Vulnerabilità ed esigenze di adeguamento sismico di edifici residenziali in c.a. : il caso di un edificio a torre

Most of the existing Italian housing stock was built after the first World Word; since in Italy the anti-seismic regulation developed, at the national level, only after the 70s, these buildings were not constructed following the anti-seismic criteria. Starting from the need of performing a structural and seismic analysis of a residential multi-storey building, with reinforced concrete frame structures and built in the early 70s, the thesis has developed a general, innovative and experimental approach suitable to analyze not only a particular case, but the construction and architectural typology. In particular the study had the aim of identifying a criteria for assessing the vulnerability of the analyzed building typology. Thus, it has been necessary to automate and speed up the verification process of the structural elements, identifying some synthetic indexes, symptomatic of the "health" of the building’s structure. A careful examination of the indexes, performed using elements of descriptive statistics, helped to propose some structural reinforcement scenarios, which concern not only calculation and theoretical problems, but also management and organization issues. In particular, the analysis of all the structural elements has been carried out performing a linear dynamic analysis with finite elements method, focusing in particular on the pillars. Assuming as synthetic indexes the results of the deflected buckling columns analysis, the different responses of the building for multiple values of the structure factor have been evaluated. By analyzing all the data, the building’s structural reinforcement scenarios have been identified. Finally, a new analysis of the pillars has been carried out and the results have been compared with the previous ones, in order to demonstrate the substantial improvement of the structural response to seismic forces.

Gran parte del patrimonio edilizio italiano è stato costruito a partire dal primo dopoguerra e, quindi, in assenza di normative antisismiche, che si sono sviluppate, a livello nazionale, solo a partire dagli anni ’70. Lo studio qui presentato, quindi, è partito dall’esigenza di verificare, a livello strutturale e sismico, un edificio residenziale a torre, con strutture a telaio in cemento armato e costruito nei primi anni ’70. Si è esteso poi ad una analisi sismica di carattere più generale, innovativo e sperimentale, atta a studiare non il caso particolare ma l’intera tipologia costruttiva e architettonica, per la quale si vuole identificare un criterio di valutazione della vulnerabilità. Di conseguenza, è stato necessario automatizzare e velocizzare il processo di verifica degli elementi strutturali e individuare alcuni indici sintetici e sintomatici dello “stato di salute” della struttura dell’edificio. Da un esame approfondito di tali indici, anche attraverso l’utilizzo di elementi di statistica descrittiva, si è resa possibile la proposta di alcuni scenari di adeguamento che considerassero non solo le problematiche di calcolo, quindi teoriche, ma anche questioni riguardanti la gestione e l’organizzazione dell’intervento. Impostando quindi un’analisi dinamica lineare agli elementi finiti, si sono svolte le verifiche di tutti gli elementi strutturali dell’edificio, concentrandosi in particolar modo sui pilastri; si sono valutate le diverse risposte dell’edificio a molteplici valori del fattore di struttura, assumendo come indici sintetici i risultati delle verifiche a pressoflessione deviata delle colonne. Dallo studio e interpretazione di tutti i dati, è stato possibile delineare alcuni scenari di intervento di rinforzo dell’edificio. Infine, svolgendo nuovamente le verifiche degli elementi pressoinflessi, sono stati confrontati i nuovi risultati con i precedenti e si è dimostrato il sostanziale miglioramento della risposta della struttura alle sollecitazioni sismiche.