Tipologie strutturali
La duttilità delle strutture in cemento armato
Fattori di struttura
Dimensionamento e verifica di elementi strutturali
Le strutture sismo-resistenti in c.a. sono classificate nelle seguenti tipologie:
a) Strutture a telaio: la resistenza alle azioni sia verticali che orizzontali è affidata principalmente a telai spaziali.
b) Strutture a pareti: la resistenza alle azioni sia verticali che orizzontali è affidata principalmente a pareti, singole o accoppiate.
c) Strutture miste telaio-pareti: la resistenza alle azioni verticali è affidata prevalentemente ai telai, la resistenza alle azioni orizzontali è affidata in parte ai telai ed in parte alle pareti, singole o accoppiate.
d) Strutture deformabili torsionalmente: composte da telai e/o pareti.
e) Strutture a pendolo inverso: la dissipazione d’energia avviene alla base di un singolo elemento strutturale.
Duttilità del materiale
Il cemento armato presenta una buona duttilità quando:
Duttilità di sezione
La duttilità si riduce:
La duttilità aumenta:
Duttilità di elemento
La duttilità di elemento dipende fortemente:
Duttilità di struttura
La duttilità di struttura è definita dalla Curva di Capacità, che descrive graficamente taglio alla base-spostamento in sommità.
La Curva di Capacità è ottenuta analiticamente applicando opportune distribuzioni di forze statiche equivalenti ai piani (Metodo Pushover).
Il fattore di struttura viene definito dalla nuova normativa sismica italiana (D.M.08) come:
q = KR · q0
dove:
I valori di q0 sono contenuti in Tabella 1.
Per strutture regolari in pianta, possono essere adottati i valori di αu/α1 riportati in Tabella 2.
Per tipologie strutturali diverse da quelle sopra definite, il rapporto αu/α1 deve essere adeguatamente giustificato dal progettista.
Travi
Sollecitazioni di calcolo
Mb,Rd,1,2 = MRd · γRd , con:
a) γRd=1,20 per strutture in CD”A”
b) γRd=1,00 per strutture in CD”B”
I momenti resistenti sono da calcolare sulla base delle armature flessionali effettivamente presenti, compreso il contributo di quelle poste all’interno della larghezza collaborante (bc) di eventuali solette piene.
Travi
Verifiche di resistenza
1. Flessione: MRd ≥ MEd
2. Taglio:
a) VRd ≥ VEd per strutture in CD”B”
b) VRd = min(VRsd,VRcd) ≥ VEd per strutture in CD”A”.
In particolare, con riferimento alle formule (1) e (2) si assume ctg θ =1
Pilastri
Sollecitazioni di calcolo
1. Momento flettente:
Affinché i pilastri non plasticizzino è opportuno adottare momenti flettenti di calcolo tali che:
ΣMc,Rd ≥ γRd · Mb,Rd
dove
Il momento di calcolo per la sezione di base dei pilastri del piano terreno è:
max (MRd; MC,Rd sezione sommità del pilastro).
Pilastri
Sollecitazioni di calcolo
2. Taglio:
VEd è il taglio di calcolo fornito dalla relazione (1); in particolare:
Pilastri
Verifiche di resistenza
1. Presso-flessione:
a) 65% · NRd,max,cls ≥ NEd per strutture in CD”B”
b) 55% · NRd,max,cls ≥ NEd per strutture in CD”A”
2. Taglio: VRd ≥ VEd
Nodi trave-pilastro
Generalità
La resistenza del nodo non deve pervenire alla rottura prima delle zone della trave e del pilastro ad esso adiacenti.
Si distinguono due tipi di nodi:
Nodi trave-pilastro
Sollecitazioni di calcolo
1. Taglio:
a) Vjbd = γRd ·(As1+As2)· fyd · VC per nodi interni
b) Vjbd = γRd · As1 · fyd – VC per nodi esterni
in cui:
Nodi trave-pilastro
Verifiche di resistenza (solo in CD”A”)
1. Compressione:
La compressione diagonale indotta dal meccanismo a traliccio non deve eccedere la resistenza a compressione del calcestruzzo secondo la relazione (1),
in cui:
Nodi
Verifiche di resistenza (solo in CD”A”)
2. Trazione – Caso 1
La massima trazione diagonale del calcestruzzo non deve eccedere la fctd.
È necessario un adeguato confinamento: le staffe orizzontali (φ≥6mm) possono essere disposte nel nodo secondo la (1),
in cui:
Nodi trave-pilastro
Verifiche di resistenza (solo in CD”A”)
2. Trazione – Caso 2
L’integrità del nodo a seguito della fessurazione diagonale può essere garantita dalle sole staffe orizzontali se:
a) Ash · fywd ≥ γRd · (As1 + As2) · fyd · (1-0,8 · νd) per nodi interni
b) Ash · fywd ≥ γRd · As2 · fyd · (1-0,8 · νd) per nodi esterni
dove:
1. L'architettura strutturale e l'evoluzione dell'arte del costrui...
3. La misura della sicurezza strutturale
5. Introduzione alle costruzioni in acciaio
7. Resistenza e stabilità: la classificazione delle sezioni trasv...
9. Le membrature inflesse e pressoinflesse: verifiche SLU e SLE
10. I collegamenti e le unioni elementari
11. Introduzione alle costruzioni in cemento armato
13. Stato limite ultimo per tensioni normali
14. SLU per tensioni normali: la flessione semplice
15. SLU per tensioni normali: pressoflessione
16. Stato limite ultimo per tensioni tangenziali
17. Stati limite di esercizio: fessurazione e controllo tensionale
19. La classificazione dei sistemi strutturali