ANIDIS - L'ingegneria Sismica in Italia, ANIDIS XIX & ASSISi XVII - 2022

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COMPORTAMENTO SISMICO DI UNA STRUTTURA DI ACCIAIO PROVVISTA DI CONNESSIONI TRADIZIONALI ED INNOVATIVE

Sabatino Di Benedetto, Antonella Bianca Francavilla, Massimo Latour, Vincenzo Piluso, Gianvittorio Rizzano

Ultima modifica: 2022-08-26

Sommario


L’inattesa crisi di molte saldature di nodi a completo ripristino di resistenza appartenenti a telai sismo-resistenti occorsa durante i terremoti di Northridge (1994) e Kobe (1995) ha evidenziato alcuni limiti delle tradizionali metodologie di progettazione sismica utilizzate all'epoca. Queste calamità hanno spinto i ricercatori a sviluppare innovative strategie di progettazione sismica focalizzando l’attenzione sulle connessioni trave-colonna. In particolare, sono stati studiati numerosi nodi a completo e parziale ripristino di resistenza per progettare connessioni in grado di garantire notevole duttilità e capacità dissipativa.

Tra le tipologie a completo ripristino di resistenza, la cosiddetta soluzione RBS (Reduced Beam Section o dog-bone) è molto diffusa, di facile realizzazione ed economica; essa riduce la concentrazione di sollecitazioni nelle saldature e favorisce la dissipazione di energia tramite l’indebolimento della trave in aree sufficientemente lontane dalla colonna.

Invece, la filosofia dei giunti a parziale ripristino di resistenza concentra il danno e, di conseguenza, la capacità di dissipazione, in elementi nodali che possono essere facilmente sostituiti dopo un evento sismico. Le connessioni FREE from DAMage (FREEDAM) e double split T-stub sono soluzioni molto promettenti in quest’ottica. In particolare il giunto FREEDAM è dotato di dispositivi ad attrito che rappresentano gli unici componenti dissipativi limitando il danneggiamento di altri elementi strutturali e garantendo cicli isteretici ampi e stabili. Invece, la soluzione con T-stub dissipativi si differenzia da quella tradizionale perché la flangia dell'elemento a T è opportunamente intagliata secondo una forma a clessidra simile all’andamento del momento flettente nella parte compresa tra l’anima del T ed i bulloni. Pertanto, è possibile garantire un uniforme snervamento di questa zona.

La risposta ciclica delle tre connessioni sopra menzionate è stata ampiamente studiata tramite numerose prove sperimentali e simulazioni numeriche su sottoassemblaggi trave-colonna. Tuttavia, risultano ancora limitati i risultati sperimentali riguardanti strutture in scala reale equipaggiate con queste connessioni.

Per questo motivo presso il Laboratorio STRENGTH (STRuctural ENGineering Test Hall) dell'Università degli Studi di Salerno sono state pianificate tre campagne sperimentali riguardanti l’esecuzione di prove pseudo-dinamiche su un edificio di due piani provvisto di connessioni RBS, FREEDAM e T-stub dissipativi. In questo lavoro sono riportati i principali risultati delle campagne sperimentali.

L'edificio testato è composto da due telai sismo-resistenti estratti da una più complessa struttura di riferimento. Il provino ha sperimentato la stessa sequenza di cinque accelerogrammi in tutte le campagne. I risultati hanno mostrato che le connessioni analizzate influenzano la rigidezza dell’edificio e generalmente dissipano la stessa energia quando impegnate in campo plastico. Tuttavia, mentre le connessioni RBS subiscono danneggiamenti che richiedono costose riparazioni, le connessioni FREEDAM e con T-stub dissipativi non mostrano rilevanti danni strutturali eccetto che in corrispondenza dei dissipatori ad attrito ed i T-stub dissipativi, che possono essere facilmente sostituiti alla fine dell’evento sismico.


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