Lezione metalliche sismica parte_ii

COSTRUZIONI METALLICHEIN ZONA SISMICA – PARTE IICOSTRUZIONI METALLICHEIN ZONA SISMICA – PARTE II

1

CORSO DI COSTRUZIONI METALLICHE a.a. 2013/2014Prof. F. BontempiIng. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma www.francobontempi.org

1 – STRATEGIE DI PROGETTAZIONE ANTISISMICA

2Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma

1.1 – Capacity design o Gerarchia delle Resistenze

Gli elementi, o parte di essi, destinati alla dissipazione

devono essere scelti e progettati in modo da favorire una particolare

tipologia di collasso globale

In condizioni limite, quale tipologia di collasso globale è auspicabile?

Gli elementi, o parte di essi, non destinati alla dissipazione

devono essere progettati in modo da fornire un’adeguata sovraresistenza



1.2 – Principi base sulla duttilità

Il coefficiente di sicurezza a, che può essere usato per aumentare la resistenza dell’elemento duttile (caso A) o per ridurre la resistenza dell’elemento fragile (caso B), è

introdotto per tener in conto le incertezze sulle resistenze degli elementi.



1.2 – Principi base sulla duttilità

L’OPCM 3274 prevede che la resistenza Rfi dell’i-esimo elemento fragile deve essere maggiore delle sollecitazioni Sfi,G dovute ai carichi gravitazionali, sommate a quelle dovute

all’azione sismica Sfi,E amplificate dal fattore a

Come si vedrà meglio in seguito, con significato analogo a a nelle NTC08 viene introdotto il fattore W



1.3 – Panoramica dei sistemi di dissipazione

a

2 – SISTEMI DISSIPATIVI ORDINARI


2.1 – Strutture intelaiate (Moment Resisting frames – MRF)



2.2 – Strutture intelaiate – meccanismi di collasso


2.3 – Strutture intelaiate: le travi

Il requisito 7.5.5 è per evitare che la rottura fragile, per taglio, nella trave



2.4 – Strutture intelaiate: le colonne

Refuso su NTC08



Minore è il tasso di sfruttamento delle travi e maggiore sarà il fattore W , e dunque maggiori saranno le sollecitazioni di progetto da considerare per le colonne. Il sovradimensionamento delle travi può quindi essere controproducente.

QUESITO: Qual è il caso in cui si attendono cerniere plastiche nelle colonne?

2.4 – Strutture intelaiate: le colonne


Gerarchia Trave-Colonna


2.5 – Strutture intelaiate: i nodi


Sovraresistenza collegamento


2.5 – Strutture intelaiate: i nodi



2.6 – Strutture intelaiate: esempi di unioni



2.7 – Strutture intelaiate: scelte progettuali per favorire la GdR


“Dog-Bone” section


2.8 – Strutture intelaiate: danneggiamenti sotto azione sismica



2.9 – Strutture con controventi concentrici (Concentrically Braced Frames – CBF)



2.10 – Due fasi di comportamento


Diagonali compressi ancora stabili Diagonali instabilizzati


2.11 – Strutture con controventi concentrici – i diagonali


Cfr. par. 7.5.5 della Circolare n.617 del 2009


2.12 – Strutture con controventi concentrici –Verifica dei diagonali


1. Si calcolano la sollecitazioni assiali NEd in ogni diagonale teso dovute all’azione sismica

2. Si effettua la verifica di resistenza per ogni diagonale teso secondo la

dove Nt,Rd è la resistenza di calcolo a trazione del diagonale

4. Si calcolano i coefficienti di sovra-resistenza

per ogni diagonale e si controlla che non differiscano tra loro di non più del 25%,dove Npl,Rd è la resistenza dei controventi nei confronti dell’instabilità


2.13 – Strutture con controventi concentrici – travi e colonne


NEd,E,2=NRd,2senb2+NEd,E,3

NEd,E,3=NRd,3senb3

NEd,E,1=NRd,1senb1+NEd,E,2

1. Si calcolano le sollecitazioni assiali NEd,Enelle colonne, dovute all’azione sismica

2. Si calcolano la sollecitazioni assiali NEd,Gnelle colonne, dovute ai carichi gravitazionali

3. Si calcolano la sollecitazioni assiali NEd di progetto, definite come

con già definito in precedenza, riferito ai diagonali

4. Si verificano le colonne secondo la

dove è la resistenza della colonna nei confronti dell’instabilità tenendo conto dei momenti flettenti Med anch’essi amplificati da W secondo



2.14 – Strutture con controventi concentrici –Verifica delle colonne secondo GdREsempio di calcolo delle NEd,Enell’ipotesi cautelativa che ogni

diagonale i-esima sia tesa al suo limite di snervamento NRd,i


2.15 – Strutture a controventi concentrici: esempi di unioni




2.16– Strutture a controventi concentrici: danneggiamenti sotto azione sismica



2.16 – Strutture a controventi concentrici: danneggiamenti sotto azione sismica


2.17 – Strutture con controventi eccentrici (Eccentric Braced Frames – EBF)



2.18 – Strutture con controventi eccentrici - GdR


Le porzioni di trave esterne ai link, i diagonali, le colonne e i collegamenti si progettano per rimanere in campo elastico


2.19 – Strutture con controventi eccentrici : verifica elementi di connessione





Il meccanismo conlink corti (plasticizz ataglio) è piu duttile.Perchè?




Il meccanismo conlink corti (plasticizz ataglio) è piu duttile.Perchè?Perché la plasticizzazione è più uniforme


2.19 – Strutture con controventi eccentrici: irrigidimenti e saldature




2.20 – Strutture con controventi eccentrici: dettaglio unione



2.21 – Strutture con controventi eccentrici: scelte progettuali per favorire la GdR


2.22 – Collegamenti



3 – RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

Mazzolani, F.M., Landolfo, R., Della Corte, G., Faggiano, B. (2006) Edifici con Struttura di Acciaioin Zona Sismica. IUSS PRESS, Pavia.

Ordinanza della Presidenza del Consiglio dei Ministri, N. 3274 del 20/03/2003: Primi Elementiin Materia di Criteri Generali per la Classificazione Sismica del Territorio Nazionale e di NormativeTecniche per le Costruzioni in Zona Sismica.

prEN 1993-1:2003. Eurocode 3: Design of steel structures. Part 1: General structural rules

prEN 1998-1:2003. Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance - Part 1:General rules. CEN, January2003

Sabelli R., Roeder C.W., Hajjar J.F. (2013) Seismic Design of Steel Special ConcentricallyBraced Frame Systems: a guide for Practicing Engineers. NEHRP Seismic Design TechnicalBrief no.8. National Institute of Standards andTechnology, U.S.Department of Commerce

Hamburger R.O., Krawinkler H., Malley J.O., Adan S.M. (2009) Seismic Design of SteelSpecial Moment Frames: a guide for Practicing Engineers. NEHRP Seismic Design TechnicalBrief no.8. National Institute of Standards andTechnology, U.S.Department of Commerce

Lezione metalliche sismica parte_ii

Engineering

Transcript of Lezione metalliche sismica parte_ii