Strutture in c.a. isolate alla base con dispositivi LRB ad elevato smorzamento: valutazione della risposta e analisi di confronto

Nel caso di strutture sismicamente isolate è in genere richiesta la presenza di importanti capacità dissipative nei dispositivi di isolamento, al fine di controllarne la risposta in termini di spostamento. A tal riguardo alcuni codici sismici di nuova generazione (FEMA-451; Eurocodice 8; NTC2008) aprono fortemente all’impiego di dispositivi elastomerici “ad elevatissimo smorzamento” (Lead Rubber Bearing - LRB) per il controllo passivo della risposta di edifici sotto sisma. Essi consentono inoltre di valutare la risposta strutturale con una procedura semplice e di generale diffusione (analisi modale con spettro assegnato) fino a valori del rapporto di smorzamento ξ pari a 0.30. Tuttavia, come è noto: (a) i dispositivi LRB presentano una risposta di tipo marcatamente non lineare; (b) secondo alcuni Autori, valori elevati di ξ producono l’effetto di amplificare la risposta della sovrastruttura. In tale contesto, il presente lavoro affronta lo studio della risposta di strutture isolate alla base mediante dispositivi elastomerici LRB con valori del rapporto di smorzamento ξ compresi nell’intervallo 0.2-0.3. Con riferimento a sistemi MDOF corrispondenti ad organismi resistenti in cemento armato modellati con una matrice di smorzamento “completa” ed isolati alla base con dispositivi LRB, sono state valutate in primo luogo le risposte strutturali mediante analisi time-history con integrazione frontale delle equazioni del moto, considerando per i dispositivi una schematizzazione sia lineare che non lineare. Sono stati a tal fine impiegati segnali accelerometrici artificiali e registrazioni di terremoti storici significativi. I risultati delle analisi mostrano, in alcuni casi, un incremento nei parametri di risposta della sovrastruttura per valori del rapporto di smorzamento dei dispositivi superiori al 20%. Sono state infine condotte valutazioni di confronto tra le risposte di cui innanzi e quelle ottenute attraverso l’analisi modale con spettro assegnato, che evidenziano come quest’ultima procedura conduce a stime non conservative sia del massimo spostamento dei dispositivi di isolamento che dei parametri di risposta della sovrastruttura.