Costruzioni in zona sismica - Domande

S T

condizione topografica.

SLIDE 08

Quando si possono considerare indipenden� due modi?

1) Due modi si possono considerare indipenden� se il rapporto dei due periodi è inferiore a 0,9, quindi:

/T < 0,9

T

i j

Perché per calcolare il contributo di un modo all’accelerazione di piano bisogna mol�plicare per il fatore di

partecipazione?

2) Questo perché il fatore di partecipazione serve per capire qual è la porzione di moto del suolo che eccita

un determinato modo, se non ci fosse il fatore di partecipazione è come se il moto del suolo agisse tuto su

ogni singolo piano, il che non sarebbe vero poiché si distribuisce globalmente su tuta la strutura.

È importante notare che il contributo di un modo all'accelerazione di piano totale può essere posi�vo o

nega�vo, a seconda della direzione dell'accelerazione modale e del suo fatore di partecipazione. Quindi, i

contribu� di diversi modi devono essere somma� in base alle loro direzioni per otenere l'accelerazione di

piano totale nella direzione di interesse.

Come si effetua il calcolo delle forze di piano totali?

3) Per poter calcolare le forze di piano totali di una strutura a tre piani per esempio bisogna innanzituto

calcolare le forze di ogni piano nelle diverse forme modali, per esempio la forza 1 del modo 1 si calcolerà

come:

Una volta calcolate tute le forze si può procedere al calcolo delle forze di piano totali, per far ciò esistono

due tecniche che si differenziano a seconda che i modi siano indipenden� o non lo siano e si calcolano come

segue:

Se per esempio nel nostro caso i modi siano indipenden� la forza di piano totale si calcola come:

Il segno delle forze di piano modali influisce sul valore delle forze di piano totali?

4) No, il segno delle forze di piano modali non influisce sul valore delle forze di piano totali, questo perché

tute le forze di piano modali, nel calcolo delle forze di piano totali, vengono elevate alla seconda andando

così a diventare sempre posi�ve, per cui non influisce.

Nel caso di modi che non si possono considerare indipenden� invece il segno influisce sul calcolo delle forze

di piano totali.

SLIDE 11

Quali sono i danni più frequen� prodo� dalla mancanza di regolarità in ver�cale?

1) La mancanza di regolarità in ver�cali può portare a situazioni molto cri�che come, per esempio, il

collasso della strutura oppure la rotura di alcune sue par�. A causa di queste irregolarità, la deformata

modale può assumere forme insolite rendendo meno verosimili i risulta� dell’analisi sta�ca. In ques� casi

l’uso dell’analisi modale è fortemente consigliato, anche se l’analisi sta�ca risulta ancora cautela�va, almeno

nella grande maggioranza dei casi. La mancanza di regolarità in elevazione può portare a diversi fenomeni,

come: piano soffice, colonne tozze, pere� discon�nue, arretramen�.

La mancanza di regolarità in elevazione può influenzare la richiesta di du�lità? In che modo?

2) la mancanza di regolarità in elevazione può influenzare fortemente la richiesta di du�lità. Questo

succede poiché si forma una distribuzione irregolare delle rigidezze e delle resistenze formando così delle

alte richieste di du�lità per piccole porzioni della costruzione rispeto alla du�lità globale. Si ha come

conseguenza la formazione di piani deboli o rotura per taglio delle colonne. In altre parole, occorre curare

la distribuzione delle masse perché in fase elas�ca l’azione sismica si distribuisce tra gli elemen� in

proporzione alle rigidezze e alla du�lità poiché queste condizionano il comportamento quando si supera la

fase elas�ca.

Quali sono altre potenziali conseguenze della irregolarità in pianta?

3) Si considera irregolarità in pianta la non coincidenza tra baricentro delle masse e baricentro delle

rigidezze. A causa dell’eccentricità tra i due centri, il comportamento dinamico della struture presenta un

notevole contributo rotazionale formando così torsione. Durante i terremo� si sono verifica� svaria� collassi

per torsione; il problema principale è sopratuto l’elevata richiesta di du�lità negli elemen� più lontani dal

centro di rigidezza. Le irregolarità in pianta possono anche causare l’incremento della richiesta di

spostamento ai pilastri esterni che non sempre vengono dimensiona� per far fronte a spostamen� così

eleva�. Un’altra parte cri�ca dell’edificio in queste condizioni sono gli angoli rientran�, che se non progeta�

corretamente, possono avere grandi deflessioni orizzontali con conseguen� danni alle colonne, in cui nasce

anche il pericolo di distacchi tra le par� del solaio.

La collocazione dei controven� influenza la richiesta di du�lità? In che modo?

4) La collocazione dei controventi può influenzare indirettamente la duttilità della struttura. Se i

controventi sono posizionati in modo efficiente e adeguato, possono aiutare a ridurre gli spostamenti

laterali e le deformazioni della struttura sotto carichi laterali. Ciò può aumentare la capacità della struttura

di resistere a eventi estremi come terremoti o venti forti, migliorando la sua duttilità complessiva.

Tuttavia, è importante notare che la duttilità di una struttura dipende da molteplici fattori, come il

materiale utilizzato, la geometria della struttura, la progettazione complessiva e altri dettagli costruttivi. La

collocazione dei controventi da sola non può garantire la duttilità di una struttura, ma può contribuire a

migliorare la sua capacità di assorbire energia e deformarsi in modo controllato.

Slide 12

Come influisce il fatore di strutura sulle azioni di progeto?

1) Il fatore di strutura, anche deto fatore di comportamento, è dato dal fenomeno della du�lità dovuta

al sistema e si calcola con la formula q= F / F , quindi fra la divisione della massima forza elas�ca con la

e y

massima forza anelas�ca. Questo è fondamentale ai fini della rappresentazione delle capacità dissipa�ve di

una strutura e consente di evitare ai proge�s� di dover eseguire complesse analisi non lineari; esso viene

u�lizzato ogni qualvolta si esegue il calcolo e la verifica di una strutura in condizioni sismiche poiché

definisce lo spetro di progeto a par�re dallo spetro di risposta elas�co con l’eccezione del primo trato ad

andamento lineare.

Questo si differenzia tra comportamento non dissipa�vo e dissipa�vo. Nel primo caso tu� i componen�

struturali rimangono in campo elas�co e le azioni sono calcolate senza ridurre le azioni sismiche (q = 1),

mentre, nel secondo caso mol� componen� struturali evolvono in campo plas�co e quindi si riducono le

azioni sismiche in fase di progeto (q>1).

Quale è la condizione che deve essere rispetata perchè il fatore di strutura possa essere u�lizzato per

ridurre le forze di progeto?

2) La condizione che deve essere rispetata perché il fatore di strutura possa essere u�lizzato per ridurre le

forze di progeto è che la costruzione soggeta all’azione sismica deve essere progetata con un

comportamento dissipa�vo nella quale un numero elevato di componen� struturali evolvono in campo

plas�co. In questo caso la domanda derivante dall’azione sismica e dalle altre azioni è calcolata riducendo le

azioni sismiche in fase di progeto (q>1).

L’ipersta�cità interviene nel valore del fatore di strutura? Dove?

3) Il fatore di strutura dipende dal comportamento complessivo del sistema e quindi non solo dalla

du�lità, ma anche dall’ipersta�cità della strutura, oltre alla regolarità e sovraresistenza.

L’ipersta�cità interviene nel calcolo del fatore di strutura all’interno del coefficiente q che viene u�lizzato

o

all’interno della formula q = q * k . Questo fatore dipende anche dal rapporto che viene fornito

α / α

u 1

0 R

dalla norma in maniera semplificata e dipende anche dall’ipersta�cità della strutura. In norma�va vengono

anche forni� dei valori di q a seconda della classe di du�lità e dalla �pologia struturale.

0

Nello spetro di norma si u�lizzano valori diversi di q per struture deformabili e rigide?

4) Si, si u�lizzano valori diversi di q per struture deformabili o rigide.

Per struture deformabili, quindi con periodi T al�, q è uguale a μ e si calcola come q = F / F = x / x quindi

e y e y

può assumere valori >1. Questo perché un numero elevato di componen� struturali evolvono in campo

plas�co.

Per struture rigide, invece, con periodi T bassi, q è uguale ad 1 e si calcola come q = F / F = 1. Questo

e ep

perché tu� i componen� rimangono in campo sostanzialmente elas�co, quindi le azioni sismiche non

devono essere ridote.

La regolarità in pianta e in elevazione intervengono nel valore del fatore di strutura?

5) Il fatore di strutura q dipende solo dalla regolarità struturale in elevazione e non è influenzato

dall’irregolarità in pianta. Questa dipendenza dalla regolarità in altezza si evidenzia all’interno del

coefficiente di regolarità k che vale 1 per struture regolari in altezza e 0,8 per quelle non regolari. K a sua

R R

volta rientra nel calcolo di q che verrà determinato con la formula q = q * k .

0 R

Perchè il criterio di gerarchia delle resistenze viene rappresentato mediante una catena?

6) Il criterio di gerarchia delle resistenze viene rappresentato mediante una catena poiché il conceto è

simile a quello di una catena con elemen� du�li e fragili: quindi il comportamento della catena dipende da

catena acciaio

quello degli elemen� meno resisten�. Immaginiamo di avere una composta da anelli in e da

vetro. du�li

un solo anello in Gli anelli in acciaio rappresentano gli elemen� del sistema, in quanto superata

plas�co.

la deformazione elas�ca, hanno una riserva di capacità deforma�va in campo L’anello

vetro fragile

in rappresenta invece l’elemento del sistema, in quanto, una volta raggiunta la massima

deformazione elas�ca, si romperà senza alcuna deformazione in campo plas�co. In questa catena noi

vorremo che si rompino prima gli anelli in acciaio in modo tale da poter sfrutare la loro capacità dissipa�va

e solo successivamente, invece, la rotura dell’anello in vetro che sarà fragile. Per questo mo�vo dovremo

progetare la catena in modo tale che l’anello in vetro abbia una resistenza maggiore rispeto agli anelli in

acciaio. Questa modalità di progetazione si basa sul fato che le modalità di collasso du�li dev