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

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 dei controventi dissipativi ha consentito di regolarizzare il comportamento sismico della struttura, di ottenere un incremento di resistenza alle azioni sismiche, un incremento di rigidezza e 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 degli interventi strutturali di consolidamento sismico basati sia sul rinforzo locale che su interventi globali con tecnologie e sistemi innovativi