La valutazione della vulnerabilità sismica di strutture esistenti in muratura non armata rappresenta una tematica fortemente discussa, data la complessità nell'individuare i possibili meccanismi di collasso e di identificarne la più congrua modellazione numerica. In letteratura, tra le varie strategie computazionali proposte, quali ad esempio approcci micro- e macro-meccanici, il metodo a macro-elementi rappresenta un giusto compromesso tra accuratezza dei risultati ed onere computazionale. Secondo questo approccio, il pannello nodale (che connette il maschio alla fascia muraria) è tipicamente modellato come un elemento rigido (nel modello a Telaio Equivalente), di cui pertanto risulta impossibile predire l'eventuale collasso.
Per le strutture in calcestruzzo armato da tempo si utilizza una tecnica di modellazione dei nodi basata sull'adozione di molle flessionali definite sulla base delle tensioni principali, a partire dal dominio di prestazione Momento-Sforzo Assiale (M-N) per identificare la gerarchia delle resistenze tra trave, pilastro e nodo. Seguendo la stessa logica, si intende adottare un modello analitico semplificato per analizzare la risposta non lineare degli edifici in muratura esistenti ricorrendo al metodo a telaio equivalente ed al diagramma di interazione Taglio-Sforzo Assiale (V-N).
Il modello analitico che si intende sviluppare seguirà la logica della procedura neozelandese SLaMA ("Simplified Lateral Mechanism Analysis"), ed il relativo modello numerico a macro-elementi sarà confrontato e validato con modelli numerici ad elementi finiti ed infine sarà calibrato con risultati di test sperimentali.
L'obiettivo del progetto è ricavare un metodo semplificato (analitico e numerico) che possa rappresentare un facile strumento non solo di analisi e di valutazione per singoli edifici esistenti in muratura non armata, ma anche di analisi di rischio sismico a scala territoriale (in ambito di ricerca ma anche e soprattutto nella pratica professionale).
La ricerca proposta presenta le seguenti innovatività in grado di conseguire un avanzamento dell'attuale stato dell'arte sul tema:
- Sviluppo di un approccio analitico semplificato pratico per la valutazione sismica degli edifici esistenti in muratura non armata.
Negli ultimi anni, si è mirato troppo spesso ad un approccio "black-box", in cui la modellazione al computer è diventata l'obiettivo del progettista, e non più un semplice supporto per esso. La "New Zealand Society of Earthquake Engineering" sta lavorando per ripristinare questa tendenza pericolosa, puntando a rinnovare il ruolo chiave e la responsabilità dell'ingegnere strutturista che tornerà ad essere un progettista e non un semplice calcolatore. Questo progetto intende contribuire allo sviluppo del metodo semplificato SLaMA per le strutture esistenti in muratura non armata, in modo da ristabilire il concetto di "diagnosi-prognosi e terapia" nell'ambito dell'ingegneria sismica per questa tipologia di edifici, come è già stato fatto per le strutture in cemento armato. Essendo un metodo semplificato risulterà essere un pratico e semplice strumento per il progettista che tramite un'analisi "a mano", senza l'utilizzo di alcun software di calcolo, sarà in grado di definire in prima approssimazione la curva di capacità globale della struttura analizzata.
- Sviluppo di un nuovo modello di nodo fascia-maschio murario con la gerarchia delle resistenze (nel dominio V-N).
I modelli numerici presenti in letteratura considerano la connessione maschio-fascia come infinitamente rigida, escludendola quindi dai possibili meccanismi di collasso locali della struttura. Questo progetto si propone di modellare il nodo fascia-maschio come un elemento strutturale indipendente e di considerarlo nella gerarchia delle resistenze, realizzata in un dominio Taglio-Sforzo Assiale (V-N). Questo nuovo modello sarà considerato nella modellazione a telaio equivalente, validato con modelli numerici e calibrato sulla base di risultati di test sperimentali.