Sicurezza strutturale

Sicurezza strutturale: NTC 2018 + circolare esplicativa 617/2009

Normativa e principi delle costruzioni

Nome Funz. delle costruzioni ultimo decreto ministeriale deforma i principi di progetti, esecuzione, collaudo delle costruzioni.

Eurocodici: mi dondola fuori della conoscenza strutturale.

Lo sviluppo dei codici non è banale, è lento.

Precedenti mondiali - es. Model Code.

Model Code 20/20.

Model Code 30/30.

Mondo Fibo.

Responsabilità, azioni e verifiche

Sulle strutture straordinarie le responsabilità sono a carico del progettista.

• STATICHE - Tutti gli elementi non strutturali; (es. la rottura possa essere il tetto, la neve).
• DINAMICHE - Es. il sisma.

Verifiche.

Per via _{DETERMINISTICA} - con operando per determinare tensioni ammissibili.

Calcolo a rottura.

Per via _{PROBABILISTICA}: quanto una costruzione è affidabile.

_{AFFIDABILITÀ} - Statica per azioni orizzontali; per azioni verticali; dinamica per il sisma.

3 tempi varianta.

Vita utile e monitoraggio

Le strutture costruite - preferibilmente non con una vita normale (detta anche vita utile o di riferimento) – esempio 50 anni.

Non posso garantire la sicurezza strutturale per 500 anni.

Se progetto una struttura che dura soli infiniti palaei nel corso degli anni si può essere dei riguardo dei materiali.

Conforme dei sistemi di monitoraggio che mi permette di monitorare le strutture nel corso degli anni, di vita dell'opera e fare…

Rispetto necessità dei rischi economici; e quindi nella sicurezza si parla; parlare faccia dei patti con la società? (quindi nel es. non si parlano alle strutture) i piani anche armazenamento.

Sicurezza strutturale: NTC 2018 + circolare esplicativa 617/2009

Nome e finalità delle istruzioni

Nome/Finalità delle istruzioni definiscono i principi di progetti, esecuzione, collaudi delle costruzioni.

Eurocodici - mi dotano beni della conoscenza strutturale.

Lo sviluppo dei codici non è banale, è lento.

Precedenti mondiali → es. Model Code 20/20.

Model Code 30/30.

Mondo Fibo.

Sulle strutture tradizionali le responsabilità sono a carico del progettista.

Azioni e coefficienti di sicurezza

Azione:

• STATICHE → Tutti gli elementi non strutturali.
• DINAMICHE → Es. il sisma.

Coefficiente parziale di sicurezza.

Per via DETERMINISTICA → TENSIONI AMMISSIBILI.

Da superando per determinare se resistenza strutturale.

Verifiche.

CALCOLO A ROTTURA.

Per via PROBABILISTICA: quando una struttura è affidabile e non AFFIDABILITÀ →

• Statica per azioni orizzontali, per azioni verticali.
• Dinamica per il sisma.
• A tempi variabile.

Durabilità dell'opera

La struttura costruita-progettata non avrà una vita infinita (dettata anche vita utile o di riferimento) → esempio 50 anni.

Non posso garantire la resistenza strutturale per 500 anni.

Non progetto una struttura che dura all'infinito più di una degli anni in cui può essere il degrado dei materiali.

Gestione del sistema di monitoraggio che mi permettono di mantenere la struttura nel corso degli anni, di vita dell'opera.

Erogare rispettare dei vincoli economici e quindi nella maniera in quale periodo stabil-Fatti con la società. (quindi nel es. non so padrone da costruzione, i puoi avere commissione).

Incertezze e metodi probabilistici

• Aleatorie.
• Epistemiche.

Noi progettiamo assumendo delle opzioni, i quali ha sempre delle incertezze.

Considerare un evento normale è impossibile.

La NTC 2018 Italiana è paragonabile a quella degli Stati Uniti e del Giappone.

Esistono 3 metodi per via probabilistica.

Esistono 3 metodologie probabilistiche per determinare la resistenza strutturale:

• Metodo 3 - Metodi più avanzati - probabilistico (è più complesso).
• Metodo 2 - Indice di affidabilità β (indice di Cornell).
• Metodo 1 - Semiprobabilistico (il più semplice).

Funzioni di stato limite

Funzioni di stato limite (SL).

• SLU.
• SLE.

SLU → p_f.

SLE → p_f.

Metodo 3

Funzioni di densità di probabilità f_x(x) (PDF).

• Gaussiana.
• Lognormale.
• Uniforme.
• Gumbel.
• Beta.
• Weibull.
• Triangolare.
• Binomiale.
• Funzione di distribuzione cumulata di probabilità.

F_X(x) = ∫_-∞^x f_X(x) dx.

F_X(x) = ∫_-∞^x f_X(x) dx =

F_X(x.

μ_X = media.

σ_X = dispersione/deviazione standard.

σ_X² = varianza o scarto quadratico medio.

C.O.V = ^δ_X/_μX.

∫_-∞^∞ vale 1 -> x ∼.

Quanto la mia funzione è disposta rispetto al valore iniziale.

COV2 >> COV1.

GAUSS -> simmetrico.

Percentile "k^simma" X_K di una distribuzione è quel valore della variabile casuale cui corrisponde una probabilità di essere minori pari a K, (p_m. es. 5%).

Su 100 campioni hanno resistito in laboratorio 95 "maggiore".

Distribuzione simmetrica: il valore mediano coincide con il valore modale e coincide con il percentile al 50% (0,5).

Distribuzione antisimmetrica: c’è scombinazione tra valore mediano, valore modale e percentile al 50%.

Gauss logaritmo log(x).

Funzione NORMALE STANDARD.

Funzione bimodale.

Efficienza -> tempo variante.

Modello stocastico -> modelli probabilistici che dipende dal tempo.

• "Distanza" -> stato vicino (es. resti, falla, ecc...).
• "Distanza" -> stato resistenza.

Variabili aleatorie e stato limite

2 variabili correnti e delle dipendenze:

• "Non correlate" -> "indipendenti".

Probability density function joint.

• Resistenza "R".
• Sollecitazione "S".

G = funzione margine o stato limite = R - S > 0.

Metodi di 3° livello (detti metodi libitti).

SL = stati limite.

Simulazioni tipo Monte Carlo.

Piano safe unsafe.

Metodo Monte Carlo

Metodo Monte Carlo.

N_SAFE.

N_totale.

N _eventi ∞.

Metodo di II livello

Metodo di II livello "B_u".

Fa uno processo di standardizzazione delle variabili aleatorie, μ_R, σ_R, μ_S, σ_S.

SL non centrata.

β = margine di sicurezza.

FORM (First order reliability method) = funzione di Taylor di I^o ordine.

SORM (second " " " " " " " " " " " " " " " " " ) I^o ordine = ho bisogno di più informazioni utilizz. la SORM.

Per calcolare i coeff. parziali di sicurezza.

Classi di conseguenza = Curve di rischio o si adotta un'analogia e si valutano delle probabilità, ci sono il numero min di membri sopra soglia...

Rischio e vulnerabilità

Rischi P(V)_E.

Rischio simmico P(V)_E mun.di v demandi.

La vulnerabilità è l'inverso del numero attitudine, per un fattore stoc-idi di std).

L'opposizione è numeri pari su 1.

Nei funzionamento della vulnerabilità trasfoma strutturale non è più riassaprofittà.

PV = affidabilità.

Confronto tra i metodi

Metodo 3 - probabilistico (è metodo complesso).

Metodo 2 - indice di affidabilità β = _μR - _μS/στ.

Metodo 1 - semiprobabilistico - coefficienti parziali di sicurezza " " (eppure sono i coseni intotlotti).

Funzione di stato limite "margine".

G = R - S > 0 ^Pf (probabilità di Euleri operatori).

gνN (_μm, _σm) ± si iscrive a numeri di studenti post greche e X^R i poteri di osservazione (materiali).

±P_R variabile aleatoria resistenza.

±P_S " " sollecitazioni.

- P_f = probab. eventi avv.

R_d = ^R_k/_γR.

R_d valut. delle capacità nei luoghi d'incontro.

Valori caratteristici

Valori caratteristici (detti primitivi).

R_k; R_X = R_yx.

S_k; S_X = S_gx.

• R_S = Resistenza strutturale (pedice "s").
• R_d = Sicurezza strutturale (pedice "d").

N.B. I cosmi diretti, si riferiscono sui valori caratteristici, non sui valori strutturali (detti valori medi).

Esercizio: resistenza a compressione del calcestruzzo

Resistenza a compressione del calcestruzzo.

R_c[Kg/cmsup] R_c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10.

250 260 235 278 285 287 292 290 283 345.

R_mc ¹⁰ Σ_i=1 R_ci = 286,7 Kg/cm².

Somma quadratica.

10 Σ_i=1 (R_ci - R_mc)² = 20,59 Kg/cm².

C.O.V = σ_Rc / R_mc = 0,07 = 7%.

Modello di distribuzione Normale (Gauss).

f_Rc(R_c) = 1 / √2π σ_Rc → espressione in forma chiusa.

R_Ck = -1.64 · σ_Rc + R_mc = 251,83 Kg/cm².

Classi di CLS

• C 8/10.
• C 12/15.
• C 16/20.
• C 20/25.
• C 25/30.
• C 28/35.

[M_Pa] = [N/mm²].

Rck: valuta il secondo numero.

Per strutture ordinarie.

Azioni permanenti e variabili

Azioni Permanenti (strutturali) G₁ favorevoli 1.0 sfavorevoli SC 0.8 (1.0) 0.8 0.8.

Azioni Permanenti (non strutturali) G₂ favorevoli 0.9 sfavorevoli 1.5 (1.2) 1.5 1.3.

Azioni Variabili favorevoli 0.0 0.0 0.0 (detti accidentali) Q sfavorevoli 1.5 1.5 1.3.

L’altezza è considerata in questi coefficienti.

Tra 1.5 e 1.3 ho una differenza di costi (+15%). Sta dando più nell’imparo e meno intanto di preliminary.

Robustezza strutturale e resilienza

ROBUSTEZZA STRUTTURALE → SICUREZZA STRUTTURALE.

Una struttura __ definire robusta dal punto di vista strutturale __ in grado di limitare un danno progressivo deve evitare che un danno locale diventi poi danno globale, assunto essi il collasso della struttura → questo il requisito progettuale.

Ridondanza: una struttura è ridondante se per lo __ si __ più modalità __ __ ai comprovanti delle azioni (ossia di trasferire delle azioni esterne).

Una struttura iperstata tipicamente è più ridondante di una struttura isostatica la propria configurazione per gradi di vincolo e non al suo interno.

Se nel tempo una stesa struttura è progettata deve consentire un'azione esterno lavorando su elementi rigidi oppure lavorando in modo normale i.e., lavorando ha le modalità di assorbimento delle azioni esterne.

Non serve aumentare il grado di iperstaticità nel devi aumentare la ridondanza strutturale (non c'è differenza a livello di ridondanza strutturale).

Tipo di incastramento della struttura.

Vincolo collegato internamente.

Vincolo collegato al vincolo estremo ma non maggiore coerenza.

– Resilienza: se la struttura viene danneggiata essa c'è un grado di recuperare le sue proprietà di resistenza (di capacità strutturale)? Se sì è resiliente, altrimenti NO. Entra un altro parametro in gioco: la velocità di recupero delle proprietà strutturali. Un sistema è tanto più resiliente quanto più velocemente c'è un grado di recuperare le sue capacità di resistenza.

Duttilità

σ_y ε.

Un utilizzo a taglio deve sempre entrare.

Devo prediligere un comportamento flessionale, perché è più duttile.

μ = ^ε_u/_εy → duttilità.

Livelli di duttilità:

• Materiali.
• Sezioni strutturali.
• Elemento strutturale.
• Struttura.
• Basso da duttilità locali a duttilità globali - Contravventi di Sant'Andrea → tipo di rinforzamento della struttura.