Duttilità e fattore di struttura

Costruzioni in sismica: duttilità e fattore di struttura

Si accetta per la parte volta l'entrata in campo plastico della struttura. Un parametro importante è quindi la duttilità: minore è la resistenza, maggiore è la duttilità. La duttilità è una misura del numero di cicli che una struttura può sostenere in campo plastico senza avere una grossa diminuzione di resistenza.

Domanda e capacità di duttilità

La domanda di duttilità è opposta come la misura della duttilità che le strutture richiedono durante il sisma. La capacità di duttilità è la misura di duttilità che le strutture possono raggiungere senza effetti dannosi o condizioni inaccettabili.

F₁, Fy, Fu e μ = D_u/D_y

Costruzioni in sismica: duttilità e fattore di struttura. Si accetta per la parte volta l'entrata in campo plastico della struttura. Un parametro importante è quindi la duttilità; minore è la resistenza, maggiore è la duttilità. La duttilità è una misura del numero di cicli che una struttura può sostenere in campo plastico senza avere una grossa diminuzione di resistenza. La domanda di duttilità è opposta come la misura delle strutture risposta durante il sisma. La capacità di duttilità è la misura di duttilità che le strutture possono raggiungere senza elevato danni o condizione inaccettabili.

F, Fy, Fu

COMP. IDEALE
COMP. REALE

μ = D_u / D_y

Caso di una mensola

F_max = M·Sa F·h = M. Se M·Sa > My, la struttura entra in campo plastico, comportando un aumento di deformazione senza che aumenti la forza reagente M·Sa. Il taglio massimo è dato dal taglio elastico dove la duttilità massima richiesta.

Fattore di riduzione della resistenza

V_max = ¹/_R [SqpW/g]

Taglio spettro elastico → fattore di durata dell’investimento

Il fattore q

Il fattore q è il rapporto tra le forze F_d per le quali si dovrebbe progettare la struttura per ottenere un danno rendendola cd io duttile e la resistenza F_el affinché la struttura non subisca danni. La normativa propone di utilizzare lo spettro di progetto Sd(T), ovvero lo spettro elastico corrispondente riferito alla probabilità di superamento nel periodo di riferimento con le altreb undelate del fattore q.

Fattore di struttura q

Il fattore di struttura è funzione della duttilità, tipologia strutturale e caratteristiche di regolarità.

• q = q_min = 1,6 per strutture in c.a., deformla tolocalmente, CRB e mon regolon
• q = q_max = 5,85 per strutture in c.a. e toloss in lare d

Il fattore di struttura q dipende da:

• Tipologia strutturale
• Regolarità
• Classe di duttilità
• Rapporto di sovraresistenza

Calcolo del limite superiore del fattore di struttura

Il limite superiore del fattore di struttura è calcolato come q_lim = q_o∙k_r. q_o è il valore di base del fattore di comportamento allo SLC ed dipende delle tipologie strutturali, classe di duttilità e del rapporto di sovraresistenza. d_u/_d è il valore di azione sismica per il quale si forma un numero di cerniere plastiche tale da rendere la struttura labile e d_i è il valore di rottura sismica per le quale si forma la prima cerniera plastica e flessione.

K_e è un fattore riduttivo che tiene conto delle caratteristiche di regolarità in altezza delle costruzioni: 1 se regolare, 0,8 se non regolare. La regolarità in altezza è garantita se tutti i sistemi resistenti alle azioni verticali si estendono per tutta l’altezza delle costruzione. In più, masse e rigidezza non devono subire bruschi variazioni di regolarità lungo l’altezza della struttura.

ΔM ≤ 25%       10% ≤ Δk ≤30%

Regolarità tra un impalcato e l'altro

Inoltre, si costimano anche due casi. Tenute sotto controllo anche le rotture in punti tra un piano e l'altro.

Determinazione del rapporto d_u/d₁

d_u può essere ottenuto da un'analisi pushover. NTC mette a disposizione dei valori differenti in base alla regolarità o non regolarità in pianta dell'edificio.

Regolarità in pianta

• Distribuzione di masse e rigidezze approssimativamente simmetriche
• Forme in pianta compatte
• Forme non troppo allungate L/B < 4
• Rigidezza impalcato: un impalcato è rigido quando la sua deformazione in pianta influisce in modo trascurabile sull'ossatura azioni sismiche. Essi possono essere considerati rigidi se realizzati in cemento armato, oppure in latero cemento con soletta di almeno 40 mm o struttura muraria con soletta almeno di 50 mm.

Tipologie strutturali

• Strutture a telaio: la resistenza alle azioni verticali e orizzontali è data principalmente dai telai speciali con resistenza ≥ 65% del resistente e tipo totale.
• Strutture a parete: Pareti che assorbono almeno il 65% del taglio totale.
• Strutture miste telai e pareti: Taglio assorbito 50-50 dai telai e pareti.
• Strutture deformabile torsionalmente.