Riassunto analitico
The rapid urbanization and increasing demand for optimized land use have led to a significant rise in the construction of high-rise buildings. These structures not only symbolize economic progress and architectural innovation but also present complex engineering challenges, particularly in their structural behavior under dynamic loads such as seismic events. As buildings become taller and more slender, ensuring their safety and performance requires advanced analytical techniques that balance accuracy with computational efficiency.
Traditional methods for analyzing high-rise buildings often rely on detailed finite element models (FEMs), which, while highly accurate, can be computationally expensive and time-consuming. This limitation is particularly critical in the preliminary design phase, where multiple iterations are needed to refine the structural configuration. Conversely, simplified analytical models provide a more efficient alternative, allowing for rapid assessments of structural behavior. However, their reliability must be carefully validated to ensure they accurately capture essential dynamic characteristics.
This research investigates the seismic behavior of high-rise reinforced concrete buildings, focusing on the Al Hamra Tower in Kuwait as a case study. By integrating numerical simulations and experimental data, the study assesses the applicability of simplified beam models in predicting the dynamic response of tall structures. The primary objective is to bridge the gap between computationally demanding finite element models and practical engineering applications, equipping structural engineers with efficient tools for preliminary analysis and design.
This thesis addresses key challenges in high-rise building analysis by developing and validating an approach that balances computational efficiency and accuracy. Through a systematic comparison between simplified and detailed models, the research identifies the strengths and limitations of different analytical methodologies. The findings contribute to a better understanding of how simplified models can be effectively utilized in the early design stages while maintaining sufficient accuracy for engineering applications.
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Abstract
La rapida urbanizzazione e la crescente domanda di un uso ottimizzato del suolo hanno portato a un significativo aumento della costruzione di edifici alti. Queste strutture non solo rappresentano simboli di progresso economico e innovazione architettonica, ma pongono anche sfide ingegneristiche complesse, in particolare per quanto riguarda il loro comportamento strutturale sotto carichi dinamici, come quelli sismici. Con l’aumento dell’altezza e della snellezza degli edifici, garantire la loro sicurezza e le loro prestazioni richiede tecniche di analisi avanzate che bilancino accuratezza ed efficienza computazionale.
I metodi tradizionali per l’analisi degli edifici alti si basano spesso su modelli agli elementi finiti (FEM), che, sebbene estremamente accurati, risultano costosi in termini computazionali e di tempo. Questa limitazione è particolarmente critica nella fase preliminare di progettazione, dove sono necessarie più iterazioni per affinare la configurazione strutturale. In alternativa, i modelli analitici semplificati offrono una soluzione più efficiente, consentendo valutazioni rapide del comportamento strutturale. Tuttavia, la loro affidabilità deve essere attentamente verificata per garantire che catturino correttamente le caratteristiche dinamiche essenziali.
Questa ricerca analizza il comportamento sismico degli edifici alti in calcestruzzo armato, con un caso studio specifico sulla Al Hamra Tower in Kuwait. Integrando simulazioni numeriche e dati sperimentali, lo studio valuta l’applicabilità di modelli semplificati a trave continua nella previsione della risposta dinamica delle strutture alte. L’obiettivo principale è colmare il divario tra i modelli agli elementi finiti, altamente dettagliati ma onerosi, e le applicazioni ingegneristiche pratiche, fornendo strumenti efficienti per l’analisi e la progettazione preliminare.
Questa tesi affronta le principali sfide nell’analisi degli edifici alti sviluppando e validando un approccio che bilancia efficienza computazionale e accuratezza. Attraverso un confronto sistematico tra modelli semplificati e dettagliati, la ricerca identifica i punti di forza e le limitazioni delle diverse metodologie analitiche. I risultati contribuiscono a una migliore comprensione di come i modelli semplificati possano essere utilizzati efficacemente nelle fasi iniziali di progettazione, garantendo al contempo un’accuratezza adeguata per le applicazioni ingegneristiche.
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