Modellazione e analisi sismica non lineare di edifici multipiano in c.a. con isolatori a pendolo scorrevole FPS: influenza della componente verticale del sisma

L’obiettivo della presente tesi è studiare l’importanza dell’introduzione di dispositivi di isolamento sismico nella progettazione di strutture in calcestruzzo armato di grande rilievo, la rispettiva modalità di modellazione e il loro conseguente comportamento all’applicazione in ambito non lineare di azioni sismiche di intensità ingente. Con riferimento agli isolatori a pendolo con frizione FPS (Friction Pendulum System), il fine ultimo è dimostrare come le innovative tecniche di protezione sismica siano oramai essenziali per fronteggiare eventi sismici di intensità eccezionale, dovendo essere altresì dimensionate nel rispetto di entrambe le componenti dell’azione sismica stessa, orizzontale e verticale (quest’ultima solo raramente considerata nell’ambito di una progettazione tradizionale). A seguito di un inquadramento storico, analitico e normativo, sono stati impiegati applicativi come MATlab e SAP2000 col fine di progettare e inserire tali isolatori in strutture in c.a. di complessità crescente, costituite da portali monopiano, da telai multipiano e multi-campata, e, infine, da un telaio spaziale tridimensionale modellante un edificio realmente oggetto di progettazione. Eseguire su esse analisi dinamiche non lineari di tipo “Time History” al variare degli accelerogrammi applicati al piede (compatibili agli spettri SLC di riferimento) ha permesso di organizzare analisi parametriche atte a comparare le modalità di modellazione degli isolatori FPS al variare dei parametri di dipendenza dell’attrito, e a valutare comportamento degli stessi, rilevanza della componente verticale del sisma ed effetti da essa prodotti. I risultati ottenuti dimostrano come tali isolatori siano efficaci nell’incremento del periodo proprio e nella riduzione delle sollecitazioni globali, ma anche come la componente verticale non sia trascurabile poiché rilevante sia nella variabilità dello Sforzo Normale al piede che nell’innalzamento dei suoi picchi e dei conseguenti tagli alla base.