Le strutture sismo-resistenti in acciaio sono classificate nelle seguenti tipologie:
a) Strutture intelaiate: composte da telai che resistono alle forze orizzontali con un comportamento prevalentemente flessionale.
In queste strutture le zone dissipative sono principalmente collocate alle estremità delle travi in prossimità dei collegamenti trave-colonna, dove si possono formare le cerniere plastiche e l’energia viene dissipata per mezzo della flessione ciclica plastica.
b) Strutture con controventi concentrici:
c) Strutture con controventi eccentrici
Le forze orizzontali sono assorbite da membrature caricate assialmente, ma la presenza di eccentricità di schema permette la dissipazione di energia nei traversi per mezzo del comportamento ciclico a flessione e/o taglio.
Possono essere classificati come dissipativi quando la plasticizzazione dei traversi dovuta alla flessione e/o al taglio precede il raggiungimento della resistenza ultima delle altre parti strutturali.
d) Strutture a mensola o a pendolo inverso: costituite da membrature pressoinflesse in cui le zone dissipative sono collocate alla base.
e) Strutture intelaiate con controventi concentrici: nelle quali le azioni orizzontali sono assorbite sia da telai che da controventi agenti nel medesimo piano.
f) Strutture intelaiate con tamponature: costituite da tamponature in muratura o calcestruzzo non collegate ma in contatto con le strutture intelaiate.
Il dimensionamento delle membrature avviene nel rispetto del criterio di Gerarchia delle Resistenze.
Le membrature non dissipative (Gerarchia Globale) ed i collegamenti delle parti dissipative al resto della struttura (Gerarchia Locale) devono possedere, nei confronti delle zone dissipative, una sovraresistenza sufficiente a consentire lo sviluppo in esse della plasticizzazione ciclica.
La sovraresistenza è valutata moltiplicando la resistenza nominale di calcolo delle zone dissipative per un opportuno coefficiente di sovraresistenza γRD
γRD= 1,3 per CD”A” (Alta duttilità)
γRD = 1,1 per CD”B” (Bassa duttilità)
se non diversamente specificato.
Il materiale
Per le zone dissipative devono essere assicurati i seguenti prerequisiti:
Le connessioni
I collegamenti in zone dissipative devono avere sufficiente sovraresistenza per consentire la plasticizzazione delle parti collegate.
Il requisito di sovraresistenza è soddisfatto nel caso di saldature a completa penetrazione.
Nel caso di collegamenti con saldature a cordoni d’angolo e nel caso di collegamenti bullonati il seguente requisito deve essere soddisfatto:
Rjd ≥ γRd 1,1 Rpl
dove:
Rjd è la resistenza di progetto del collegamento;
Rpl è la resistenza plastica della membratura collegata.
Le membrature
Parti compresse e/o inflesse delle zone dissipative
Si deve garantire una duttilità locale sufficiente degli elementi che dissipano energia in compressione e/o flessione limitando il rapporto larghezza-spessore b/t secondo le classi di sezioni trasversali già citate.
In funzione della classe di duttilità e del fattore di struttura q0 usato in fase di progetto sono determinate le classi di sezioni trasversali da usare nelle parti dissipative (figura 1).
Parti tese delle zone dissipative
Nel caso di collegamenti bullonati, la resistenza plastica di progetto deve risultare inferiore alla resistenza ultima di progetto della sezione netta in corrispondenza dei fori per i dispositivi di collegamento.
Deve quindi essere soddisfatta la relazione:
Ares = area resistente netta;
A = area lorda;
γM0 = coeff sicurezza della membratura senza fori;
γM2 = coeff sicurezza della membratura con fori.
Gerarchia delle Resistenze
Al fine di conseguire un comportamento duttile i telai devono essere progettati in modo che le cerniere plastiche si formino nelle travi piuttosto che nelle colonne, tranne che per le sezioni delle colonne alla base ed alla sommità dei telai multipiano e per tutte le sezioni degli edifici monopiano.
Trave
Nelle sezioni in cui è attesa la formazione delle cerniere plastiche devono essere verificate le relazioni
dove:
Colonna
Le colonne devono essere verificate in compressione considerando la più sfavorevole combinazione di sollecitazioni assiali e flessionali. Le sollecitazioni di progetto sono determinate come:
dove:
Il taglio di progetto deve rispettare la seguente limitazione:
Nodo Trave – Colonna
Per assicurare lo sviluppo del meccanismo globale dissipativo è necessario rispettare la gerarchia delle resistenze assicurandosi che per ogni nodo trave-colonna del telaio:
dove:
Gerarchia delle Resistenze
Al fine di conseguire un comportamento duttile, le strutture con controventi concentrici devono essere progettate in modo che la plasticizzazione delle diagonali tese preceda la rottura delle connessioni e l’instabilizzazione di travi e colonne.
Diagonali
Per edifici con più di due piani, la snellezza adimensionale delle diagonali deve rispettare le seguenti condizioni:
I coefficienti di sovraresistenza valgono:
Travi e colonne
Travi e colonne, considerate soggette prevalentemente a sforzi assiali, devono rispettare la condizione:
dove:
essendo Npl,Rd la resistenza nei confronti dell’instabilità calcolata tenendo conto del momento flettente:
Gerarchia delle Resistenze
Al fine di conseguire un comportamento duttile, le strutture con controventi eccentrici devono essere progettate in modo che la plasticizzazione degli ‘elementi di connessione’ o ‘link’ preceda la rottura delle connessioni e l’instabilizzazione delle altre membrature.
Diagonali
Per edifici con più di due piani, la snellezza adimensionale delle diagonali deve rispettare le seguenti condizioni:
I coefficienti di sovraresistenza per tutte le membrature non contenenti link, devono essere calcolati:
Travi e colonne
Travi e colonne, considerate soggette prevalentemente a sforzi assiali, devono rispettare la condizione:
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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