Timber floors in traditional masonry buildings generally have limited in-plane stiffness, which may be not sufficient to avoid out-of-plane failure of walls or to transmit efficiently seismic forces among walls. Therefore, various stiffening techniques of timber floors have been developed, for which the actual effects on the global seismic response of masonry buildings need to be investigated. To this aim, nonlinear numerical models, able to take into account the actual behaviour of masonry and floors, are needed. The macro-element modelling can be considered an intermediate strategy in terms of complexity and computational effort, even if it can be suitably adopted if accurately calibrated on the basis of experimental results. Nonlinear incremental dynamic analyses of different case-study buildings are presented in this work, varying the type of floor, the seismic signal and the complexity of the model, with the aim of analysing the effects of the stiffening techniques of timber floors on the building response. The comparative analyses show that the seismic capacity of a traditional masonry building may decrease if a retrofitting method leading to excessive floor stiffening and/or mass increase is adopted. This means that the need of increasing the in-plane stiffness of floors should be evaluated on a case-by-case basis, considering the geometry of the building and the relative strength and stiffness capacities of floors and walls

Gli edifici tradizionali in muratura presentano generalmente solai in legno con bassa rigidezza nel proprio piano, tale da poter risultare, in caso di evento sismico, non sufficiente per prevenire i meccanismi di collasso di primo modo o, comunque, per ripartire in modo efficiente le forze sismiche tra le pareti. Sono state proposte diverse tecniche di irrigidimento dei solai lignei: di queste si vuole valutare la ricaduta sulla risposta sismica globale dell’edificio. Per tale scopo sono necessarie modellazioni numeriche che permettano di simulare il reale comportamento non lineare della muratura e dei solai. Tra le possibili tecniche di modellazione disponibili, quella per macro-elementi si può considerare una strategia di complessità intermedia, ma comunque efficace se calibrata sulla base di dati sperimentali. Questo articolo presenta i risultati di analisi dinamiche incrementali di diversi casi studio di edifici in muratura, al variare del tipo di solaio, dell’accelerogramma applicato e della complessità del modello, allo scopo di analizzare gli effetti di diverse tecniche di consolidamento dei solai nella riposta sismica dell’edificio. Da tali risultati si è potuto osservare come interventi di consolidamento che comportino un eccessivo irrigidimento dei solai e/o un aumento di massa risultino peggiorativi nella risposta sismica globale dell’edificio. Si conclude che l’opportunità di interventi che aumentino la rigidezza nel piano dei solai lignei richiede delle valutazioni specifiche caso per caso, tenendo in conto la geometria dell’edificio e le relative capacità di solai e pareti in termini di resistenza e rigidezza.

Effetti del consolidamento dei solai lignei sulla risposta sismica di edifici in muratura

Pozza, Luca
2019

Abstract

Gli edifici tradizionali in muratura presentano generalmente solai in legno con bassa rigidezza nel proprio piano, tale da poter risultare, in caso di evento sismico, non sufficiente per prevenire i meccanismi di collasso di primo modo o, comunque, per ripartire in modo efficiente le forze sismiche tra le pareti. Sono state proposte diverse tecniche di irrigidimento dei solai lignei: di queste si vuole valutare la ricaduta sulla risposta sismica globale dell’edificio. Per tale scopo sono necessarie modellazioni numeriche che permettano di simulare il reale comportamento non lineare della muratura e dei solai. Tra le possibili tecniche di modellazione disponibili, quella per macro-elementi si può considerare una strategia di complessità intermedia, ma comunque efficace se calibrata sulla base di dati sperimentali. Questo articolo presenta i risultati di analisi dinamiche incrementali di diversi casi studio di edifici in muratura, al variare del tipo di solaio, dell’accelerogramma applicato e della complessità del modello, allo scopo di analizzare gli effetti di diverse tecniche di consolidamento dei solai nella riposta sismica dell’edificio. Da tali risultati si è potuto osservare come interventi di consolidamento che comportino un eccessivo irrigidimento dei solai e/o un aumento di massa risultino peggiorativi nella risposta sismica globale dell’edificio. Si conclude che l’opportunità di interventi che aumentino la rigidezza nel piano dei solai lignei richiede delle valutazioni specifiche caso per caso, tenendo in conto la geometria dell’edificio e le relative capacità di solai e pareti in termini di resistenza e rigidezza.
Scotta, Roberto; Trutalli, Davide; Marchi, Luca; Pozza, Luca
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