Tecnica delle costruzioni 2 - Appunti

Danni riportati nel terremoto del 06/04/2008

Cosa parte al crollo durante le sisma?

• Errata connessione strutturale. È necessario tenere conto dell'ipotesi del sisma.
• Dettagli costruttivi.
• Qualità dei materiali.
• Errata configurazione strutturale.

Meccanismo Soft-Storey

Errata posizione delle rigidezze nella direzione verticale

Ho un aggravio del II ordine del momento.

M^II = FS

Si avrà più velocemente il collasso.

Quindi per esempio un errato assestamento del tamponamento crea lo "schiavo", il piano terra (piano debole).

Il piano debole può essere anche intermedio.

• Merlettamento di edifici adiacenti o di corpi separati da giunti insufficienti. Vibrano in modo asincrono.
• Se non c'è un giusto adeguato ad assorbire il gap, martellettano.
• L'asincronia è dovuta anche al puro fatto che avendo altezza diversa hanno magari anche diversa frequenza.
• Se il metodo allineato c'è una differenza tra le lampi di arrivo delle traslazioni (si vede soprattutto nei ponti).
• C. possono essere giunti di 1-2 cm ma fatti per accompagnare la dislocazione dei piani che non assorbano per lo martellettamento.

Controventi asimmetrici e irregolarità in pianta:

• eccentricità che si produce tra il centro di rigidezza dei controventi e il centro di massa
• e-braccio → torsione.
• Il moto attorno al centro di rigidezza.

Per questo è conveniente avere i controventi in maniera simmetrica, perché rispetto al centro di rigidezza del baricentro.

La soluzione più semplice è dividere la pianta in due nuclei

simmetrici, tramite un giunto e gestirle singolarmente.

MANCANZA DI CONTROVENTI IN UNA DIREZIONE

MANCATO RISPETTO DELLA GERARCHIA DELLE RESISTENZE:

Importa che un'azione sismica (o in generale dinamica) si dissipa, ma in modo

controllato. Preferisco una rottura flessionale (duttile)

rispetto ad una rottura a taglio (fragile)

• La trave deve essere più resistente a taglio che a flessione.

Allo stesso modo per elementi strutturali: devono organizzarsi

gerarchia plastiche (minimizzato rischio di possibilità di rottura

fragile o di taglio)

• Trave
• Pilastro

Prima della progettazione sismica si fa anche l'esatto contrario

perché le travi forti evitano l'implosione e possono essere

travi preferite per design.

DANNEGGIAMENTO TAMPONAMENTI NEL PIANO E FUORI PIANO:

azione orientante di deforma i telai e tamponamenti hanno

effetto strutturale di controvento

maggiore livello di forza sismica (taglio)

assente, le parete terzo piano è le più

sollecitato.

Verifica fuori piano della tamponatura

Dannim maggiori ai piani più bassi perché le strutture

si deformano maggiormente, essendo più sollecitate

(grande deformazione di interpiani)

Indedemacments ed espulsione delle tamponature

più basse

2. STRUTTURE A TELAIO A NODI RIGIDI

Lo stesso telaio resiste sia agli attacchi verticali che orizzontali. Telaio spaziale: in modo deve essere rigido anche sulle piane trasversali per resistere agli attacchi orizzontali.

La rigidezza della struttura è data da:

• Rigidezza trasversale travi
• Rigidezza trasversale colonne
• Rigidezza nodo travi colonne

VANTAGGI:

• Elevata libertà di layout.
• Più resistente ai carichi gravitazionali.

SVANTAGGI:

• Costosi e quindi meglio in acciaio (ideale per edifici in ca).
• Meno economico per edifici alti.
• Meno dimensionante travi e pilastri piano per piano.

Si usano generalmente per il gran numero di piani ma spesso sono realizzati con telaio precompresso per l'adeguamento alla dissipazione energetica.

Esistono due varianti: formare piccoli anelli rigidi per ragione estetica o dell’uso.

3. STRUTTURE A TELAIO CON TAMPONAMENTI

Le strutture agiscono come dei unioni compressi, in cui però non ho il problema della instabilità.

Trattandosi di un comportamento compresso l’interazione muratura-telaio può essere peggiorativa.

Non scarica nel punto come i telai in acciaio ma su una struttura che è scena e coerenza, può provocare quindi in questa zona rottura a taglio.

La presenza di temperature eccessive in pianto esplicita il pericolo di rigidezza.

4. STRUTTURE A PARETI E VANI O NUCLEI APERTI

Nei casi in cui la tamponatura è una resistenza meno rispetto al telaio e in casi di sismi tremendo o inesperti nel tempo.

Creare possibili espulsione della tamponatura. Questo può causare due problemi:

• Salvaguardia sulla vita umana: l’espulsione dei mattoni è pericolosa.
• Espulsione mattini si creano una zona debole.

Il terremoto si pensa come una sollecitazione, quindi quello che si sviluppa sulle pareti sono forze di inerzia proporzionali della massa di ogni parete.

F = ma

Le pareti più rigide fanno maggiore massa quindi si prendono maggiori forze rispetto alle pareti più piccole.

In questo non è possibile: la forza si ripartisca uguale in base alla rigidezza ma in base alla massa.

• Centro di massa: baricentro della massa, dove agisce la forza di inerzia.
• Centro di rigidezza: baricentro delle rigidecze e storia dei controventi.
• Centro di taglio: una forza F su un tetto si applica come asse per un piano provoca una traslazione rigida del sistema, un momento le cui vettore passa per il centro di taglio e una rotazione (esso è elastico deve essere il centro di taglio della sezione) provoca una rotazione rigida del sistema.

Se il baricentro traslazionale degli elementi sono trascurabili, G coincide con il baricentro dei momenti d'inerzia della sezione dei controventi.

=> Un'eccentricità statica (di progettazione) o dovuta al comportamento post-elastico tra il centro di massa e il centro di rigidezza causa momenti torsionali che conducono ad un incremento delle forze interne.

CLASSIFICAZIONE SISTEMI DI CONTROVENTO

Abbiamo fondamentalmente 3 casi: a seconda del numero di controventi e di come si sono assicurati.

1. 3 possibili tipi di moto:
   • moto lungo x
   • moto lungo y
   • rotazione
2. Lame ≤ 3: sistema Fabile.

2. Lame ≥ 3
   1. Convergenti in un punto: sistema Fabile.
   2. Non convergenti in un punto: sistema elastico.

Errore tipico nei sistemi di controventamento

Sappiamo che la soletta è infinitamente rigida, quindi possiamo distribuire uniformemente le forze.

Vedo che ho una deformazione eccessiva quando devo triangolare la struttura.

• Ora aggiunto un elemento che non sposta il centro di massa ma sposta il centro di taglio.

Quindi se imponiamo una forza sul centro di massa, l'edificio tende a ruotare attorno al centro di taglio.

• Ipottizziamo andamento lineare delle rotazioni.

Se prima il telo doveva assorbire il 100% della forza,ora deve assorbire il 75%.

Quindi da una parte lo sforzo è stato raggiunto perchépuò trasportare meglio.

Non è detto che abbiamo diminuito la forza uniformemente dappertutto.Vediamo cosa succede alle estremità:

F_y,d = 2 F_y,media = 1,5 F_u

• Abbiamo aumentato del 50% la forza presa.

HOMEWORK ES. 20

l = 1mt = 0.3mm

E = 6.120 MPaG = 2.560 MPah = 3cmx₁ = 1.2

Dove non aspetto è centro di taglio? a destra e in alto rispetto al centro di massa perché è dove si concentra la rigidatà

X_R = ΣK_ix_i / ΣK_yi = 7.80 cm

Y_R = 3.55 m

X_M = 5 m ⇒ e_x = X_M - X_R = 2.9 m

Y_M = 2.5 m

e_y = -1.05 m

K = F_ye_x - F_xe_y = 1.185 kNm