ANIDIS - L'ingegneria Sismica in Italia, ANIDIS 2011 - XIV convegno

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Critical Review and Improvements to Code Provisions for Seismic Design of X Concentric Braced Frames

Giuseppe Brandonisio, Maurizio Toreno, Elena Mele, Antonello De Luca, Ernesto Grande

Ultima modifica: 2011-07-14

Sommario


Le moderne metodologie progettuali antisimiche mirano a garantire un comportamento non lineare delle strutture di tipo duttile e dissipativo. Il criterio di gerarchia delle resistenze ("capacity design"), alla base della maggior parte delle normative tecniche attualmente in uso, consiste nel garantire il meccanismo ultimo della struttura, funzione della tipologia strutturale, cui compete il livello di duttilità maggiore. In questo lavoro, a valle di un attento esame della indicazioni contenute nell'eurocodice 8, è stato condotto uno studio accurato della metodologia progettuale attualmente in uso e degli effetti che essa produce sul progetto di strutture in acciaio con controventi concentrici ad X. Tale metodologia progettuale si basa spesso su indicazioni che, al fine di ottenere i  meccanismi di collasso desiderati, richiedono livelli di sovraresistenza tali da condurre a soluzioni progettuali sovradimensionate (e quindi antieconomiche) o impraticabili. Sulla base di tali considerazioni, in questo lavoro vengono illustrate alcune modificazioni alla metodologia di progetto adottata dall'eurocodice 8 riguardo la progettazione di strutture con controventi ad X, che verrà chiamato di seguito "approccio proposto".

L'approccio proposto dagli autori consiste in alcune modificazioni alle indicazioni normative atte a ridurre i requisiti di sovra resistenza con una conseguente riduzione del peso strutturale preservando però il comportamento duttile della struttura.  L'idea dell' "approccio proposto" è quella di coinvolgere nel meccanismo dissipativo solo poche diagonali caratterizzate da bassi valori di sovraresistenza al fine ridurre il sovradimensionamento degli elementi non dissipativi.

In particolare alla luce delle indicazioni proposte dall'eurocodice 8, dell'approccio proposto dagli autori e dell'approccio "elastico" (ovvero basato solo sulla resistenza senza considerare il capacity design) è stato eseguito il progetto di controventi ad X per strutture caratterizzate da differenti dimensioni delle campate (6x6m e 9x9m), da differente numero di piani (3, 6, 9 piani), da un differente numero di elementi resistenti disposti in pianta (Y) e da differenti classi di resistenza dell'acciaio per diagonali, travi e colonne.

I risultati ottenuti in termini di peso strutturale, sovraresistenza e deformabilità laterale, hanno costituito gli elementi di riferimento per valutare l'incidenza dei requisiti di normativa sul progetto dei telai controventati, nonché per valutare i casi nei quali, tenere conto della duttilità dei controventi, porti ad avere soluzioni antieconomiche e irrealizzabili. Al fine di valutare la convenienza e l'attendibilità dell'approccio proposto, sono state effettuate analisi non lineari agli elementi finiti di confronto con riferimento ai casi di studio presentati. Il confronto sia in termini di peso strutturale che di comportamento ultimo della struttura, dedotto da analisi non lineari che tengono conto delle non linearità meccaniche e geometriche degli elementi che compongono la singola mensola di controvento, mostra l'affidabilità, nonché i vantaggi derivanti dall'approccio proposto e dell'importanza, in fase progettuale, del numero di elementi resistenti disposti in pianta.


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