Studio della risposta dinamica della Torre Hadid soggetta ad eccitazione sismica beyond design

Construction and analysis procedures for skyscrapers are increasingly improving, allowing for the design and erection of tall buildings characterised by remarkable height and challenging geometry such as a twisted shape. Due to the unusual and complex structural features the current building codes are not completely adequate. Dealing with the seismic design, the suggested approach is based on linear analysis, where the earthquake effects are introduced in terms of a response spectrum. These methods consider the ductility of the structure throughout the behaviour factor q. In this respect, many skyscrapers are design to behave entirely elastic under the design seismic loads, also in consideration of the dominant role played by wind forces. Whenever an extraordinary and more intense earthquake occurs the structural response is unknown, particularly when elements exceed the linear elastic behaviour. In the present thesis the studied building is the Hadid Tower, located in Milano (Italy). The main goal of this work is to understand the dynamic response of the building through different dynamic linear and nonlinear analysis, applying a Beyond Design seismic input. Two approaches are implemented in the nonlinear modelling of the most stress elements, using different parameters to define the hysteretic constitutive law, in order to describe each type of failure properly and the main effects on the dynamic global response.

L'evoluzione nel campo delle tecniche costruttive e dell'analisi strutturale ha permesso di realizzare grattacieli dalle forme sempre più ardite; la diffusione di forme complesse quali gli edifici “in torsione” intorno all’asse verticale ne costituiscono un esempio. L'applicazione delle normative attualmente vigenti per strutture di tale complessità potrebbe risultare poco appropriata, in particolare quando queste presentano forti irregolarità geometriche. L'approccio suggerito nella progettazione sismica implica l'uso di analisi lineari e una rappresentazione semplificata dell'azione del terremoto, solitamente tramite Va osservato come i grattacieli vengono spesso progettati con fattori di struttura prossimi all'unità, prevedendo un loro comportamento completamente elastico sotto le azioni sismiche di progetto; ciò anche in considerazione del fatto che le azioni del vento risultano in generale quelle dominanti nella progettazione. Rimane quindi incognita la loro risposta nel caso in cui si verificasse un evento sismico di entità eccezionale, che potrebbe vedere evolvere la struttura dal campo lineare al non lineare. Nel presente elaborato viene presentato il caso della Torre Hadid (Milano, 2019); il principale oggetto di studio è consistito nell'osservazione dei cambiamenti nella sua risposta dinamica a livello globale e locale attraverso varie tipologie di analisi dinamiche, lineari e non lineari, in seguito all’applicazione di una sollecitazione sismica Beyond Design. Si è proceduto nello sviluppo di due tipologie di modellazione non lineare degli elementi più sollecitati, confrontando la scelta di diversi parametri dei legami costitutivi isteretici, al fine di cogliere il meccanismo di crisi più appropriato per ciascun elemento e le caratteristiche essenziali della risposta dinamica globale.