Nicola Moscariello

Relatore: prof. S. Grimaz

Correlatori: Ing. P. Malisan, Ing. A. Pividori

A.a.: 2018-2019

Sommario:

Il territorio italiano è caratterizzato da un’intensa attività sismica, dovuta alla collocazione della Penisola in corrispondenza dei margini delle zolle euroasiatica e africana in avvicinamento relativo. Per tale motivo risulta fondamentale garantire una risposta sismica adeguata a tutte le costruzioni, o più in generale a tutti i sistemi contenenti/portatori di valori, riponendo particolare attenzione e importanza nella prevenzione.Quello italiano è un Patrimonio edilizio vetusto, eterogeneo e spesso privo di informazioni storico-costruttive aggiornate. La qualità delle costruzioni inoltre è di basso livello rispetto a quelle di altre Nazioni europee (Acanfora, Fabbrocino, e Vultaggio 2014). In primo luogo a causa dell’abusivismo e della speculazione edilizia, che hanno portato a realizzare costruzioni con criteri progettuali insufficienti e materiali scadenti, in secondo luogo per la scarsa diffusione della cultura della qualità che ha pervaso il mondo italiano delle costruzioni, ad eccezione dell’edilizia monumentale.Questi fattori evidenziano la vulnerabilità del Patrimonio edilizio e richiamano l’attenzione degli addetti ai lavori sul riuscire ad individuare un approccio preventivo in grado di valutare e ridurre la vulnerabilità del costruito, in particolar modo di quello pubblico.Il primo passo di prevenzione sismica è la diagnosi degli edifici finalizzata all’individuazione di eventuali carenze in termini di risposta sismica. Un’analisi approfondita richiederebbe un dispendio di risorse che non è sempre compatibile con le disponibilità economiche e di tempo. Per tale motivo risulterebbe estremamente utile disporre di metodi speditivi per la classificazione preventiva degli edifici al fine di individuare quelli che hanno maggior urgenza di intervento, sulla base della loro propensione a subire danneggiamento in caso di sisma.In questo ambito si inquadra il presente lavoro di tesi, che si prefigge lo scopo di caratterizzare il comportamento sismico degli edifici in maniera rapida e non invasiva. In particolare interessa conoscere se sussiste un comportamento rigido o non rigido, tra coppie di punti appartenenti ad un determinato macro-elemento strutturale, come i solai di piano. Risulta inoltre utile caratterizzare il tipo di atto di moto principale: traslatorio, rotatorio o rototraslatorio. Questi due aspetti sono importanti perché permettono di capire se la struttura presenta diaframmi di piano rigidi e sia predisposta a subire effetti torsionali o martellamento con altre strutture adiacenti.Esistono differenti tecniche per rilevare la risposta del sistema vibrante ad un’eccitazione, dipendenti principalmente dal tipo di forzante impressa. In questa tesi si propone un metodo diagnostico che utilizza come fonte di eccitazione il rumore ambientale, presente in ogni parte della superficie terrestre e costituito dall’insieme delle vibrazioni, a bassa energia ed ampio spettro, generate per cause naturali o antropiche.Il rumore ambientale è stato registrato utilizzando dei sismometri, strumenti poco ingombranti, dal costo relativamente basso e di facile messa in opera, in grado di rilevare il moto delle strutture (in termini di velocità) con un’alta sensibilità.Il lavoro presenta il metodo di test di accoppiamento cinematico (Q-TAC), che sfrutta le registrazioni di più strumenti sincronizzati tra loro. Il metodo è stato concepito per essere utilizzato direttamente sul campo anche come strumento di diagnostica strutturale. Nello specifico si prefigge lo scopo di fornire, a partire dai dati di input relativi a due segnali sincronizzati, delle rappresentazioni grafiche ad hoc finalizzate a facilitare l’interpretazione del tipo di accoppiamento cinematico tra i punti misurati attraverso due livelli di approfondimento, il primo, più rapido, serve a indagare il tipo di collegamento fra i due punti e il principale atto di moto: traslatorio, rototraslatorio o rotatorio; il secondo, serve a confermare e approfondire quanto indicato in prima battuta. I criteri per la definizione dei comportamenti fra le coppie di punti si basano su alcuni assunti propri della cinematica rigida, i cui dettagli verranno esposti nel capitolo relativo al metodo.Per poter applicare il metodo su edifici è stato necessario preliminarmente tararlo. A tal proposito sono stati eseguiti diversi test in laboratorio disponendo i sensori su tavoli aventi piano rigido in legno e telaio in acciaio. I test sono stati condotti considerando differenti configurazioni dei sismometri in funzione del tipo di indicatore comportamentale che si vuole analizzare. Inoltre, hanno permesso di stabilire delle soglie entro cui classificare il tipo di accoppiamento tra le varie coppie di punti. Una volta stabilite queste soglie è stato applicato su tre edifici: l’edificio ex Georisorse e Territorio dell’Università di Udine, il Municipio del comune di Porcia (PN) e il Municipio del comune di Tricesimo (UD).Nei prossimi capitoli vengono illustrati brevemente i comportamenti critici correlati al tipo di accoppiamento cinematico per la caratterizzazione sismica speditiva. Dopodiché, si procede con una spiegazione delle caratteristiche e dei principi di funzionamento della strumentazione di misura per poter descrivere chiaramente il metodo utilizzato. Infine, vengono riportati e discussi i risultati dei test di taratura effettuati sui tavoli e applicati sugli edifici. Per quanto riguarda la procedura di elaborazione dei dati verranno accennate le principali tecniche alla base del trattamento dei segnali e le formule di quadratura numerica, utilizzate inoltre per comprendere se la risposta della struttura al rumore possa essere studiata in termini di velocità (così come viene fornita dallo strumento) o di spostamento senza che sussistano differenze significative ai fini ingegneristici.Si sottolinea che il metodo proposto non si pone in sostituzione a tecniche più raffinate e invasive per la caratterizzazione dinamica delle costruzioni, tipiche dell’ingegneria strutturale, né vuole assolutamente rappresentare un’alternativa ad esse (per tale motivo non si entrerà nei dettagli di questi procedimenti), ma, viceversa, può essere inteso come un valido metodo diagnostico speditivo che permette di ottenere una prima caratterizzazione macroscopica del comportamento dinamico di una struttura.