una campagna sperimentale su un telaio tamponato in c.a. di quattro piani in scala al vero effettuata presso il European Laboratory for Structural Assesment (ELSA) del Joint Research Centre di Ispra (VA) Italia. Viene in seguito mostrata la calibrazione di un modello numerico non-lineare in grado di prevedere i risultati della suddetta sperimentazione. Dopo la validazione del modello, i risultati vengono estesi tramite ulteriori analisi 2D e 3D. Inoltre, vengono studiati gli effetti di interazione locale telaio-pannello tramite l’introduzione di due modelli con puntone eccentrico. In fine, i risultati ottenuti vengono confrontati con le prescrizioni delle normative europea ed italiana.