Analisi dei modi di vibrazione di un edificio campione in muratura mediante registrazioni di terremoti e modellazioni numeriche

Abstract

Nella pratica ingegneristica vengono usate correlazioni derivate da regressioni statistiche tra numero dei piani degli edifici e frequenze di risonanza. Tuttavia la discrepanza tra comportamento reale e valori aspettati può essere talvolta significativa, e solo l’acquisizione di dati sperimentali consente di comprendere il reale comportamento dinamico di una struttura. La sperimentazione, in situazioni anche complesse, e la raccolta di nuovi dati possono essere molto importanti nel campo dell’ingegneria strutturale. In questo articolo vengono presentati i risultati del monitoraggio sismico effettuato su un edificio campione in muratura (il municipio di Ariano Irpino), tipologia costruttiva largamente diffusa tra gli edifici pubblici strategici (ad esempio scuole, caserme ed ospedali). Sono state utilizzate 7 stazioni sismologiche a sei canali equipaggiate con sismometri ed accelerometri. I dati sismici sono stati acquisiti in modalità continua, in punti strategici della struttura, su diversi livelli, dal gennaio 2006 a dicembre 2007. Sono stati selezionati una ventina di terremoti di magnitudo bassa o intermedia (1.5 ≤ M ≤ 4.8) avvenuti a distanze epicentrali variabili da 4 a 116 km. Le registrazioni sono state analizzate sia mediante la tecnica dei rapporti spettrali rispetto alla base dell’edificio sia calcolando i rapporti spettrali tra componente orizzontale e verticale di ogni sensore. L’analisi svolta ha consentito di evidenziare numerose frequenze di vibrazione dell’edificio. Mediante simulazioni numeriche su un modello tridimensionale rappresentativo della struttura in esame è stato possibile associare i picchi in frequenza ai modi propri in campo lineare. In particolare, sono stati ben identificati i primi 3 modi di vibrazione (due flessionali ed uno rotazionale).