Le prestazioni sismiche di telai in acciaio con controventi concentrici dipendono fortemente dalla risposta isteretica delle diagonali che, nella corrente filosofia progettuale, sono dimensionate per instabilizzarsi in compressione in campo non lineare sotto l’effetto di un terremoto di elevata intensità.

In questo articolo è valutata la risposta isteretica di diagonali in acciaio a sezione rettangolare cava attraverso lo sviluppo di differenti modelli caratterizzati da elementi beam non lineari a plasticità diffusa, da elementi shell lineari e da elementi solidi lineari.

In particolare, è studiata inizialmente l’influenza dei parametri principali (numero di punti di integrazione, numero di suddivisioni del singolo elemento della diagonale, discretizzazione della sezione trasversale, freccia iniziale) nei confronti della risposta locale di elementi non lineari a plasticità diffusa con formulazione in forza. Le risposte isteretiche locali sono confrontate in termini di distribuzione di curvatura e di quadro deformativo, analogamente quelle globali sono confrontate in termini di curve carico assiale – spostamento assiale e carico assiale – spostamento trasversale.

Nella seconda fase del lavoro, le distribuzioni di deformazione di picco ricavate dalle precedenti analisi sono confrontate con i risultati ottenuti da nuove analisi su modelli maggiormente raffinati sviluppati mediante elementi shell o elementi solidi, i quali permettono di cogliere al meglio l’effetto che  l’instabilità locale in compressione ha nei confronti della distribuzione di deformazione e, conseguentemente, delle possibili fratture sulla diagonale.

I risultati ricavati da questa ricerca mostrano come sia possibile ottenere notevoli differenze nella distribuzione locale delle deformazioni massime a seconda del modello numerico utilizzato (e.g. elementi beam non lineari a plasticità diffusa oppure modellazioni maggiormente raffinate), nonostante la risposta globale forza – spostamento sia identica per ciascun modello.

La distribuzione di deformazione locale predetta da un modello raffinato ad elementi solidi è la più vicina ai dati sperimentali disponibili in letteratura utilizzati come riferimento in questa ricerca (Shaback J.B. [2001] Behaviour of square HSS braces with end connections under reversed cyclic axial loading, Department of Civil Engineering, University of Calgary, Canada).