• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Lezione Costruzioni Metalliche - sismica parte I a.a. 2013/2014
 

Lezione Costruzioni Metalliche - sismica parte I a.a. 2013/2014

on

  • 342 views

 

Statistics

Views

Total Views
342
Views on SlideShare
342
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
38
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Lezione Costruzioni Metalliche - sismica parte I a.a. 2013/2014 Lezione Costruzioni Metalliche - sismica parte I a.a. 2013/2014 Presentation Transcript

    • COSTRUZIONI METALLICHE IN ZONA SISMICA – PARTE I CORSO DI COSTRUZIONI METALLICHE a.a. 2013/2014 Prof. F. Bontempi Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma www.francobontempi.org 1
    • 1 – LE AZIONI SULLA STRUTTURA 1.1 – Richiami sulla caratterizzazione delle azioni AZIONI: Vento, Sisma, Neve, Carichi gravitazionali, Variazione di temperatura, ecc. STATICHE DINAMICHE Carichi gravitazionali? Vento? Variazione di temperatura? Sisma? Traffico veicolare? Neve? QUESITO: Secondo quale criterio classifico un’azione come “DINAMICA” o “STATICA”? Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 2
    • 1 – LE AZIONI SULLA STRUTTURA 1.2 – Azioni e risposta strutturale ANALISI EQUILIBRIO LINEARE DINAMICO NON LINEARE STATICO Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 3
    • 1 – LE AZIONI SULLA STRUTTURA 1.3 – L’azione sismica secondo NTC2008 MODELLAZIONE DELL’AZIONE TIPOLOGIA DI ANALISI Accelerazione max attesa in superficie Analisi statica lineare equivalente Spettro di risposta atteso in superficie Analisi dinamica lineare Accelerogramma Analisi dinamica non lineare Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 4
    • 1 – LE AZIONI SULLA STRUTTURA 1.4 – ESEMPIO: Azione sismica come Spettro con le NTC 2008 1. 2. 3. 4. 5. 6. Definire la vita nominale della costruzione Definire dove è situata la costruzione Scegliere lo stato limite da considerare (SLC, SLV… ) Individuare la categoria di sottosuolo Individuare la categoria topografica ecc… AZIONE: Spettro di risposta atteso in superficie ANALISI: Dinamica LINEARE QUESITO: come si può dunque parlare di DISSIPAZIONE? DUTTILITÀ? ISOLAMENTO? Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 5
    • 1 – LE AZIONI SULLA STRUTTURA 1.5 – Sistema equivalente L’approccio al progetto antisismico, per la maggior parte degli edifici, è basato sulla resistenza richiesta dal terremoto ad un sistema elastico a un sol grado di libertà, equivalente in termini di rigidezza e di smorzamento al sistema strutturale reale che è inelastico e a più gradi di libertà (Mazzolani et al. 2006) 1.6 – Esempi QUESITO: Come si può valutare un sistema elastico lineare equivalente ad un sistema reale marcatamente non lineare? Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 6
    • 2 – LE BASI DELLA PROGETTAZIONE ANTISISMICA 2.1 – Filosofie di progetto Comportamento dissipativo TRADIZIONALE (Stati limite) FILOSOFIE DI PROGETTO INNOVATIVA (Performance Based Design) Comportamento non dissipativo Criteri più rigorosi per selezionare il sistema strutturale più adeguato, affinché per specificati livelli di intensità del sisma il danno possa essere contenuto entro limiti prefissati Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 7
    • 2 – LE BASI DELLA PROGETTAZIONE ANTISISMICA 2.2 – Il comportamento dissipativo Per struttura con comportamento dissipativo si intende una struttura concepita in maniera tale da avere elementi strutturali o parti di elementi strutturali in grado di dissipare parte dell’energia sismica mediante cicli di deformazione inelastica. Sotto l’azione del sisma vi saranno dunque elementi progettati per fornire un comportamento plastico ed altri progettati per un comportamento di tipo elastico. 2.2 – Punti critici 1) Come progettare la struttura al fine di ottenere il comportamento dissipativo voluto? 2) Come valutare il fattore di struttura q, che deve essere rappresentativo della duttilità globale della struttura? 3) In che modo si può ottimizzare lo sfruttamento delle risorse plastiche? (ad es. gerarchia delle resistenze GdR) Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 8
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.1 – Costruzioni d’acciaio per le NTC2008 Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 9
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.2 – Il materiale acciaio – Prescrizioni addizionali per le zone dissipative 𝑓𝑢 ≥ 1.20 𝑓𝑦 𝜀 𝑢 ≥ 20% La resistenza del materiale, per le zone dissipative, deve essere amplificata con un coefficiente di sovraresistenza gov , dato dal rapporto tra il valore di resistenza medio fym e quello caratteristico fyk al fine di considerare l’aleatorietà di fy Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 10
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.3 – Le tipologie strutturali LA DISSIPAZIONE AVVIENE PER FLESSIONE O PRESSO-FLESSIONE DEGLI ELEMENTI VANTAGGI SVANTAGGI ASSENZA DI CONTROVENTI COLLEGAMENTI COSTOSI NUMEROSE ZONE DISSIPATIVE DIFFICOLTA’ PER LA GdR QUESITO: se il momento d’inerzia della trave risulta maggiore di quello della colonna, caso frequente per strutture metalliche progettate principalmente per carichi verticali, come si può soddisfare la GdR? Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 11
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.3 – Le tipologie strutturali LO SNERVAMENTO DEI DIAGONALI TESI DEVE PRECEDERE IL RAGGIUNGIMENTO DELL’INSTABILITA’ DEI DIAGONALI COMPRESSI VANTAGGI SPOSTAMENTI LATERALI CONTENUTI SVANTAGGI VINCOLI ARCHITETTONICI ELEMENTI DEDICATI ALLA DISSIPAZIONE Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 12
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.3 – Le tipologie strutturali Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 13
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.3 – Le tipologie strutturali Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 14
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.3 – Le tipologie strutturali Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 15
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.3 – Le tipologie strutturali Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 16
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.3 – Le tipologie strutturali AD ESEMPIO I TELAI DI EDIFICI MONOPIANO, IN CUI IL 50% DELLA MASSA E’ CONCENTRATA NEL TERZO SUPERIORE DELL’ALTEZZA DELL’EDIFICIO. Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 17
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.4 – Il fattore di struttura nelle NTC2008 - duttilità globale Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 18
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.4.1 – Il fattore q0 Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 19
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.4.2 – Il rapporto au /a1 a1 moltiplicatore che causa la prima plasticizzazione, definita con lo spostamento d1 au moltiplicatore che causa il collasso, definito con lo spostamento du ae moltiplicatore che provoca uno spostamento due=du nel sistema elastico equivalente Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 20
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.4.2 – Il rapporto au /a1 Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 21
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.5 – Zone dissipative e duttilità locale – confronto sulle Norme Ordinanza 3274 Classificazione delle membrature in categorie di duttilità sulla base della valutazione di un parametro di snellezza “s”, funzione di: • Snellezza delle diverse parti che compongono la sezione • Proprietà del materiale • Distribuzione del momento flettente lungo l’asse della membratura EC3 e NTC2008 Classificazione delle membrature basata sulla valutazione di un parametro di snellezza “ ”, funzione di: • Larghezza e spessore della sola parte compressa della sezione • Proprietà del materiale Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 22
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.5 – Zone dissipative e duttilità locale – Ordinanza 3274 Ordinanza 3274 Classificazione delle membrature in categorie di duttilità basata sulla valutazione di un parametro di snellezza “s” Il parametro “s” è definito come il rapporto tra la tensione fc corrispondente alla capacità portante ultima della sezione e la tensione di snervamento del materiale fy Nel caso di profili a doppia T, inflessi, esso è funzione di: • Snellezza delle flange e dell’anima • Proprietà del materiale • Distribuzione del momento flettente lungo l’asse della membratura Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 23
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.5 – Zone dissipative e duttilità locale – Ordinanza 3274 ESEMPIO – Profilo a doppia T Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 24
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.5 – Zone dissipative e duttilità locale – Ordinanza 3274 Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 25
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.5 – Zone dissipative e duttilità locale – Ordinanza 3274 Mc è il momento flettente corrispondente al manifestarsi dell’instabilità locale N.B. Nel caso di membrature tese, “s” si determina con: Poiché ft/fy deve essere >1.2 (cfr. slide 10) allora s>1.2 , dunque le membrature tese sono sempre classificate come duttili Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 26
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.5 – Zone dissipative e duttilità locale – NTC 2008 Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 27
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.5 – Zone dissipative e duttilità locale – NTC 2008 Cq= Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 28
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.5 – Zone dissipative e duttilità locale – NTC 2008 Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 29
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.5 – Zone dissipative e duttilità locale – NTC 2008 Le classi si basano sul parametro di snellezza: N.B.1 nelle NTC la larghezza della parte compressa è indicata nel testo con “b”, mentre poi in tabella è indicata con “c” N.B.2 viene definito Considerando E uguale per tutti gli acciai Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 30
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.5 – Zone dissipative e duttilità locale – NTC 2008 Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 31
    • 3 – LE COSTRUZIONI D’ACCIAIO 3.5 – Zone dissipative e duttilità locale – NTC 2008 Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 32
    • 4 – RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI Mazzolani, F.M., Landolfo, R., Della Corte, G., Faggiano, B. (2006) Edifici con Struttura di Acciaio in Zona Sismica. IUSS PRESS, Pavia. Ordinanza della Presidenza del Consiglio dei Ministri, N. 3274 del 20/03/2003: Primi Elementi in Materia di Criteri Generali per la Classificazione Sismica del Territorio Nazionale e di Normative Tecniche 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. Ing. P. E. Sebastiani – Sapienza Università di Roma 33