Benvenuti al SEMINARIO TECNICO:

ore 9:30 inizio seminario

ore 12:30 dibattito e quesiti

• Analisi sismica degli edifici: introduzione normativa

• La modellazione strutturale

• Comportamento sismico di una struttura a telaio

• Comportamento sismico di una struttura a setti

• Gerarchia delle resistenze, duttilità e fattori di struttura

• Il predimensionamento sismico

• I parametri dell'analisi ed il calcolo della struttura

• Controllo dei risultati

• Disegno dell'armatura e verifiche strutturali

• La relazione di calcolo secondo le NTC 2008

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QUESTIONARIO

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Per la valutazione delle azioni sismiche: le “classi d’uso”

Ing. Carlo Doimo

• Stato Limite di Operatività SLO)

• Stato Limite di Danno (SLD)

• Stato Limite di salvaguardia della Vita (SLV)

• Stato Limite di prevenzione del Collasso (SLC)

Ing. Carlo Doimo

Accelerazione costante

TB TC TD TE

Velocità costante

Spostamento costante

Sd(T) = Cost.Non fisico! Solo per SLV

Ing. Carlo Doimo

• Nel tratto ad accelerazione costante si trovano le strutture

che si oppongono all’azione sismica per resistenza

• Nel tratto a velocità costante si trovano le strutture che si

oppongono al sisma per capacità dissipativa

•Nel tratto a spostamento costante si trovano le strutture

che si oppongono al sisma per capacità di spostamento

Cosa devo chiedere alla struttura?

• Dipende dal ramo dello spettro in cui «cade».

• Anche la duttilità richiesta varia in base alla posizione

della struttura sullo spettro

Ing. Carlo Doimo

- Cosa racconta lo spettro?Racconta la massima accelerazione subita dalle masse

dell’oscillatore semplice. Dimentica quindi altri parametri

importanti come la durata, il contenuto in frequenza, ecc.

- L’accelerazione ag cosa rappresenta?Rappresenta il picco di accelerazione misurato per T = 0 s,

mediato su periodi TR.

- Lo spettro è esaustivo?Lo spettro di progetto non può essere esaustivo, fornendo solo

parte delle informazioni del segnale sismico. È un metodo per

valutare la massima forza a cui può essere soggetta una

struttura durante un evento sismico.

Ing. Carlo Doimo

È il concetto cardine della OPCM 3274, ripreso da NTC, che

permette di tener conto del comportamento non lineare della

struttura utilizzando comunque analisi elastiche lineari.

Per questo aspetto è coerente con le ipotesi assunte dal

metodo semiprobabilistico agli stati limite.

In linea teorica il fattore di struttura q esprime la duttilità

potenziale limite che una struttura può esprimere sotto azione

sismica.

Pertanto, usando un esempio, come in automobile il cartello

vieta di andare OLTRE i 110 km/h, ma non vieta velocità

inferiori…

Dovremmo considerare questo «cartello» per l’analisi sismica!

Ing. Carlo Doimo

Poiché “q” esprime una duttilità, esso è dato dal rapporto

tra una capacità limite ed una elastica (o di snervamento).

Quanto vale “q”?

Ing. Carlo Doimo

<

Il fattore di struttura è un numero che dipende dalla

duttilità potenziale della struttura… (q = R)

(Figura tratta da “Seismic design of concrete and masonry buildings” – Paulay, Priestley – John Wiley & sons – USA, 1992)

q non tiene conto della dissipazione di energia

Ing. Carlo Doimo

• telai, se ai telai è prevalentemente affidata la capacità portante

dei carichi verticali e almeno il 65% delle azioni orizzontali

• pareti se buona parte delle azioni verticali e almeno il 65% di

quelle orizzontali è sopportata da pareti o setti.

• miste telaio pareti, intermedie tra le prime due, possono

essere equivalenti a pareti, se le pareti assorbono più del

50% dell’azione orizzontale, altrimenti sono equivalenti a telai.

L’EC8 suddivide le strutture sismo resistenti solamente in base

alla rigidezza orizzontale, trascurando l’effetto dei carichi

verticali.

Ing. Carlo Doimo

• Il fattore di struttura è un numero che può avere variazioni

anche del 300%,

• È un numero difficilmente calcolabile, si determina per

strutture semplici,

• È un numero limite che deve essere scelto valutando tutti gli

aspetti, anche le richieste di SLD (un valore troppo alto può

avere effetti negativi sulle verifiche di danneggiamento)

• È un numero che generalmente vale per il primo modo di

vibrare, ossia quello che richiede le escursioni (deformazioni)

maggiori.

• Non tiene conto della dissipazione di energia per via

isteretica.

Ing. Carlo Doimo

Ing. Carlo Doimo

Prendendo per Roma i massimi di accelerazione e

spostamento per SLV (475 anni) e SLD (72 anni) e

rapportandoli si ha:

ROMA:

ag,475

= 0,150 g ag,72

= 0,100 g rapp. = 1,5

dg,475

= 7,5 cm dg,72

= 3,0 cm rapp. = 2,5

N.B.: 72 anni per disponibilità di dati. Con 50 anni, rapp. aumenta lievemente

A cosa serve il «rapporto» appena calcolato?

Secondo NTC, § 7.3.1 «La scelta del fattore di struttura deve

essere adeguatamente giustificata. Il valore adottato deve dar

luogo ad azioni di progetto agli stati limite ultimi coerenti con

le azioni di progetto assunte per gli stati limite di esercizio».

È conveniente verificare che rapporto ci sia tra lo spettro SLV

e lo spettro SLD, usando il fattore di struttura q come un

parametro per abbattere l’azione sismica, ma garantendo il

comportamento elastico (= «ritorno» o scarico senza danni)

allo SLD.

Ing. Carlo Doimo

Si vada al limite di q quando il rapporto SLV/SLD è più elevato.

Tutto questo vale in generale quando la struttura è

regolare in pianta ed in elevazione (comportamento «ideale»

dell’oscillatore semplice)

Le irregolarità inficiano o possono inficiare l’idea del calcolo

sismico con il fattore di struttura q

(in questo caso NTC chiede di mediare au/a

1 tra 1 e il valore dato)

N.B.: gli spettri abbattuti attraverso il fattore di struttura q

risultano spettri di progetto a duttilità assegnata.

Ing. Carlo Doimo

La regolarità strutturale ha come primo fine quello di

«semplificare» i modi di vibrare della struttura, puntando a

privilegiarne uno (il primo) rendendo trascurabili gli altri.

Ciò che conta nella valutazione «dell’importanza» è il prodotto

tra la massa modale dell’i-esimo modo e l’accelerazione

spettrale dell’i-esimo periodo.

Il fattore di struttura non agisce sui modi di vibrare superiori

al primo, poiché richiedono spostamenti «piccoli» e molto

frequenti. Su strutture irregolari, i modi superiori provocano

forze sismiche confrontabili se non maggiori di quelle del

primo modo di vibrare.

Ing. Carlo Doimo

17

Rigidezza K = forza F per ottenere uno spostamento d = 1

Ing. Carlo Doimo

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Modello di calcolo semplificato delle rigidezze di piano

cmx,y 2

y,x

E A 1k =

l1 l

+ 2 t ρ

Setti: = 1,5

= 3

Pilastri: = 6

= 12

SETTI PILASTRI

Ing. Carlo Doimo

19

Perdita di un piano: NON SODDISFACENTE

Ing. Carlo Doimo

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Perdita di un piano: NON SODDISFACENTE

Ing. Carlo Doimo

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Perdita di un piano: NON SODDISFACENTE

Ing. Carlo Doimo

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Perdita di più piani: NON SODDISFACENTE

Ing. Carlo Doimo

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Rotazione dell’impalcato: NON SODDISFACENTE

Ing. Carlo Doimo

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Rotazione dell’impalcato: NON SODDISFACENTE

Ing. Carlo Doimo

25

Perdita di equilibrio della struttura: NON SODDISFACENTE

Ing. Carlo Doimo

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Povertà dei dettagli costruttivi: NON SODDISFACENTE

Ing. Carlo Doimo

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Crollo della struttura: NON SODDISFACENTE

Ing. Carlo Doimo

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