Le attuali normative sismiche definiscono regolare o irregolare in altezza una costruzione sulla base della distribu zione in elevazione di massa, rigidezza e resistenza ed introducono penalizzazioni per le strutture non regolari. I parametri numerici per tale classificazione differiscono però in maniera significativa tra norme americane, europee ed italiane. Queste ultime, in particolare, risultano particolarmente penalizzanti per quanto riguarda i criteri di rego larità in termini di rigidezza. Il presente lavoro mira a valutare quanto i criteri progettuali moderni, soprattutto la progettazione in capacità, siano efficaci nel garantire la sicurezza sismica anche in presenza di irregolarità di rigidezza in elevazione. Si sono esa minati schemi di telaio piano rappresentativi di situazioni reali, con contemporanea presenza di travi emergenti e a spessore e di pilastri di coltello e di piatto, con un numero di piani medio basso (4) e medio alto (7) e luci delle campate comprese tra 4 a 6 metri per avere un diverso contributo dei carichi verticali. Le irregolarità sono state ge nerate modificando le sezioni delle aste in maniera tale da ottenere le variazioni di rigidezza oggetto di indagine. Ciascuno schema è stato progettato per zona sismica di intensità medio-forte, usando più valori del fattore di com portamento q. Ogni struttura è stata assoggettata ad analisi statica non lineare, con modelli a plasticità concentrata. Si è giudicato il comportamento di travi e pilastri oltre il limite elastico sulla base della rotazione plastica delle cer niere e della rotazione alla corda, confrontata con i limiti di normativa. Si è così individuata l’accelerazione che porta al raggiungimento dello Stato Limite di Salvaguardia della Vita, nonché il valore di un parametro di danno costituito, per ciascuna sezione, dal rapporto tra rotazione plastica e suo valore limite per SLV. L’ampia mole di risultati ottenuti mostra che riduzioni anche brusche di rigidezza (procedendo dai piani inferiori a quelli superiori) non peggiorano il comportamento strutturale. Appare quindi inutile classificare tali schemi come non regolari in altezza e penalizzarli con una riduzione del fattore di comportamento q. L’aumento di rigidezza dai piani inferiori a quelli superiori comporta invece, nonostante l’uso dei criteri di progettazione in capacità, un in cremento di danneggiamento nei pilastri ed una riduzione dell’accelerazione che porta al raggiungimento dello SLV, in misura linearmente crescente con l’entità della variazione di rigidezza. In tali casi la riduzione del fattore di comportamento q indicata dalla normativa potrebbe non essere sufficiente e dovrebbe essere valutata in funzione dell’entità della variazione di rigidezza.

Influenza della distribuzione della rigidezza lungo l’altezza sul comportamento sismico di telai

Francesca Barbagallo;Andrea Floridia;Aurelio Ghersi
2019-01-01

Abstract

Le attuali normative sismiche definiscono regolare o irregolare in altezza una costruzione sulla base della distribu zione in elevazione di massa, rigidezza e resistenza ed introducono penalizzazioni per le strutture non regolari. I parametri numerici per tale classificazione differiscono però in maniera significativa tra norme americane, europee ed italiane. Queste ultime, in particolare, risultano particolarmente penalizzanti per quanto riguarda i criteri di rego larità in termini di rigidezza. Il presente lavoro mira a valutare quanto i criteri progettuali moderni, soprattutto la progettazione in capacità, siano efficaci nel garantire la sicurezza sismica anche in presenza di irregolarità di rigidezza in elevazione. Si sono esa minati schemi di telaio piano rappresentativi di situazioni reali, con contemporanea presenza di travi emergenti e a spessore e di pilastri di coltello e di piatto, con un numero di piani medio basso (4) e medio alto (7) e luci delle campate comprese tra 4 a 6 metri per avere un diverso contributo dei carichi verticali. Le irregolarità sono state ge nerate modificando le sezioni delle aste in maniera tale da ottenere le variazioni di rigidezza oggetto di indagine. Ciascuno schema è stato progettato per zona sismica di intensità medio-forte, usando più valori del fattore di com portamento q. Ogni struttura è stata assoggettata ad analisi statica non lineare, con modelli a plasticità concentrata. Si è giudicato il comportamento di travi e pilastri oltre il limite elastico sulla base della rotazione plastica delle cer niere e della rotazione alla corda, confrontata con i limiti di normativa. Si è così individuata l’accelerazione che porta al raggiungimento dello Stato Limite di Salvaguardia della Vita, nonché il valore di un parametro di danno costituito, per ciascuna sezione, dal rapporto tra rotazione plastica e suo valore limite per SLV. L’ampia mole di risultati ottenuti mostra che riduzioni anche brusche di rigidezza (procedendo dai piani inferiori a quelli superiori) non peggiorano il comportamento strutturale. Appare quindi inutile classificare tali schemi come non regolari in altezza e penalizzarli con una riduzione del fattore di comportamento q. L’aumento di rigidezza dai piani inferiori a quelli superiori comporta invece, nonostante l’uso dei criteri di progettazione in capacità, un in cremento di danneggiamento nei pilastri ed una riduzione dell’accelerazione che porta al raggiungimento dello SLV, in misura linearmente crescente con l’entità della variazione di rigidezza. In tali casi la riduzione del fattore di comportamento q indicata dalla normativa potrebbe non essere sufficiente e dovrebbe essere valutata in funzione dell’entità della variazione di rigidezza.
regolarità in altezza
fattore di comportamento
analisi modale con spettro di risposta
analisi statica non lineare
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.11769/545233
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