PROGETTAZIONE DI STRUTTURE IN ACCIAIO: ESEMPI DI …

1 CORSO DI AGGIORNAMENTO PROFESSIONALELa PROGETTAZIONE strutturale in zona sismicaIl nuovo quadro normativoComune di Castellammare di Stabia-Scuola Media Statale Luigi Denza -dal 27/02/2007 al 10/05/2007-ore 8 22/03/2007 ore DI STRUTTURE IN ACCIAIO: ESEMPI DI CALCOLO STRUTTURE a telaio STRUTTURE a controventi eccentriciAspetti normativi ed ESEMPI di calcoloDocente: Dott. Ing. Beatrice FaggianoUNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI Federico II Polo delle Scienze e delle TecnologieDipartimento di Ingegneria Strutturale1. Peculiarit 2. Il sistema strutturale antisismico3. Elementi che compongono il sistema sismoresistente4. Classi di duttilit strutturale5. Fattore di struttura6. Classificazione delle membrature7. Gerarchia delle resistenze8. Requisiti progettuali specifici per le zone dissipative9.

2 Collegamento trave - solaioSTRUTTURE A TELAIO : Aspetti normativi CORSO DI AGGIORNAMENTO PROFESSIONALE La PROGETTAZIONE strutturale in zona sismica Il nuovo quadro normativoModulo 8 22/03/2007 ore PROGETTAZIONE DI STRUTTURE IN ACCIAIO: ESEMPI DI CALCOLO Dott. Ing. Beatrice Faggiano -UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI Federico II 1. Peculiarit Sono composte da telai, assemblaggi di membrature rettilinee, quali travi e colonne, tra di loro rigidamente collegate CORSO DI AGGIORNAMENTO PROFESSIONALE La PROGETTAZIONE strutturale in zona sismica Il nuovo quadro normativoModulo 8 22/03/2007 ore PROGETTAZIONE DI STRUTTURE IN ACCIAIO: ESEMPI DI CALCOLO Dott. Ing. Beatrice Faggiano -UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI Federico II STRUTTURE A TELAIO : Aspetti normativi Versatilit architettonicaMassima flessibilit nello sfruttamento degli spazi: non vi sono elementi strutturali, quali i controventi, che impediscono l apertura di vaniElevata deformabilit lateraleSolitamente le dimensioni delle membrature sono condizionate dal controllo degli spostamenti laterali, i quali devono essere contenuti entro le limitazioni imposte dalla normaRisultano cos STRUTTURE sovraresistenti rispetto a quelle strettamente necessarie per il soddisfacimento dello stato limite di comportamento prevalentemente flessionalePrincipale risorsa di rigidezza laterale e di resistenza1.

3 Peculiarit CORSO DI AGGIORNAMENTO PROFESSIONALE La PROGETTAZIONE strutturale in zona sismica Il nuovo quadro normativoModulo 8 22/03/2007 ore PROGETTAZIONE DI STRUTTURE IN ACCIAIO: ESEMPI DI CALCOLO Dott. Ing. Beatrice Faggiano -UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI Federico II STRUTTURE A TELAIO : Aspetti normativi Elevate capacit di dissipazione e duttilit Le zone dissipative sono numerose e sono concentrate in regioni discrete alle estremit delle aste, dove si formano le cerniere plastiche, che dissipano energia attraverso un comportamento ciclico a flessione stabile Al fine di conseguire un comportamento duttile e quindi di massimizzare la capacit di dissipare energia, le cerniere plastiche devono svilupparsi prevalentemente nelle travi e all attacco tra le colonne e le fondazioni MECCANISMO GLOBALE 2.

4 Il sistema strutturale antisismicoCORSO DI AGGIORNAMENTO PROFESSIONALE La PROGETTAZIONE strutturale in zona sismica Il nuovo quadro normativoModulo 8 22/03/2007 ore PROGETTAZIONE DI STRUTTURE IN ACCIAIO: ESEMPI DI CALCOLO Dott. Ing. Beatrice Faggiano -UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI Federico II STRUTTURE A TELAIO : Aspetti normativi Sistemi non-dissipativi Resistono in campo elastico a terremoti anche di tipo distruttivoLe azioni sismiche si calcolano considerando lo spettro elastico del terremotoSISTEMI DISSIPATIVI In caso di terremoti distruttivi dissipano energia mediante cicli di deformazione plastica di appositi elementi, detti zone dissipative Le azioni sismiche si calcolano considerando lo spettro di progetto del terremoto, le cui ordinate spettrali sono ridotte rispetto a quelle corrispondenti allo spettro elastico .

5 La misura della riduzione data dalle capacit dissipative e dalla duttilit dei sistemi strutturali, attraverso il fattore di struttura Elementi che compongono il sistema sismo-resistenteCORSO DI AGGIORNAMENTO PROFESSIONALE La PROGETTAZIONE strutturale in zona sismica Il nuovo quadro normativoModulo 8 22/03/2007 ore PROGETTAZIONE DI STRUTTURE IN ACCIAIO: ESEMPI DI CALCOLO Dott. Ing. Beatrice Faggiano -UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI Federico II STRUTTURE A TELAIO : Aspetti normativi I DIAFRAMMI ORIZZONTALIC ontroventi orizzontali:generalmente adottati nel caso delle coperture dei fabbricati industriali monopiano o quando i solai sono realizzati con elementi semplicemente appoggiati alle traviSolaise i collegamenti con le travi di piano sono idonei a trasmettere le forze di taglio I CONTROVENTI VERTICALI: I TELAI A NODI RIGIDII TELAI A NODI RIGIDISono normalmente progettati per sopportare sia le forze orizzontali sia i carichi verticali Casi limite: Le travi sono infinitamente pi rigide delle colonne.

6 Telaio shear-typePer effetto del sisma le travi traslano rigidamente senza dar luogo a rotazioni nodali Le travi sono infinitamente meno rigide delle colonne:Per effetto del sisma le colonne si inflettono come mensole incastrate alla baseI telai hanno comportamento intermedio, funzione del rapporto di rigidezza trave/colonna3. Elementi che compongono il sistema sismo-resistenteCORSO DI AGGIORNAMENTO PROFESSIONALE La PROGETTAZIONE strutturale in zona sismica Il nuovo quadro normativoModulo 8 22/03/2007 ore PROGETTAZIONE DI STRUTTURE IN ACCIAIO: ESEMPI DI CALCOLO Dott. Ing. Beatrice Faggiano -UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI Federico II STRUTTURE A TELAIO : Aspetti normativi I CONTROVENTI VERTICALI: I TELAI A NODI RIGIDII TELAI A NODI RIGIDI Le travi sono infinitamente pi rigide delle colonne.

7 Telaio shear-typeNei ritti i valori massimi del momento flettente sono della stessa entit in altezzaCollasso per formazione di cerniere plastiche alle estremit delle colonne Migliore sfruttamento della resistenza del materiale Peggiori capacit deformative in campo plastico Le travi sono infinitamente meno rigide delle colonneNei ritti il momento flettente varia notevolmente lungo l altezzaCollasso per formazione di cerniere plastiche alle estremit delle travi Peggiore sfruttamento della resistenza del materiale Migliori capacit deformative in campo plastico3. Elementi che compongono il sistema sismo-resistenteCORSO DI AGGIORNAMENTO PROFESSIONALE La PROGETTAZIONE strutturale in zona sismica Il nuovo quadro normativoModulo 8 22/03/2007 ore PROGETTAZIONE DI STRUTTURE IN ACCIAIO: ESEMPI DI CALCOLO Dott.

8 Ing. Beatrice Faggiano -UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI Federico II STRUTTURE A TELAIO : Aspetti normativi I CONTROVENTI VERTICALI: I TELAI A NODI RIGIDII TELAI A NODI RIGIDIIn presenza di forze sismiche i ritti centrali sono in prevalenza sollecitati a taglio, i ritti laterali sono in prevalenza sollecitati a sforzo normale, questi ultimi contribuiscono sostanzialmente all assorbimento della coppia ribaltante generata dal sisma:DAttenzione alle fondazioni perimetrali!nel caso le forze normali di trazione dovute al terremoto superano le forze normali di compressione indotte dai carichi verticali4. Classi di duttilit strutturaleCORSO DI AGGIORNAMENTO PROFESSIONALE La PROGETTAZIONE strutturale in zona sismica Il nuovo quadro normativoModulo 8 22/03/2007 ore PROGETTAZIONE DI STRUTTURE IN ACCIAIO: ESEMPI DI CALCOLO Dott.

9 Ing. Beatrice Faggiano -UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI Federico II STRUTTURE A TELAIO : Aspetti normativi STRUTTURE A BASSA DUTTILIT Si adottano criteri di dimensionamento di tipo elastico:le membrature strutturali sono dimensionate sulla base dei valori delle caratteristiche della sollecitazione interna ottenuti mediante l analisi globale elasticaSTRUTTURE AD ALTA DUTTILIT Si adottano criteri di dimensionamento per il controllo del meccanismo di collasso:gli elementi non dissipativi sono dimensionati nel rispetto del criterio di gerarchia delle resistenzePer i sistemi dissipativii sistemi dissipativiSi definiscono in funzione dei criteri di dimensionamento e del dettaglio costruttivo delle zone dissipative5. Fattore di strutturaCORSO DI AGGIORNAMENTO PROFESSIONALE La PROGETTAZIONE strutturale in zona sismica Il nuovo quadro normativoModulo 8 22/03/2007 ore PROGETTAZIONE DI STRUTTURE IN ACCIAIO: ESEMPI DI CALCOLO Dott.

10 Ing. Beatrice Faggiano -UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI Federico II STRUTTURE A TELAIO : Aspetti normativi Valore di riferimento q0 Classe di duttilita della struttura Tipologia strutturale Bassa Alta STRUTTURE intelaiate 4 5 u/ 1 STRUTTURE a controventi reticolari concentrici 2 4 STRUTTURE a controventi eccentrici 4 5 u/ 1 STRUTTURE a mensola o a pendolo invertito 2 -- STRUTTURE intelaiate controventate 4 4 u/ 1 Valori approssimati del rapporto u/ 1 Schema strutturale u/ 1 q0 STRUTTURE intelaiate di un piano STRUTTURE intelaiate di pi piani e una campata 6 STRUTTURE intelaiate di pi piani e pi campate STRUTTURE a controventi la misura della duttilit e della capacit di dissipazione dell energia della strutturaE definito attraverso un Valore di riferimento q0funzione della tipologia strutturale e della