Edificio A della facoltà di ingegneria dell'Aquila : misure della risposta dinamica strutturale alle azioni ambientali

Il 6 Aprile 2009 un terremoto di magnitudo ML=5.8 (MW=6.3) ha colpito la città dell’Aquila, causando forti danni alle strutture dell’Università dell’Aquila. Per poter restituire alla città, gli edifici di Ateneo nuovamente operativi, è necessario predisporre degli interventi di miglioramento del comportamento sismico, in ottemperanza alle attuali normative, nazionali ed europee, ed alle conoscenze nel settore dell’ingegneria sismica. A tal proposito, già nelle settimane successive al sisma, è stata avviata, attraverso il contributo di un gruppo multidisciplinare di docenti e ricercatori, una serie di attività coordinate di investigazione e ricerca avanzata che ha avuto come obiettivo quello di pervenire ad un progetto di miglioramento del comportamento sismico dell’Edificio A della Facoltà di Ingegneria, costituito da sette sottoblocchi, mediante l’inserimento di un sistema di controllo passivo. Le operazioni di indagine, hanno riguardato, in particolare, una campagna di misure della risposta dinamica strutturale alle azioni ambientali, svolta in collaborazione con il Politecnico di Bari, sulla base di competenze maturate congiuntamente da precedenti esperienze. Nel seguente lavoro vengono presentati i risultati di una campagna di prove dinamiche, condotte sulle sottostrutture A1 e A3. Una rete di sensori accelerometrici, composta da tredici unità, è disposta opportunamente sulla struttura e sulla facciata di ogni blocco, per registrare le accelerazioni assolute in diversi punti significativi. La registrazione dei dati è stata condotta utilizzando un sistema di acquisizione multi canale. L’orientazione di sensori uniassiali è stata scelta per registrare principalmente il moto fuori piano del telaio piano che sostiene la facciata e il comportamento roto- traslazionale della struttura. Le vibrazioni ambientali nei blocchi A1 e A3 sono state registrate per un periodo di 2100s, durante i quali sono state misurate le accelerazioni con una frequenza di campionamento di 400Hz. L’identificazione dei parametri modali è stata condotta, a partire dai dati del comportamento al rumore ambientale, utilizzando sia la procedura Enhanced Frequency Domain Decomposition (EFDD) che la procedura Stochastic Subspace Identification (SSI). Le minori frequenze naturali identificate dei blocchi A1 e A3 sono rispettivamente 3.89Hz e 2.77Hz. E’ stato trovato un sostanziale accordo tra le proprietà modali dei modelli agli elementi finiti e le caratteristiche modali identificate ed è presentata un’approfondita discussione sul ruolo delle prove dinamiche nella progettazione del miglioramento. Il documento risulta organizzato come segue: Nel paragrafo 2 viene riportata una descrizione dettagliata delle sottostrutture A1 ed A3 oggetto delle prove. Viene descritto lo stato delle strutture al momento delle prove, enfatizzando lo scenario di danno degli elementi non strutturali, i carichi agenti sulle strutture e la presenza di eventuali sistemi provvisionali, che possono rappresentare elementi di irrigidimento locale. Le caratteristiche tecniche della strumentazione, messa a disposizione dal gruppo del Politecnico di Bari, viene descritta nel paragrafo 3. Vengono discussi i criteri di distribuzione dei sensori sulla base delle necessità scaturite a valle del rilievo del danno e di una prima valutazione del comportamento della struttura. Nel paragrafo 4 vengono riportate le acquisizioni dei singoli sensori per le varie registrazioni sulle due sottostrutture, in termini di andamento delle accelerazioni, specificando il periodo e la frequenza di acquisizione. I risultati vengono discussi per mettere in evidenza l’effetto delle variazioni termiche e della diversa frequenza di acquisizione. A partire dalle acquisizioni ottenute, si desumono le proprietà modali, in termini di frequenza e forma del modo, per le sottostrutture A1 e A3. Nel paragrafo 5, sono riportati i risultati ottenuti sia attraverso una procedura EFDD che mediante SSI. Infine, al paragrafo 6, si confrontano i risultati ottenuti con un modello agli elementi finiti realizzato per la verifica ed il dimensionamento della struttura di accoppiamento. Attraverso la valutazione dei MAC, si perviene ad un modello EF più affidabile che rispecchia il comportamento reale delle singole sottostrutture.