Analisi strutturale: modelli

Apputi di Tecnica delle Costruzioni

Lezione 1

ANALISI STRUTTURALE

Modello geometrico Modello meccanico Modello delle azioni

Edificio esistente Edificio nuovo

Pre-dimensionamento

RISOLUZIONE

Verifica

Il modello geometrico individua la griglia di elementi pilastri e travi (sismo-resistenti o

non sismo-resistenti).

Il modello meccanico individua i materiali di questi elementi.

Il modello delle azioni individua i carichi verticali e orizzontali (vento e sisma) che

agiscono sulla struttura. A questo modello vengono aggiunte anche le distorsioni ed i

cedimenti, perchè inducono sulla struttura delle caratteristiche della sollecitazione.

Una volta analizzati i tre modelli bisogna procedere diversamente nel caso si stia

analizzando un edificio esistente o un edificio nuovo.

Per un edificio esistente si va a risolvere direttamente la struttura: dall’analisi dei carichi agenti, si ricavano le

caratteristiche della sollecitazione (tagli, momenti flettenti, sforzo normale, momento torcente) . Successivamente

sulla base delle caratteristiche della sollecitazione (o delle tensioni indotte), si deve verificare se gli elementi strutturali

riescono a "sopportare" lo stato di sollecitazione esigente: si opera, quindi, una valutazione rispetto alle capacità di

1

resistenza della struttura attraverso una verifica sul materiale.

Qualora la capacità resistente risulti insufficiente, si può procedere con:

1. “declassare” l’edificio (supponendo carichi minori),

2. rinforzare gli elementi (intervento locale)

3. aggiungere nuovi elementi (intervento globale).

Per un edificio di nuova costruzione è necessario il pre-dimensionamento degli elementi strutturali. Questo può essere

eseguito con tre modalità:

1. per tentativi (si calcolano le resistenze variando di volta in volta la sezione, fino ad ottenere risultati

accettabili);

2. per esperienza (si prendono ad esempio elementi già realizzati);

3. con l’abbaco.

Gli strumenti di calcolo per la risoluzione sono dati dalle prime normative (Italia 1907).

Inizialmente si utilizzavano telai piani: si effettuavano gli studi sui carichi verticali, poi si aumentavano le sezioni

calcolate (per i pilastri) per l’aggiunta dei carichi orizzontali. La trave, invece, veniva estrapolata dalla struttura e si

verificava che fosse σ ≤ σ .

Ed max

1 Dal calcolo si ottengono le sollecitazioni, o le tensioni. Per operare la verifica, si può in alternativa:

- confrontare la caratteristica della sollecitazione massima (sollecitante M N , ecc.) con quella resistente (M , N ,

Ed, Ed Rd Rd

ecc.): M ≤ M ; N ≤ N ; ecc.

Max Res Ed Rd

- confrontare la tensione agente (σ ) con la tensione massima di riferimento (σ ): σ ≤ σ (applicando uno dei

Ed max Ed max

criteri di resistenza studiati a SdC e opportunamente modificati);

[I calcoli si depositano al Genio Civile, che li approva tramite una pratica istruttoria.]

Il modello meccanico e il modello delle azioni condizionano le analisi strutturali (che tipo di azioni ci sono e come le si

considerano → statiche o dinamiche).

Il modello delle azioni

I carichi si distinguono in:

1) statici (variano lentamente nel tempo) e comprendono:

i carichi permanenti (peso proprio della struttura, massetto della pavimentazione, pavimento etc.)

i carichi variabili (accidentali: persone, mobilio, tramezzi, etc.);

2) dinamici (variano in un intervallo di tempo ridotto), ad esempio terremoto e vento . Possono essere trattati

(modella