Structural analysis of automated multi-depth shuttle warehouses (AMSW) under low-to-moderate seismic actions

Automated Multi Depth Shuttle warehouses (AMSWs) are compact storage systems that provide a large surface occupation and therefore maximum density. AMSWs represent the future of storage technology, providing substantial savings in terms of cost, space, and energy with respect to traditional warehouses. Currently, designers refer to standard building codes for the seismic design of AMSWs, without controlling their applicability to the specific typologies of these structures. Since structural characteristics of AMSWs are considerably different from steel structures for typical buildings, the current approach used by designers is questionable in terms of safety and efficiency. In this thesis, the behaviour of 5 AMSW case studies has been numerically investigated using linear time-history analysis in the context of low-to-moderate seismicity. The analysis results showed the dominance of the brittle failure mechanism in AMSWs subjected to seismic actions. These mechanisms mainly took place in upright columns and their base connections, before the activation of energy dissipation mechanisms of the structure. The thesis research highlighted critical points in current design provisions which may lead to an unsafe structural seismic design of AMSWs. Based on the analysis results, new AMSW design proposals have been made.

I Magazzini Automatici Multi-Profondità di Shuttle (AMSW) sono sistemi di stoccaggio compatti che offrono un'ampia occupazione di superficie e quindi la massima densità. Gli AMSW rappresentano il futuro della tecnologia di stoccaggio, offrendo notevoli risparmi in termini di costi, spazio ed energia rispetto ai magazzini tradizionali. Attualmente, i progettisti fanno riferimento ai normative di costruzione standard per la progettazione sismica degli AMSW, senza controllarne l'applicabilità alle tipologie specifiche di queste strutture. Poiché le caratteristiche strutturali degli AMSW sono notevolmente diverse dalle strutture in acciaio per gli edifici tipici, l'attuale approccio utilizzato dai progettisti genera alcuni dubbi in termini di sicurezza ed efficienza. In questa tesi, il comportamento di 5 studio di casi AMSW è stato calcolato numericamente mediante analisi lineare Time History nel contesto di sismicità da bassa a moderata. I risultati dell'analisi hanno mostrato il predominio del meccanismo fragile di fallimento negli AMSW quando sottoposti ad azioni sismiche. Questi meccanismi avvenivano principalmente nelle colonne verticali e nei vincoli alla base, prima dell'attivazione dei meccanismi di dissipazione dell'energia della struttura. Questa tesi ha messo in evidenza i punti critici nei attuali normative di costruzione che possono portare a una progettazione sismica strutturale deficiente per gli AMSW. Sulla base dei risultati dell'analisi, sono state sviluppate nuove proposte di progettazione nel caso degli AMSW.