Analisi di vulnerabilità sismica e consolidamento strutturale di un edificio in c.a. degli anni ’30 mediante l’utilizzo di controventi dissipativi

Abstract

La presente memoria illustra l’analisi della vulnerabilità sismica e l’intervento di consolidamento strutturale
su un edificio con struttura intelaiata in c.a. risalente agli anni ’30 del secolo scorso. L’edificio, in uso
all’Amministrazione Difesa, si trova a Firenze nel complesso dell’ex Scuola di Guerra Aerea e, verosimilmente,
sarà adibito a Scuola Militare Aeronautica “G. Douhet”. Nell’articolo sono esposte le problematiche
ricorrenti ogni qualvolta si affrontano la valutazione sismica e gli eventuali interventi di consolidamento
strutturale di edifici esistenti. La struttura esaminata, progettata per soli carichi verticali, è particolarmente
deficitaria sia in termini di rigidezza e resistenza, sia in termini di duttilità. Sono discusse le
principali problematiche relative alla diagnostica strutturale utilizzata sia in campo statico che dinamico
per la caratterizzazione meccanica e comportamentale della struttura. Si pone attenzione sulla calibrazione
di un modello agli elementi finiti affidabile per la valutazione della vulnerabilità sismica dell’edificio
esistente e dell’intervento di miglioramento sismico, per il quale si prendono in considerazione diverse
strategie progettuali finalizzate all’incremento sia della capacità resistente, sia delle proprietà dissipative,
soffermandosi in particolare sull’utilizzo combinato di controventi dissipativi e interventi di rafforzamento
locale. La strategia progettuale prevede l’uso di controventi dissipativi realizzati con dispositivi a comportamento
dipendente dagli spostamenti del tipo Buckling Restrained Axial Damper (BRAD). La possibilità
di mitigare il rischio sismico per le strutture intelaiate mediante tecniche basate sulla dissipazione di
energia è prevista dalle Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. del 14 gennaio 2008, sebbene
questo documento si limiti a fornire molto sinteticamente solo i criteri generali di progettazione e di
verifica dei dispositivi. I controventi dissipativi possono essere installati all’interno delle maglie strutturali
perimetrali e riescono a dissipare un grande quantitativo di energia indotta dal sisma, limitando al tempo
stesso le sollecitazioni sugli elementi strutturali nei quali convergono. L’efficacia della soluzione progettuale
utilizzata è valutata mediante analisi non lineari sia di tipo statico che di tipo dinamico dalle quali
si evince che l’utilizzo combinato di controventi dissipativi e interventi di rafforzamento locale ha consentito
di regolarizzare il comportamento sismico globale della struttura e, inoltre, di ottenere significativi
incrementi di rigidezza e di resistenza alle azioni sismiche, oltre che un notevole incremento della capacità
dissipativa. Con la strategia d’intervento individuata si riducono inoltre gli spostamenti d’interpiano
e di conseguenza anche il danneggiamento degli elementi strutturali e non strutturali. Si propone infine
un’analisi estimativa dei costi associati agli interventi di consolidamento sismico analizzati.