Affidabilità sismica di controventi concentrici innovativi del tipo “chevron”
Autore
Maurizio Nese - Università degli Studi di Salerno - [2004-05]
Documenti
Abstract
In seguito ai numerosi terremoti a carattere distruttivo verificatosi negli ultimi anni nell’ambito del territorio italiano (Friuli 1976, Campania e Basilicata 1980, Marche e Umbria 1997), è sorta la necessità di ridefinire le strategie progettuali attraverso una più accurata determinazione dei requisiti delle strutture site in aree ad elevato rischio sismico.
Nel presente lavoro, mediante la metodologia recentemente proposta da Jalayer e Cornell [22], viene determinata da un punto di vista probabilistico l’affidabilità sismica di controventi concentrici sismoresistenti di tipo “Chevron”, progettati mediante una metodologia innovativa finalizzata al conseguimento di un meccanismo di collasso di tipo globale.
I limiti progettuali forniti dall’eurocodice 8 [1] per il dimensionamento delle diagonali di controvento (la snellezza adimensionale deve essere minore o uguale a 2), portano ad un sovradimensionamento delle stesse ed in particolare le diagonali degli ultimi piani. Tale circostanza conduce al dimensionamento di controventi che al collasso esibiscono meccanismi di piano o parziali ma certamente non globali.
Al fine di superare tali inconvenienti, nella presente tesi viene presentato un algoritmo di progetto per diagonali con sezioni terminali indebolite (Reduction Section Solution).
Nel presente lavoro, vengono progettati dei controventi concentrici a “V” mediante il metodo proposto da Piluso et al. [5] mirato al conseguimento di un meccanismo dissipativo di tipo globale. Si evidenzia come l’introduzione di aste con sezione terminale ridotta (RSS) aumenti la duttilità globale della struttura, in quanto consente di ottenere il meccanismo di collasso globale.
Pertanto si procede alla definizione di un algoritmo di progetto per aste tubolari con RSS.
In particolare vengono progettati controventi a 4 piani sia in accordo con le raccomandazioni dell’eurocodice 8 (CBF1) che in accordo con la metodologia di progetto a collasso controllato [2]. Inoltre questi ultimi si progettano sia senza che con RSS (CBF2 e CBF3 rispettivamente).
Al fine di valutare l’affidabilità sismica delle tre strutture progettate (CBF1, CBF2 e CBF3) e quindi di tener conto di tutte le fonti di incertezza che interessano la previsione, è necessario impiegare un approccio di tipo probabilistico. Tale approccio è un applicazione del Performance Based Seismic Design e consente di valutare il livello di confidenza con la quale la struttura raggiunge uno specifico livello prestazionali.
Il modello probabilistico della risposta strutturale sarà valutato attra-verso una serie di analisi dinamiche incrementali, considerando 30 accelerogrammi, selezionati dal database del PEER. Nelle analisi dinamiche incrementali, gli accelerogrammi sono stati scalati a diversi livelli di intensità, fino a raggiungere il collasso del controvento (identificato dalla mancanza di convergenza della soluzione numerica).
Sarà presa come misura dell’intensità sismica il valore della pseudo-accelerazione spettrale valutata in corrispondenza del periodo di vibrazione principale, Sa(T1). I risultati delle analisi saranno espressi in termini di tre parametri di danneggiamento strutturale: massimo drift di interpiano, MIDR, la duttilità ciclica delle diagonali e l’instabilità delle colonne fuoripiano con l’Ec3.
Il confronto tra i tre controventi si baserà sui risultati delle analisi dina-miche non lineari (IDA) eseguite mediante il codice di calcolo PC-ANSR di Bruce F. Maison [6].
Nel presente lavoro, mediante la metodologia recentemente proposta da Jalayer e Cornell [22], viene determinata da un punto di vista probabilistico l’affidabilità sismica di controventi concentrici sismoresistenti di tipo “Chevron”, progettati mediante una metodologia innovativa finalizzata al conseguimento di un meccanismo di collasso di tipo globale.
I limiti progettuali forniti dall’eurocodice 8 [1] per il dimensionamento delle diagonali di controvento (la snellezza adimensionale deve essere minore o uguale a 2), portano ad un sovradimensionamento delle stesse ed in particolare le diagonali degli ultimi piani. Tale circostanza conduce al dimensionamento di controventi che al collasso esibiscono meccanismi di piano o parziali ma certamente non globali.
Al fine di superare tali inconvenienti, nella presente tesi viene presentato un algoritmo di progetto per diagonali con sezioni terminali indebolite (Reduction Section Solution).
Nel presente lavoro, vengono progettati dei controventi concentrici a “V” mediante il metodo proposto da Piluso et al. [5] mirato al conseguimento di un meccanismo dissipativo di tipo globale. Si evidenzia come l’introduzione di aste con sezione terminale ridotta (RSS) aumenti la duttilità globale della struttura, in quanto consente di ottenere il meccanismo di collasso globale.
Pertanto si procede alla definizione di un algoritmo di progetto per aste tubolari con RSS.
In particolare vengono progettati controventi a 4 piani sia in accordo con le raccomandazioni dell’eurocodice 8 (CBF1) che in accordo con la metodologia di progetto a collasso controllato [2]. Inoltre questi ultimi si progettano sia senza che con RSS (CBF2 e CBF3 rispettivamente).
Al fine di valutare l’affidabilità sismica delle tre strutture progettate (CBF1, CBF2 e CBF3) e quindi di tener conto di tutte le fonti di incertezza che interessano la previsione, è necessario impiegare un approccio di tipo probabilistico. Tale approccio è un applicazione del Performance Based Seismic Design e consente di valutare il livello di confidenza con la quale la struttura raggiunge uno specifico livello prestazionali.
Il modello probabilistico della risposta strutturale sarà valutato attra-verso una serie di analisi dinamiche incrementali, considerando 30 accelerogrammi, selezionati dal database del PEER. Nelle analisi dinamiche incrementali, gli accelerogrammi sono stati scalati a diversi livelli di intensità, fino a raggiungere il collasso del controvento (identificato dalla mancanza di convergenza della soluzione numerica).
Sarà presa come misura dell’intensità sismica il valore della pseudo-accelerazione spettrale valutata in corrispondenza del periodo di vibrazione principale, Sa(T1). I risultati delle analisi saranno espressi in termini di tre parametri di danneggiamento strutturale: massimo drift di interpiano, MIDR, la duttilità ciclica delle diagonali e l’instabilità delle colonne fuoripiano con l’Ec3.
Il confronto tra i tre controventi si baserà sui risultati delle analisi dina-miche non lineari (IDA) eseguite mediante il codice di calcolo PC-ANSR di Bruce F. Maison [6].
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