Paniere domande aperte complementi di Progetto di strutture

Lezione 034

02. Illustrare il comportamento sismico delle pareti estese debolmente armate.

Il DM2018 non dà una definizione precisa di parete estesa debolmente armata, né indica in quali casi si

debba considerare un elemento una parete duttile tozza oppure una parete estesa debolmente armata.

Possiamo fare riferimento al §5.1.2 dell’Eurocodice 8. Il termine fondamentale è “estese”: la parete deve

avere una larghezza di almeno 4 metri o maggiore di due terzi dell’altezza.

Anche l’Eurocodice non suggerisce dei controlli da fare per stabilire se un elemento è una parete duttile

tozza oppure una parete estesa debolmente armata. Tuttavia ci ricorda che da una parete estesa

debolmente armata “ci si aspetta che sviluppi una fessurazione e un comportamento inelastico limitati

sotto la situazione sismica di progetto.”

In pratica in questo tipo di pareti per diversi motivi, per esempio: la geometria, l’incrocio con pareti

ortogonali altrettanto estese da non poter essere considerate flange di una parete composta, ecc…, è

impedita la rotazione alla base e la formazione della cerniera plastica.

Quindi, una volta stabilito che l’elemento in questione è una parete, è su questo aspetto che si deve

ragionare quando si cerca di stabilire se sia duttile oppure estesa debolmente armata

La parete estesa debolmente armata può essere considerata come elemento di controventamento nei

confronti dell'azione orizzontale, solo se è presente un carico verticale che impedisce parzialmente la

parzializzazione della sezioni di base.

Lezione 038

02. Illustrare il comportamento sismico dei sistemi a nucleo in c.a.

Il nucleo scatolare irrigidente è un sistema composto da notevoli dimensioni trasversali, questo elemento è

dotato di una rigidezza e di una resistenza orizzontale molto grande, per cui è in grado di svolgere bene la

funzione di controventamento delle costruzioni. Nelle costruzioni in zona sismica un elemento nucleo può

svolgere una funzione irrigidente e resistente nei confronti delle azioni orizzontali. Oltre al comportamento

flessionale dotato di una configurazione riconducibile a quella di un elemento tubolare con parete sottile

che gli assicura un comportamento torsionale alla “Bredt”. Ai fini dello studio della ripartizione delle azioni

sismiche, è opportuno ricorrere ad un sistema spaziale di telai equivalenti costituito dove una delle quattro

pareti contiene una colonna di aperture dove una delle quattro pareti contiene una colonna di aperture, il

modello deve essere costituito da cinque montanti, completati ciascuno da elementi orizzontali

indeformabili occorrenti per riprodurre, come in una qualsiasi parete, le effettive dimensioni trasversali La

parete nella quale sono presenti le aperture deve comprendere poi traversi deformabili ad ogni piano,

come in un sistema di pareti accoppiate. In tal caso, gli effetti associati alla torsione devono poter essere

sostenuti da un corrispondente meccanismo di tipo flessionale

Lezione 040

02. Illustrare il problema del ribaltamento a corpo rigido delle strutture sotto azione sismica.

dei sovraccarichi effettivamente presenti al momento

del sisma, una significativa

incertezza di valutazione deriva dal fatto che i carichi di compressione G agiscono in

permanenza, mentre le azioni sismiche Eh ed Ev di carattere transitorio, si ripetono con verso

alternato. Gli effetti di Eh

dipendono dalle caratteristiche della componente

orizzontale del moto sismico e

±

dalla modalità di risposta della struttura , le stesse considerazioni vengono fatte per il valore Ev nei due casi

i vari fattori che le determinano intervengono in maniera diversa

La crisi per flessione prodotta dalle azioni orizzontali puo provocare due effetti. La prima ad un

collegamento incapace di assicurare un’adeguata resistenza a trazione T fig.A potrebbe

arrivare fino a provocare il ribaltamento della struttura. Il ribaltamento peraltro, potrebbe prodursi

globalmente coinvolgendo anche la fondazione (figura precedente (b)). Per raggiungere una

condizione di ribaltamento occorre infatti che le forze orizzontali, cui potrebbe essere attribuito un

carattere

prevalentemente impulsivo (non certo statico), possano compiere il lavoro occorrente per sollevare il

baricentro della costruzione fino alla quota corrispondente alla verticale passante per il punto O (figura

precedente).

L’aumento della larghezza efficace B costituisce comunque un fattore certamente stabilizzante.

Lezione 041

02. Illustrare la modalità di ripartizione delle forze sismiche di piano con eccentricità su sistemi isostatici.

Per esempio, nel caso della struttura monopiano simmetrica della figura precedente, la forza di piano

H viene ripartita fra i telai in maniera proporzionale alle loro rigidezze ki:

Lezione 042

02. Illustrare il significato del diagramma momento‐curvatura di una sezione in c.a. ed i relativi parametri che lo caratterizzano.

il diagramma di comportamento puo essere costruito partendo dalle leggi costitutive del calcestruzzo e

dell’acciaio, assunte entrambe di tipo elasto‐plastico

Il risultato così ottenuto consente soprattutto

di stabilire un criterio di valutazione della duttilità flessionale locale di una sezione di cemento armato, o

meglio della deformabilità plastica di un concio elementare di trave, esprimendola in termini di curvatura

locale e mettendo in evidenza il ruolo dei principali fattori che influenzano la capacità rotazionale delle

deformazioni plastiche che si possono formare nelle strutture di cemento armato. Da questa espressione si

possono tratte informazioni utili per orientare le scelte progettuali riguardanti il dimensionamento delle

strutture resistenti al sisma

per quanto riguarda le caratteristiche di materiali risulta che :

‐ l’impiego di acciaio ad elevato limite di snervamento (fy, εy) tende a ridurre la deformabilità plastica

flessionale;

‐ la resistenza (fcu) del calcestruzzo è un fattore favorevole che migliora la duttilità flessionale;

‐ la deformabilità ultima del calcestruzzo (εcu) costituisce anch’essa un importante fattore favorevole, la

cui influenza merita di essere ulteriormente discussa.

Lezione 043

02. Illustrare l'influenza del carico assiale nella duttilità locale di una cerniera plastica.

Lezione 044

02. Illustrare la modalità di calcolo della duttilità di maglia in c.a., per il meccanismo ad L.

03. Illustrare la modalità di calcolo della duttilità di maglia in c.a., per il meccanismo ad H.

Lezione 045

02. Illustrare la procedura di stima della duttilità globale di un telaio piano, con riferimento rispettivamente hai meccanismi ad H e L.

Lezione 046

03. Illustrare il criterio della gerarchia della resistenze

Le norme tecniche più aggiornate, come l’Eurocodice n°8, definiscono alcune regole pratiche di

progettazione per stabilire opportuni

rapporti fra le resistenze delle sezioni dei pilastri e quelle delle travi che convergono nello stesso nodo. al

soddisfacimento delle normali verifiche di resistenza nei confronti delle forze sismiche di progetto, occorre

assicurare che la che la somma dei momenti resistenti dei montanti sia maggiore della

somma dei momenti resistenti delle travi.Le sezioni di incastro delle travi dovrebbero essere verificate per

resistere al momento flettente negativo Mtr = Ms + Mv, dove Mv è la parte dovuta ai carichi

verticali e Ms è la parte dovuta alla forza sismica di progetto. I pilastri dovrebbero essere verificati

invece a pressoflessione, per una forza di compressione Nv ed un momento Mpil praticamente

uguale ad Ms; essendo generalmente poco significativo nei pilastri il momento Mv dovuto ai soli

carichi verticali. l’intensità dell’azione sismica possa essere maggiore di quella di progetto. Se

ciò accadesse, i momenti Mv e Nv nelle fasi in cui le componenti verticali delle accelerazioni sismiche sono

dirette verso il basso, tenderebbero perfino a diminuire. Ciò significa che, per effetto di un sisma violento,

l’incremento della sollecitazione flettente del pilastro potrebbe essere superiore all’aumento della

sollecitazione flettente negativa della trave, rendendo così più probabile la formazione di una cerniera

plastica nel pilastro anziché nella trave

Lezione 047

03. Illustrare il criterio che sta alla base della progettazione di edifici dissipativi.

Nel comportamento strutturale dissipativo gli effetti combinati delle azioni sismiche e delle altre azioni

sono calcolati, in funzione della tipologia strutturale adottata, si distinguono due livelli di Capacità

Dissipativa o Classi di Duttilità (CD):

‐ Classe di duttilità alta (CD”A”);

‐ Classe di duttilità bassa (CD”B”).

La differenza tra le due classi sta nella plasticizzazioni in cui ci si riconduce in fase di progettazione; per

ambedue le classi, per evitare un comportamento dissipativo si fa ricorso alle gerarchia delle resistenze.

Per determinare le sollecitazioni nei sistemi dissipativi con metodi lineari viene assunto un fattore di forma

di struttura q maggiore dell’unita e viene utilizzato per qualsiasi dorezione delle onde sismiche e dalla

tipologia di struttura q = q0 × KR

q0 è il valore massimo del fattore di struttura dipende dal livello di duttilità attesa, dalla tipologia

strutturale e dal rapporto αu/α1 tra il valore dell’azione sismica per il quale si verifica

la formazione di un numero di cerniere plastiche tali da rendere la struttura labile e quello per

il quale il primo elemento strutturale raggiunge la plasticizzazione a flessione;

KR è un fattore riduttivo che dipende dalle caratteristiche di regolarità in altezza della costruzione,

con valore pari ad 1 per costruzioni regolari in altezza e pari a 0,8 per costruzioni non regolari

in altezza.

Il metodo si basa su una schematizzazione semplificata degli scambi energetici che avvengono durante

l’evento sismico. Si individuano pertanto una prima fase di immagazzinamento di energia cinetica ed una

seconda fase di frenatura sismica, tutta l’energia cinetica si trasforma in lavoro di deformazione elasto‐

plastica., l’energia d’ingresso del sisma viene valuata :

Lezione 048

03. Illustrare il significo del fattore di struttura q ed il legame con la duttilità strutturale.

Sulla base del livello di duttilità sismica Δs si possono individuare alcuni comportamenti strutturali

Strutture fragili ( Δs << 1 ): sono strutture che sotto l’azione di un sisma forte, subiscono un collasso

improvviso di tipo esplosivo, per la mancanza passaggio dalla fase elastica a quella di rottura

≅1

Strutture poco duttili ( Δs ):

strutture in cui si innesca un meccanismo cinematico e per la scarsa duttilità locale delle

mem