FATTORE DI STRUTTURA E DUTTILITÀ STRUTTURALE Horae sito nuovo/2-Fattore di...Duttilità strutturale...
Transcript of FATTORE DI STRUTTURA E DUTTILITÀ STRUTTURALE Horae sito nuovo/2-Fattore di...Duttilità strutturale...
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
FATTORE DI STRUTTURA E FATTORE DI STRUTTURA E DUTTILITÀ STRUTTURALEDUTTILITÀ STRUTTURALE
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Spettri per le verifiche agli S.L.
Le accelerazioni al suolo degli spettri di progetto previsti dal D.M. ’08 hanno valori particolarmente elevati
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
0.75ga g= ⋅
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Spettri per le verifiche agli S.L.
Si utilizzano sismi più severi (maggiori periodi di ritorno e minore probabilità di essere superati) per gli stati limite più rischiosi (S.L.V. - S.L.C.)
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Le accelerazioni al suolo degli spettri di progetto previsti dal D.M. ’08 hanno valori particolarmente elevati
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Spettri per le verifiche agli S.L.
La normativa consente una riduzione delle ordinate spettrali per i sismi più severi (verifiche S.L.U.)
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Si utilizzano sismi più severi (maggiori periodi di ritorno e minore probabilità di essere superati) per gli stati limite più rischiosi (S.L.V. - S.L.C.)
Le accelerazioni al suolo degli spettri di progetto previsti dal D.M. ’08 hanno valori particolarmente elevati
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Spettri per le verifiche agli S.L.
( )
−⋅+⋅⋅⋅⋅=
BOBOge T
TFq
TTF
qSaTS 11
( ) Oge Fq
SaTS ⋅⋅⋅= 1
( )
⋅⋅⋅⋅=
TTF
qSaTS C
Oge1
( )
⋅⋅⋅⋅⋅= 2
1T
TTFq
SaTS DCOge
TTD ≤
DC TTT <≤
TcTTB <≤
BTT <≤0
Rispetto alle formule relative allo spettro elastico, si sostituisce η con 1/q
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
( )
−⋅+⋅⋅⋅⋅=
BOBOge T
TFq
TTF
qSaTS 11
( ) Oge Fq
SaTS ⋅⋅⋅= 1
( )
⋅⋅⋅⋅=
TTF
qSaTS C
Oge1
( )
⋅⋅⋅⋅⋅= 2
1T
TTFq
SaTS DCOge
TTD ≤
DC TTT <≤
TcTTB <≤
BTT <≤0
Spettri per le verifiche agli S.L.
q = Fattore di struttura
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
La riduzione delle ordinate spettrali per i sismi più severi è legata al comportamento non
lineare delle strutture e più in particolare alla Duttilità Strutturale
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Duttilità strutturaleIl comportamento dei sistemi strutturali reali soggetti a sisma è sempre non lineare
u
F
F u
Il legame è in genere rappresentato con un modello equivalente, elastico-perfettamente plastico oppure elasto-plastico incrudente
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
yu uu
uu∆
Duttilità strutturale
1u u
y y
u uu u
µ ∆= = +
Duttilità = capacità del sistema di deformarsi oltre il limite elastico senza sostanziali riduzioni della resistenza
Il comportamento dei sistemi strutturali reali soggetti a sisma è sempre non lineare
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
u
F
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Duttilità strutturaleMisura la capacità di dissipare energia
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Energia immessa in fase di carico
Duttilità strutturale
Fase di carico
uu
F
Misura la capacità di dissipare energia
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
u
F
yu uu
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Energia restituita in fase di scarico
Duttilità strutturale
Fase di scarico
ur
Misura la capacità di dissipare energia
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
u
F
yu uu
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Energia Ew dissipata
( )2
212
y uw u u
y
F FEk F
µ α µ α α = + − − =
Duttilità strutturaleMisura la capacità di dissipare energia
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
u
F
yu uu
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Fattore di struttura
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Spettri di risposta non lineari
0
400
800
1200
0 1 2 3 T
Se
0.5
Tolmezzo, Friuli, 1976
-400
0
400
10 20 30 t [s]
PGA = 351 [cm s-2] ag [cm s-2]
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Fattore di struttura
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Spettri di risposta non lineari
0
400
800
1200
0 1 2 3 T
Se
0.5
µ = 2 µ = 4
µ = 1 (spettro elastico)
Tolmezzo, Friuli, 1976
-400
0
400
10 20 30 t [s]
PGA = 351 [cm s-2] ag [cm s-2]
Al crescere della duttilità µ lo spettro si riduce (µ =1 spettro elastico)
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Fattore di struttura
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
0
400
800
1200
0 1 2 3 T
Se
0.5
µ = 2 µ = 4
µ = 1 (spettro elastico)
Spettri di risposta non lineari
( )( )( , )
eS TqS T
µµ
=
Il rapporto fra lo spettro elastico e quello non lineare è detto fattore di struttura
il fattore di struttura dipende dalla duttilità strutturale
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Fattore di struttura secondo il D.M. 08
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
RKqq ⋅= 0
q0 = parametro funzione della tipologia strutturale e della classe di duttilità
q0
Tipologia Strutturale CD “B” CD “A”Strutture a telaio, a pareti accoppiate, miste 3.0 αu/α1 4.5 αu/α1
Strutture a pareti non accoppiate 3.0 4.0 αu/α1
Strutture deformabili torsionalmente 2.0 3.0
Strutture a pendolo inverso 1.5 2.0
Tipologia Edificio αu/α1Strutture a telaio o miste equivalenti a telaio
Strutture a telaio di un piano 1.1
Strutture a telaio multipiano ad una campata 1.2
Strutture a telaio multipiano a più campate 1.3
Strutture a pareti o miste equivalenti a pareti
Strutture con solo due pareti non accoppiate per direzione orizzontale
1.0
Altre strutture a pareti non accoppiate 1.1
Strutture a pareti accoppiate o miste equivalenti a pareti
1.2
Strutture in c.a.
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Fattore di struttura secondo il D.M. 08
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
RKqq ⋅= 0
KR Tipologia Strutturale
1.0 Edifici Regolari in Altezza
0.8 Edifici Non Regolari in Altezza
KR = parametro funzione della regolarità dell’edificio
Strutture in c.a.
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Fattore di struttura secondo il D.M. 08
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Si definisce un fattore di struttura per ogni direzione del sisma
qx – direzione x
qy – direzione y
qz – direzione z ( qz = 1,5 )
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Fattore di struttura secondo il D.M. 08
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Risulta indispensabile garantire in fase di progetto adeguata duttilità al sistema strutturale
Nell’analisi sismica delle strutture il fattore di struttura consente la riduzione delle accelerazioni sismiche di progetto
Il fattore di struttura è direttamente dipendente dalla duttilità strutturale (capacità del sistema di deformarsi oltre il limite elastico e di dissipare energia)
è questo lo scopo delcriterio della gerarchia delle resistenze
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
CRITERIO DELLA GERARCHIA CRITERIO DELLA GERARCHIA DELLE RESISTENZEDELLE RESISTENZE
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Comportamento non lineare
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Modalità di collasso strutturale
La duttilità di una struttura è fortemente dipendente dalla dislocazione delle cerniere plastiche nella fase di collasso
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Comportamento non lineare
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Modalità di collasso strutturale
Collasso globale
Formazione della prima cerniera
Collasso
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Comportamento non lineare
Collasso globale
Buon incremento della forza da prima plasticizzazione a collasso
Forti spostamenti a collasso = elevata duttilità globale
Elevato numero di cerniere plastiche = elevata dissipazione di energia
Cerniere plastiche principalmente sulle travi
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Modalità di collasso strutturale
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Comportamento non lineare
Collasso di piano
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Modalità di collasso strutturale
Collasso
Formazione della prima cerniera
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Comportamento non lineare
Collasso di piano
Basso incremento della forza da prima plasticizzazione a collasso
Modesti spostamenti a collasso = ridotta duttilità globale
Ridotto numero di cerniere plastiche = bassa dissipazione di energia
Cerniere plastiche sui pilastri
per avere alta duttilità occorre un collasso globalecriterio della gerarchia delle resistenze
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Modalità di collasso strutturale
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenzeSimilitudine della catena
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
F F
F
Entrambi gli anelli della catena devono essere dimensionati per sopportare la forza applicata F
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenzeSimilitudine della catena
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
F
F F
Anello duttile più resistente di quello fragile
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenzeSimilitudine della catena
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
F
F F
Anello duttile più resistente di quello fragile
Comportamento fragile del sistema
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenzeSimilitudine della catena
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
F
F F
Anello duttile meno resistente di quello fragile
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenzeSimilitudine della catena
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
F F
F
Anello duttile meno resistente di quello fragile
Comportamento duttile del sistema
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenze
La finalità del criterio della gerarchia delle resistenze è di progettare gli elementi strutturali in modo che le modalità di crisi ad elevata duttilità si manifestino prima (con sollecitazioni minori) di quelle a bassa duttilità (crisi fragili)
Per ottenere tale effetto gli elementi strutturali sono quasi sempre progettati con sollecitazioni differenti (maggiori) di quelle derivanti dal calcolo strutturale
Crisi per taglioCrisi per flessione compostaCrisi in fondazione
Crisi per flessonemeno duttile dimeno duttile di Crisi per flessone semplice
fragile
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenze
Verifica a taglio delle travi
Vi Vj
Mi Mj
Al crescere delle azioni esterne le cerniere plastiche agli estremi devono formarsi prima che si manifesti la crisi per taglio (fragile)
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenze
Verifica a taglio delle travi
1 2, ,b Rd b Rd
Ed agente Rdt
M MV V
lγ
+= + ⋅
La trave sarà dimensionata non con il taglio sollecitante VSd ma con
Garantisce che le cerniere plastiche si formi prima che si manifesti la crisi per taglio
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Vi Vj
Mi Mj
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenze
Verifica a flessione dei pilastri
Al crescere delle azioni esterne le cerniere plastiche devono formarsi prima nelle travi che nei pilastri
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenze
Verifica a flessione dei pilastri
, ,C Rd Rd b RdM Mγ≥ ⋅∑ ∑Garantisce che la cerniera plastica si formi nelle travi e non nei pilastri
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Il pilastro sarà dimensionata non con il momento sollecitante MSd ma con
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenze
Verifica a taglio dei pilastri
, ,s iC Rd C Rd
Ed Rdp
M MV
lγ
+= ⋅
Garantisce che le cerniere plastiche si formi prima che si manifesti la crisi per taglio
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Il pilastro sarà dimensionata non con il taglio sollecitante VSd ma con
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenze
Verifica travi di fondazione
Gli elementi strutturali delle fondazioni, che devono essere dimensionati sulla base delle sollecitazioni ad essi trasmesse dalla struttura sovrastante, devono avere comportamento non dissipativo, indipendentemente dal comportamento strutturale attribuito alla struttura su di esse gravante.
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenze
1) Calcolo dell’armatura longitudinale delle travi di elevazione
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenze
1) Calcolo dell’armatura longitudinale delle travi di elevazione
2) Calcolo dell’armatura a taglio delle travi di elevazione
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenze
1) Calcolo dell’armatura longitudinale delle travi di elevazione
2) Calcolo dell’armatura a taglio delle travi di elevazione
3) Calcolo dell’armatura longitudinale dei pilastri
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenze
1) Calcolo dell’armatura longitudinale delle travi di elevazione
2) Calcolo dell’armatura a taglio delle travi di elevazione
3) Calcolo dell’armatura longitudinale dei pilastri
4) Calcolo dell’armatura a taglio dei pilastri
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenze
1) Calcolo dell’armatura longitudinale delle travi di elevazione
2) Calcolo dell’armatura a taglio delle travi di elevazione
3) Calcolo dell’armatura longitudinale dei pilastri
4) Calcolo dell’armatura a taglio dei pilastri
5) Calcolo dell’armatura longitudinale delle travi di fondazione
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
Gerarchia delle resistenze
1) Calcolo dell’armatura longitudinale delle travi di elevazione
2) Calcolo dell’armatura a taglio delle travi di elevazione
3) Calcolo dell’armatura longitudinale dei pilastri
4) Calcolo dell’armatura a taglio dei pilastri
5) Calcolo dell’armatura longitudinale delle travi di fondazione
6) Calcolo dell’armatura a taglio delle travi di fondazione
S.T.S. s.r.l. Software Tecnico Scientifico
Horae srl - www.horae.it - [email protected]
GERARCHIA DELLE GERARCHIA DELLE RESISTENZERESISTENZE
FINE
APPLICAZIONI PRATICHEAPPLICAZIONI PRATICHE
Modalità di input, calcolo Modalità di input, calcolo strutturale ed output dei strutturale ed output dei
risultati del softwarerisultati del software
C.D.S. Win
S.T.S. s.r.l.Software Tecnico Scientifico