comportamento sismico delle tamponature
Maggio 2018
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Si riportano i risultati di uno studio diretto alla simulazione numerica del comportamento sismico fuori piano di tamponature in laterizio, inquadrato all'interno di un più ampio lavoro oggetto di Tesi di Laurea Magistrale del Corso di Ingegneria Civile, indirizzo Edile dell'Università della Calabria (AA 2016/2017).
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COMPORTAMENTO SISMICO FUORI PIANO DI TAMPONATURE IN LATERIZIO
Modellazione Numerica Micromeccanica
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Le tamponature in laterizio, soluzione tradizionale per la realizzazione delle pareti di involucro degli edifici, stanno ricevendo negli ultimi anni crescente attenzione dai settori della ricerca e dell’innovazione, alla luce dei danni registrati a seguito dai recenti terremoti, riguardanti, nello specifico, l’espulsione fuori piano dei pannelli.
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Sulla base dei risultati di un’attività di ricerca sperimentale, condotta in collaborazione tra ANDIL, Associazione Nazionale dei Produttori di Laterizio, e l’Università di Padova, riguardante la valutazione sperimentale della resistenza fuori piano di pannelli di tamponatura, è stato condotto uno studio numerico del comportamento fuori piano delle tamponature mediante modellazione FEM micromeccanica.
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L’attività di ricerca “Sperimentazione sul Comportamento Fuori Piano di Tamponamenti in Muratura di Laterizio” [1], i cui risultati sono accessibili sul sito Consorzio POROTON® Italia, ha riguardato l’esecuzione di prove di carico fuori piano su pannelli di tamponatura in scala reale, confezionati con differenti tipologie di blocchi in laterizio e giunti di malta.
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I pannelli con blocchi a fori orizzontali (FO) hanno manifestato modalità di rottura di tipo locale, in prossimità dei blocchi di base e di testa.
I pannelli con blocchi a fori verticali hanno manifestato invece modalità di rottura di tipo globale con meccanismo resistente ad arco, con valori di carico ultimo 3-4 volte superiori rispetto ai precedenti.
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I test sperimentali prima descritti sono stati simulati numericamente mediante Analisi Statiche Non Lineari in Controllo di Spostamento su pannelli 3D di tamponatura, modellando i singoli componenti (blocchi e giunti di malta) con le specifiche caratteristiche meccaniche dei materiali costituenti, secondo l’approccio tipico della micro-modellazione FEM dettagliata.
Nello specifico i blocchi in laterizio sono stati modellati come solidi 3D omogenei, trascurando la presenza dei fori.
Tale assunzione è da ritenersi valida in quanto i risultati ottenuti sono risultati in buon accordo con le evidenze sperimentali.
Limitatamente ai pannelli FV, con blocchi a fori verticali, il modello numerico messo a punto ha permesso di ottenere risultati in accordo con quanto riscontrato sperimentalmente, sia in termini di risultati globali (curve Carico-Spostamento) che in termini di modalità di rottura, nello specifico la distribuzione delle tensioni lungo l’altezza e lo spessore della parete rispecchia il meccanismo resistente ad arco riscontrato sperimentalmente nei pannelli di tipo FV.
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Il modello numerico proposto, tuttavia, non è in grado di cogliere il comportamento delle tamponature con blocchi a fori orizzontali (FO), che hanno manifestato una tipologia di collasso per rottura localizzata delle cartelle dei blocchi.
Per questa tipologia di pannelli non è valida l’approssimazione sulla geometria del blocco come solido 3D omogeneo.
Una più adeguata modellazione dovrebbe prevedere la giusta definizione della sezione forata del blocco.
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[1] da Porto F., Barbiero E., Dalla Benetta M., Modena C., Sperimentazione sul comportamento fuori piano di tamponamenti in muratura di laterizio – Prima parte: indagine sperimentale, Consorzio Poroton Italia, 2007, www.poroton.it.
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