Effetti dell’azione sismica sui serbatoi cilindrici

Per le procedure di analisi presentate precedentemente è stata fondamentale l’ipotesi che il moto subito dalla base del serbatoio sia lo stesso del moto del terreno in campo libero.
A rigore questa ipotesi è valida solo per strutture fondate su roccia o altri materiali rigidi.
Per serbatoi fondati su terreni soffici, il moto della fondazione può essere sensibilmente diverso dal moto del terreno in campo libero e può includere una componente oscillatoria in aggiunta ad una componente laterale o traslazionale. La componente oscillatoria può essere particolarmente importante per serbatoi snelli.
I fattori responsabili delle differenze fra le risposte di strutture su supporto rigido e strutture identiche, ma su supporto elastico sono due.
Il primo è che una struttura elasticamente supportata ha più gradi di libertà di una rigidamente supportata e per questo ha diverse frequenze naturali e modi di vibrare.
Il secondo è che una parte sostanziale dell’energia vibrazionale delle strutture elasticamente supportate può essere dissipata nel mezzo di supporto attraverso la radiazione di onde e l’azione di isteresi nel suolo stesso; questo effetto della dissipazione dell’energia non avviene invece nelle strutture su supporto rigido. Gli effetti dell’interazione terreno-struttura considerati in questo capitolo sono la causa della differenza nelle risposte di un serbatoio calcolato con le seguenti ipotesi:
1. assumendo che il moto della propria fondazione sia lo stesso di quello del terreno in campo libero;
2. considerando il reale moto della fondazione o quello modificato, includendo gli effetti della dissipazione di energia nel mezzo di supporto.
Questa differenza dipende dalle caratteristiche del moto del terreno in campo libero, dalle proprietà del serbatoio e del terreno di supporto.
Per giudicare gli effetti dell’interazione terreno-struttura si possono utilizzare una serie di approcci diversi, i quali sono passati in rassegna da Johnson (1980).
Nel metodo finora utilizzato, gli effetti dell’interazione vengono considerati approssimativamente modificando le proprietà dinamiche della sovrastruttura e valutando la risposta della struttura modificata rispetto al moto del terreno in campo libero, considerando la struttura rigidamente supportata alla base.
Se la risposta della struttura è dominata dal suo modo fondamentale di vibrare, gli effetti dell’interazione in questo metodo possono essere forniti da un incremento del periodo naturale della struttura e da una variazione (in genere un aumento) del proprio smorzamento associato.
L’incremento del periodo è dovuto alla flessibilità dei terreni di fondazione, mentre la variazione dello smorzamento è dovuta agli effetti della rotazione della fondazione e alla dissipazione dell’energia nel mezzo di supporto.