La deriva interpiano massima si concentra al primo livello e supera le soglie di prestazione associate all’immediata operabilità, alla sicurezza della vita e alla prevenzione del collasso. Accanto a questo esito si colloca un dato altrettanto rilevante: l’indice di affidabilità (\beta), calcolato per ciascuno scenario sismico, resta costantemente al di sotto del limite minimo raccomandato. Il meccanismo di piano flessibile, atteso per questa configurazione strutturale, risulta così confermato al primo livello di un edificio di media altezza in muratura confinata con piano terreno in cemento armato, situato in una regione soggetta a forte sismicità del Messico.
Muratura confinata sopra un primo piano in cemento armato: l’oggetto dello studio
L’edificio analizzato presenta la configurazione classica del piano flessibile (soft story): un primo livello in cemento armato che riduce la rigidezza rispetto ai piani superiori realizzati in muratura confinata. La scelta del caso non è casuale. La struttura è stata progettata, volutamente, secondo codici edificatori superati, con l’obiettivo di rappresentare pratiche costruttive che restano diffuse in alcune parti del paese. Ne deriva un campione representativo di una quota del patrimonio edilizio esistente in tali aree, più che un prototipo concepito secondo le disposizioni normative attuali.
Analisi dinamiche non lineari in ETABS v21 su tre periodi di ritorno
Le verifiche sono state condotte tramite analisi dinamiche non lineari implementate in ETABS v21. Per riprodurre scenari sismici differenti, il modello è stato sottoposto a registrazioni di moti al suolo caratterizzate da periodi di ritorno di 72, 475 e 975 anni, un arco che copre dall’evento frequente allo scenario raro, con conseguente crescita della domanda sismica impressa alla struttura.
Deriva interpiano concentrata al primo livello oltre le soglie di prestazione
I risultati mostrano una localizzazione prevalente della deriva massima tra piani al primo livello. I valori ottenuti eccedono le soglie di prestazione convenzionalmente riferite a tre stati limite: immediate occupancy, life safety e collapse prevention, ovvero immediata operabilità, sicurezza della vita e prevenzione del collasso. La concentrazione della domanda deformativa su un unico piano costituisce il segnale caratteristico del meccanismo di piano flessibile, che le analisi confermano attivarsi proprio al primo livello.
L’indice di affidabilità resta sotto il limite raccomandato in ogni scenario
La seconda parte del lavoro sposta la valutazione su un terreno probabilistico, incorporando l’aleatorietà delle risposte in termini di deriva interpiano. Per ognuno dei tre scenari sismici è stato quindi calcolato l’indice di affidabilità (\beta). Il quadro risulta uniforme: in tutti i casi i valori di (\beta) si collocano al di sotto del limite minimo raccomandato, quantificando in termini probabilistici la criticità già evidenziata dai risultati di deriva.
Le conclusioni interessano direttamente gli edifici progettati con disposizioni costruttive analoghe a quelle adottate nel caso di studio, un profilo che secondo gli autori continua a essere comune in alcune zone del Messico. La combinazione di primo piano in cemento armato e piani superiori in muratura confinata, quando derivata da codici superati, si associa a una concentrazione della domanda deformativa al primo livello e a margini di affidabilità insufficienti per tutti gli scenari esaminati.
Firmano il lavoro Aaron Gutierrez-Lopez, Dante Tolentino, Federico Valenzuela-Beltran, J. Martin Leal-Graciano, Juan Bojorquez e J. Ramon Gaxiola-Camacho.
A. Gutierrez-Lopez, D. Tolentino, F. Valenzuela-Beltran, J.M. Leal-Graciano, J. Bojorquez, J.R. Gaxiola-Camacho, Probabilistic Seismic Performance Assessment of a Representative Soft-First-Story Building in an Earthquake-Prone Region, CivilEng, Vol. 6, pagine 64, doi: 10.3390/civileng6040064.
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