LE STRUTTURE IN ACCIAIO

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1 Ordine degli Ingegneri della Provincia di NAPOLI Corso di aggiornamento professionale LA PROGETTAZIONE STRUTTURALE IN ZONA SISMICA Il nuovo quadro normativo Associazione Ingegneri Napoli Nord LE STRUTTURE IN ACCIAIO Criteri di progetto e calcolo agli stati limite Università di Napoli Federico II Prof. Raffaele LANDOLFO (landolfo@unina.it) Frattamaggiore, 6 febbraio 2007

2 INDICE Considerazioni introduttive Criteri di progetto per le strutture dissipative Regole di dettaglio per tutte le tipologie Regole di dettaglio per le strutture intelaiate (MRF) Regole di dettaglio per i controventi concentrici (CBF) Regole di dettaglio per i controventi (EBF) Prof. Raffaele Landolfo

3 CONSIDERAZIONI INTRODUTTIVE Le strutture in acciaio 3

4 Introduzione: inquadramento normativo Zona sismica Ordinanza del PCM n.3274 New Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica Norme per le strutture in acciaio Zona non sismica DD.MM. 9/1/1996 Norme tecniche per il calcolo,. e per le strutture metalliche Istruzioni CNR Costruzioni in acciaio: istruzioni per il calcolo.. 92, 97 MSL Metodo agli stati limite Eurocodice 3 (ENV ) Design of steel structures Le strutture in acciaio 4

5 Considerazioni introduttive Struttura Norma n. 4 Articoli n. 4 Allegati Allegato 1: Riclassificazione sismica Allegato 2: Gli Edifici Allegato 3: I Ponti Allegato 4: Le Fondazioni Le strutture in acciaio 5

6 L ordinanza del P.C. n.3274: Aspetti innovativi Introduzione della 4 a Categoria Filosofia di sicurezza basata solo su STATI LIMITE Norme specifiche per altre tipologie costruttive: Strutture in acciaio Edifici esistenti Strutture in acciaio-cls Strutture isolate Le strutture in acciaio 6

7 L ordinanza del P.C. n.3274: STATO LIMITE ULTIMO (SLU) Evento: Sisma raro T r =475 anni. (Terr. Distruttivo o II Liv) Livello prestazionale: Il sistema pur subendo danni di grave entità agli elementi strutturali non deve collassare Param. di prestazione: Resistenza (R) Le strutture in acciaio 7

8 L ordinanza del P.C. n.3274: STATO LIMITE DI DANNO (SLD) Evento: Sisma moderatamente frequente Tr=95 anni (Terr. di servizio o di I Liv) Livello prestazionale: Il sistema (includendo anche gli elementi non strutturali) non deve subire gravi danni, conservando intatta la sua funzionalità. Param. Di prestazione: Deformabilità o rigidzza Le strutture in acciaio 8

9 L ordinanza del P.C. n.3274: L azione sismica e la microzonazione a g = accelerazione di picco o PGA S = fattore suolo S a a g S η 2.5 Spettro elastico S e T B T C = Periodi di riferimento per la individuazione della zona di max amplificazione T D = Periodo a cui corrisponde l inizio del tratto a spostamento costante dello spettro η = fattore di smorzamento (per ξ= 5%) a g S Categoria suolo A S 1,00 T B 0,15 T C 0,40 T D 2,00 B, C, E 1,25 0,15 0,50 2,00 D 1,35 0,20 0,80 2,00 T B T C T D T Lo spettro di risposta in termini di accel. Microzonazione Le strutture in acciaio 9

10 L ordinanza del P.C. n.3274: La duttilità ed il fattore di struttura q (SLU) S a Strutture non diss S d1 =S e Strutture med. diss. S d2 = S e / q 2 Strutture alt. diss. S d3 = S e / q 3 T Spettri di progetto Le strutture in acciaio 10

11 Considerazioni introduttive: La duttilità ed il fattore di struttura Livelli di duttilità I) Duttilità puntuale II) Duttilità locale Prova di Push-Over III) Duttilità globale Tipologia e schema strutturale Parametri meccanici δ u µ δ = δ y Duttilità Ω = δ αu α y Sovraresist. Le strutture in acciaio 11

12 Il modello meccanico del materiale σ f y,max incrudimento f y,d aleatorietà σ amm E=tan(α) ε e ε (%) Le strutture in acciaio 12

13 Resistenza e capacità rotazionale Moment Moment Moment Moment M pl Local Buckling M pl Local Buckling M pl M el Local Buckling M pl Local Buckling M el φ φ φ φ M ult = κ f y W pl M P = f W M = f W y pl y y M rid = f y W eff Le strutture in acciaio 13

14 la classificazione delle sezioni trasversali Incrudimento Fattore di forma M ult M pl M y M rid Rapporti b/t delle parti compresse Le strutture in acciaio 14

15 L ord. n.3274 e gli Edifici in acciaio: I principi di progettazione Bassa duttilità (DCM) Dissipative q > 1 In base al tipo di criterio di dimensionamento I sistemi strutturali Non dissipat. q = 1 Alta duttilità (DCH) Strutture a bassa duttilità Dimensionamento delle membrature basato sulla risposta ottenuta attraverso l analisi globale elastica Strutture ad alta duttilità Dimensionamento delle membrature basato sulla criterio della gerarchie delle resistenze Le strutture in acciaio 15

16 Parte I - L Ordinanza 3274 I principi di progettazione L espressione generale Tipologia strutturale q = ψ R q 0 prima versione q = f Criteri di dimensionamento Valore di base New Regole di dettaglio q = K D K R q 0 Revisione ψ R = K D duttilità locale zone dissipative K R = regolarità dell edificio Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 16

17 L ord. n.3274 e gli edifici in acciaio: Le tipologie strutturali in acciaio ed il fattore di struttura Strutture intelaiate (MRF) Controventi reticolari concentrici (CBF) Controventi reticolari eccentrici (EBF) Strutture a mensola o a pendolo invertito Strut. Intelaiata Contr. Concentrici Tipologia Strutturale Classe di Duttilità Bassa Alta Bassa Alta Strutture intelaiate Controventi ret. concent. Controventi ret. eccentrici (α u /α l ) 4 5 (α u /α l ) Strut. a pend. inv. Contr. Eccentrici Strut. a mensola o pend. 2 - q 0 Le strutture in acciaio 17

18 Parte I - L Ordinanza 3274 Valori di q o TIPOLOGIA STRUTTURALE CLASSE DI DUTTILITÀ BASSA ALTA Strutture intelaiate Controventi reticolari concentrici Controventi eccentrici Strutture a mensola o a pendolo invertito Strutture intelaiate controventate αu/α1 4 5αu/α1 4αu/α1 Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 18

19 L ord. n.3274 e gli edifici in acciaio: Le tipologie strutturali in acciaio ed il fattore di struttura TIPOLOGIA COSTRUTTIVA α u /α y edifici a telaio di un piano 1,1 edifici a telaio a più piani, con una sola campata 1,2 edifici a telaio con più piani e più campate 1,3 edifici con controventi eccentrici 1,2 Le strutture in acciaio 19

20 Criteri di progetto per le strutture dissipative Criteri di progetto Il progetto delle strutture di tipo dissipativo deve garantire una risposta globale stabile anche in presenza di fenomeni locali di plasticizzazione, instabilità o altri connessi al comportamento isteretico della struttura Zone dissipative Zone NON dissipative Resistenza (D.M. 9/1/96); CNR 10011; Eurocodice 3 Duttilità Requisiti Efficaci dettagli costruttivi Capacità dissipativa attribuibile sia agli elementi che ai collegamenti Sovraresistenza (D.M. 9/1/96); CNR 10011; Eurocodice 3 Le strutture in acciaio 20

21 REGOLE DI DETTAGLIO PER LE STRUTTURE DISSIPATIVE Le strutture in acciaio 21

22 Regole di dettaglio I criteri di progetto si considerano soddisfatti se le sono opportune Regole di dettaglio.. A) Regole valide per ogni tipologia strutturale Regole di dettaglio B) Regole specifiche per le singole tipologie Le strutture in acciaio 22

23 Regole di dettaglio (Principi generali) Prerequisiti delle zone dissipative per il progetto duttile 1. Il materiale 2. Le connessioni 3. Le membrature Acciai qualificati vedi Eurocodice 3 Sovraresistenza fu Ω0 = f y Def. a rottura ε t 20% Le strutture in acciaio 23

24 Parte I - L Ordinanza 3274 Regole di dettaglio (valide per ogni tipologia) Prerequisiti delle zone dissipative per il progetto duttile 1. Il materiale New γ ov = f y,m f y coefficiente di sovraresistenza del materiale Acciaio γ ov 2. Le connessioni S S S Le membrature f y,max 1.15 f y γ ov Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 24

25 Regole di dettaglio (Principi generali) Prerequisiti delle zone dissipative per il progetto duttile 1. Il materiale a) Saldature di I Classe b) Bulloni ad alta resist. (Classe 8.8 o 10.9) 2. Le connessioni c) Collegamenti dotati di adeguata sovraresistenza R d γ ov s R y 3. Le membrature R d resistenza di progetto de collegamento R y resistenza plastica della membratura collegata Le strutture in acciaio 25

26 Regole di dettaglio (Principi generali) Prerequisiti delle zone dissipative per il progetto duttile 1. Il materiale Web Outstand Internal Web Internal Outstand Web Internal Internal Instabilità locale 2. Le connessioni Flange Rolled I-section Flange Flange Hollow section Welded box section La snellezza locale b/t e la duttilità locale Duttilità locale associata alla Classif. delle Membrature New 3. Le membrature s = Tensione di instabilità locale f c, loc f y Tensione di snervamento Hp. Sezioni a doppio T f (λ w ; λ f ; L * ) λ w, λ f snellezze locali anima e flangia L * distanza tra il punto di nullo di M(x) e la cerniera plastica Le strutture in acciaio 26

27 Regole di dettaglio (Principi generali) Prerequisiti delle zone dissipative per il progetto duttile 1. Il materiale Web Outstand Internal Web Internal Outstand Web Internal Internal Instabilità locale 2. Le connessioni Flange Rolled I-section Flange Flange Hollow section Welded box section La snellezza locale b/t e la duttilità locale 3. Le membrature Classe membratura Duttili Plastiche Parametro s s 1,2 1,0 < s < 1,2 Fattore Ψ R 1,00 0,75 Snelle s 1 Ord. della P.C. n ,50 Le strutture in acciaio 27

28 Parte I - L Ordinanza 3274 Regole di dettaglio (valide per ogni tipologia) Parti tese delle zone dissipative 1. Il materiale Web Outstand Internal Web Internal Outstand Web Internal Internal Instabilità locale 2. Le connessioni 3. Le membrature Flange Rolled I-section Flange Hollow section Flange Welded box section La snellezza locale b/t e la duttilità locale Duttilità locale associata alla Classif. delle Membrature Duttilità locale associata alla Classificazione delle Sezioni f t parti tese sempre duttili s = min ;1. 25 Behaviour Tensione di Cross instabilità sectional Classe Ductility Ref, value of Required cross factor q locale Parametro class λ class q factor sectional class f w, λ f snellezze s Fattore locali Ψ f y membratura R c, loc s = q < 6 Class A f (λ 1.5 < q 2 Class 2 or 3 DCM q < f w ; λ f ; L * anima e flangia Duttili ) s 1,2 1,00 A f net 4y Class y B 2 L * distanza q 4 tra Class il punto 1 or γ Plastiche 1,0 < s < 1,2 0,75 di ov Tensione A q < 2 di snervamento Class f C DCH q > 4 Class 1 u A Snelle = area lorda plastica s 1 0,50 Hp. ECCS Sezioni n.54 a doppio T pren EN Ord. della P.C. n 3274 A net = area netta in corrispondenza dei fori nullo di M(x) e la cerniera Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 28

29 La classificazione dell Ordinanza Sezioni duttili (M cr > M pl ) Sezioni plastiche (M y < M cr < M pl ) M M pl M y S>1.2 1<S<1.2 Sezioni snelle (M cr > M y ) S<1 α = fattore di forma della sezione ~ 1.2 χ Le strutture in acciaio 29

30 Regole di dettaglio (Principi generali) Classificazione delle sezioni f u = tensione ultima; f y = tensione di snervamento; b f = larghezza delle flange; L*= distanza tra il punto di nullo del diagramma del momento e la cerniera plastica (zona dissipativa); dove: t f = lo spessore delle flange t w = lo spessore dell'anima dove: d w = l'altezza dell'anima; A = area della sezione; A w =area dell'anima; ρ = N sd /A f y =rapporto fra lo sforzo normale di progetto e lo sforzo normale plastico. Le strutture in acciaio 30

31 Parte I - L Ordinanza 3274 Regole di dettaglio (valide per ogni tipologia) Per sezioni diverse In mancanza di una più precisa valutazione di s, si può fare riferimento al criterio di classificazione dell EC3 duttili le sezioni appartenenti alla classe 1; plastiche le sezioni appartenenti alle classi 2 e 3; snelle le sezioni appartenenti alla classe 4. Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 31

32 Regole di dettaglio (Principi generali) Fe 360 LAMINATI SALDATI Confronto tra le procedure di classificazione SEZIONE CLASSE PROFILO HEA HEB HEM IPE ISE HSU HSA HSE HSL DUTTILE PLASTICA SNELLA A 1 B 2 3 C 4 S275 Fe 430 LAMINATI SALDATI S355 Fe 510 LAMINATI SEZIONE CLASSE PROFILO HEA HEB HEM IPE ISE HSU HSA HSE HSL HSH SEZIONE CLASSE PROFILO HEA HEB HEM IPE ISE DUTTILE PLASTICA SNELLA A 1 B 2 3 C 4 x DUTTILE PLASTICA SNELLA A 1 B 2 3 C 4 HSH Normativa italiana ( ) e l Eurocodice 3 ( ) SALDATI HSU HSA HSE HSL HSH Le strutture in acciaio 32

33 Parte I - L Ordinanza 3274 Regole di dettaglio (valide per ogni tipologia) Fondazioni Il valore di progetto delle azioni deve essere coerente con l ipotesi di formazione di zone plastiche al piede delle colonne, tenendo conto della resistenza reale che tali zone sono in grado di sviluppare Diaframmi orizzontali È necessario verificare che i diaframmi ed i controventi orizzontali siano in grado di trasmettere nel loro piano ai diversi elementi sismo-resistenti verticali da essi collegati le forze derivanti dalla analisi di insieme dell edificio moltiplicate per un fattore di amplificazione pari ad α u /α 1 Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 33

34 REGOLE DI DETTAGLIO PER STRUTTURE INTELAIATE (MRF) Le strutture in acciaio 34

35 Ord. N.3274 (Edifici in acciaio): Regole di dettaglio comuni per gli MRF (alta e bassa duttilità) Regole di dettaglio comuni Sovraresitenza del collegamento Collegamenti Trave-Colonna M j,rd γ ov s M b,rd Resistenza delle travi Collegamenti colonna fondazione Resistenza a taglio delle colonne dove: M j,rd è la resistenza flessionale di progetto dei collegamenti trave-colonna M b,rd è la resistenza flessionale di progetto delle travi collegate s si valuta assumendo L*= L/2 e r = 0 Le strutture in acciaio 35

36 Ord. N.3274 (Edifici in acciaio): Regole di dettaglio comuni per gli MRF (alta e bassa duttilità) Regole di dettaglio comuni Collegamenti Trave-Colonna Resistenza delle travi Controllo del degrado sulla resistenza e capacità rotazionale delle cerniere plastiche per effetto contemporaneo di: Flessione M < M Sd pl, Rd Collegamenti colonna fondazione Sforzo assiale N Sd < 0.15 N pl, Rd Resistenza a taglio delle colonne Taglio V + V 0. 5 V g, Sd M, Sd pl, Rd dove M Sd e N Sd sono i valori di progetto del momento flettente e dello sforzo assiale risultanti dall'analisi strutturale M pl,rd N pl,rd e V pl,rd sono i valori delle resistenze plastiche di progetto, flessionale, assiale e tagliante V g,sd è la sollecitazione di taglio di progetto dovuta alle azioni non-sismiche V M,Sd è la forza di taglio dovuta all applicazione dei momenti resistenti Le strutture in acciaio 36

37 Ord. N.3274 (Edifici in acciaio): Regole di dettaglio comuni per gli MRF (alta e bassa duttilità) Regole di dettaglio comuni Sovraresitenza del collegamento Collegamenti Trave-Colonna Resistenza delle travi M Sd = γ ov ( s ρ ) M pl, Rd ρ = N A Sd f y Collegamenti colonna fondazione Resistenza a taglio delle colonne Dove M Sd è il momento flettente di progetto del collegamento M pl,rd è il momento plastico di progetto della sezione delle colonne ρ è il valore adimensionale dello sforzo assiale Le strutture in acciaio 37

38 Ord. N.3274 (Edifici in acciaio): Regole di dettaglio comuni per gli MRF (alta e bassa duttilità) Regole di dettaglio comuni Collegamenti Trave-Colonna Resistenza delle travi Collegamenti colonna fondazione Controllo a taglio della colonna V Sd 0.5 V pl, Rd Sovraresitenza del pannello nodale M pl, Rd V wp, Rd 1 h t b f h b H t f h b Resistenza a taglio delle colonne dove: ΣM pl,rd = sommatoria dei momenti plastici delle travi; h b = altezza della sezione della trave; H = altezza interpiano; V wp,rd = resistenza di progetto pannello nodale. Le strutture in acciaio 38

39 Parte I - L Ordinanza 3274 Regole di dettaglio per gli MRF ad alta duttilità: Il principio I telai ad alta duttilità sono progettati mediante criteri semplificati per il controllo del meccanismo di collasso. Rientra in tale ambito il criterio di gerarchia trave-colonna ZONE DISSIPATIVE ZONE NON DISSIPATIVE TRAVI COLONNE E COLLEGAMENTI ADEGUATA RESISTENZA E DUTTILITA SUFFICIENTE SOVRARESISTENZA (20%) j In corrispondenza di ogni nodo, le resistenze di progetto delle colonne devono essere maggiori delle sollecitazioni che si possono verificare nelle stesse nell ipotesi che le travi abbiano raggiunto la loro resistenza flessionale ultima. Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 39

40 Parte I - L Ordinanza 3274 Regole di dett. per gli MRF ad alta dutt. : Condizione di plasticizzazione della trave Per la j-esima trave M Aliquota di momento dovuta ai carichi non sismici b, ult,j = γov s j Mb,pl, j = Mb,G + α j Mb,S Resistenza ultima della trave Aliquota di momento dovuta alle forze sismiche di progetto α j = γ ov s j M M b,pl, j b,s M b,g Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 40

41 Parte I - L Ordinanza 3274 Regole di dettaglio per gli MRF ad alta duttilità: Il valore di α α j α = γ min ov s i M M b,pl,i b,s M b,g ; q Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 41

42 Parte I - L Ordinanza 3274 Regole di dett. per gli MRF ad alta dutt. : Il criterio di gerarchia Il criterio di gerarchia trave-colonna si ritiene soddisfatto quando per le colonne convergenti in ogni nodo risulta verificata la disuguaglianza M c, Rd,red = Mc,Rd (Nc,b:ult ) Nc,G + α Mc,S N c,b:ult = N c,g + α N c,s V c,sd = V c,sd,g + α V c,sd,e Il rispetto della stessa non è necessario al piano superiore degli edifici multipiano e nel caso degli edifici monopiano. Occorre in ogni caso verificare che in ogni nodo risulti i M c,rd,red γ ov i s i M b,pl,rd,i Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 42

43 REGOLE DI DETTAGLIO PER STRUTTURE CON CONTROVENTI CONCENTRICI (CBF) Le strutture in acciaio 43

44 Ord. N.3274 (Edifici in acciaio): Regole di dettaglio comuni per I CBF (alta e bassa duttilità) Sovraresistenza dei collegamenti delle diagonali R j,d dove: γ ov pl,rd R j,d è la resistenza di progetto del collegamento s N Pr of. R. La nd olf o Parte III: Progettazio ne antisismica delle strutture in acciaio Progettazione antisismica delle strutture in acciaio e miste acciaio- cls 44 N pl,rd è la resistenza plastica di progetto della diagonale collegata Le strutture in acciaio 44

45 Parte I - L Ordinanza 3274 Regole di dettaglio comuni per I CBF (alta e bassa duttilità) A A + + A A 0.05 Pr of. R. La nd olf o Parte III: Progettazio ne antisismica delle strutture in acciaio Progettazione antisismica delle strutture in acciaio e miste acciaio- cls 45 Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 45

46 Parte I - L Ordinanza 3274 Regole di dettaglio comuni per I CBF (alta e bassa duttilità) La modellazione delle diagonali Nei controventi concentrici la principale fonte di dissipazione risiede nelle aste diagonali soggette a trazione in campo plastico. Pertanto nell applicazione del criterio di gerarchia delle resistenze il contributo delle diagonali compresse non va considerato. Tuttavia, la presenza delle diagonali compresse può essere portata in conto per determinare le proprietà di vibrazione in campo elastico (frequenze, modi), nonché le forze sismiche di progetto, avendo cura di verificare la stabilità delle diagonali compresse. Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 46

47 Parte I - L Ordinanza 3274 Regole di dettaglio comuni per I CBF (alta e bassa duttilità) La resistenza delle diagonali In entrambi i casi, quando la diagonale compressa è instabilizzata, occorre anche verificare che le aste tese siano in grado di resistere da sole alla forze sismiche di progetto precedentemente determinate. Nei controventi a V devono essere sempre considerate sia le diagonali tese che quelle compresse. Le travi intersecate dalle membrature di controvento devono essere in grado di sostenere i carichi verticali assumendo che il controvento non sia presente. Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 47

48 Ord. N.3274 (Edifici in acciaio) Regole di dettaglio per I CBF ad alta duttilità: Il principio I controventi concentrici devono essere progettati in maniera tale che la plasticizzazione delle diagonali tese abbia luogo prima della plasticizzazione o della instabilità delle travi o delle colonne e prima del collasso dei collegamenti. ZONE DISSIPATIVE ZONE NON DISSIPATIVE DIAGONALI TESE COLONNE, TRAVI E COLLEGAMENTI ADEGUATA RESISTENZA E DUTTILITA SUFFICIENTE SOVRARESISTENZA (20%) SISMA TESA COMPRESSA Le strutture in acciaio 48

49 Ord. N.3274 (Edifici in acciaio) Regole di dettaglio per I CBF ad alta duttilità: Condizione di plasticizzazione della diagonale Per la j-esima diagonale Aliquota di sforzo normale dovuta ai carichi non sismici γ ov s N d,pl = N d,g + α j N d,s Resistenza plastica della diagonale tesa Aliquota di sforzo normale dovuta alle forze sismiche di progetto α j = γ ov s j N N d,pl d,s N d,g Se N d,g = 0 Le strutture in acciaio 49

50 Parte I - L Ordinanza 3274 Regole di dettaglio per I CBF ad alta duttilità: Il valore di α α j α = γ min ov s i N N Sd,i pl,rd,i ; q Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 50

51 Parte I - L Ordinanza 3274 Regole di dettaglio per I CBF ad alta duttilità: Il criterio di gerarchia Il criterio di gerarchia si ritiene soddisfatto quando per le travi e le colonne convergenti in ogni nodo risulta verificata la disuguaglianza N Rd (M Sd ) N Sd,G + α N Sd,E Nel caso dei controventi a V la trave dove convergono le diagonali deve essere verificata per l azione concentrata dovuta allo squilibrio derivante dagli sforzi trasmessi dalla diagonale tesa in condizioni ultime e dalla diagonale compressa instabilizzata (0.3 N pl,rd ). Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 51

52 REGOLE DI DETTAGLIO PER STRUTTURE CON CONTROVENTI ECCENTRICI (EBF) Le strutture in acciaio 52

53 Ord. N.3274 (Edifici in acciaio): Regole di dettaglio comuni per I EBF (alta e bassa duttilità) Classificazione dei LINK Corti e 1.6 Intermedi: M l, Rd 1.6 V l, Rd e 3 M V l, Rd l, Rd M V l, Rd l, Rd Link corti V Pr of. R. La nd olf o Link lunghi Parte III: Progettazio ne antisismica delle strutture in acciaio Progettazione antisismica delle strutture in acciaio e miste acciaio- cls 53 Lunghi e 3 M V l, Rd l, Rd M Le strutture in acciaio 53

54 Ord. N.3274 (Edifici in acciaio): Regole di dettaglio comuni per I EBF (alta e bassa duttilità) Resistenza Ultima dei LINK Corti e 1.6 M V l, Rd l, Rd M = e V u l, Rd V = 1. 5 V u l, Rd M = 1. 5 M u l, Rd Lunghi e 3 M V l, Rd l, Rd V u = 2 M l, Rd e Le strutture in acciaio 54

55 Ord. N.3274 (Edifici in acciaio) Regole di dettaglio per I EBF ad alta duttilità: Il principio I controventi eccentrici si fondano sull'idea di irrigidire i telai per mezzo di diagonali eccentriche che dividono la trave in due o più parti. La parte più corta in cui la trave risulta suddivisa viene chiamata «link» ed ha il compito di dissipare l'energia sismica attraverso deformazioni plastiche cicliche taglianti e/o flessionali. ZONE DISSIPATIVE L Ordinanza 3274 LINK ADEGUATA RESISTENZA E DUTTILITA ZONE NON DISSIPATIVE DIAGONALI COLONNE, TRAVI E COLLEGAMENTI SUFFICIENTE SOVRARESISTENZA (20%) Le strutture in acciaio 55

56 Parte I - L Ordinanza 3274 M lk, ult V Regole di dettaglio per I EBF ad alta duttilità: Condizione di plasticizzazione del link lk, ult = γ ov = γ s M ov V lk,pl lk,pl = = V M lk,g lk,g + + α α V M V M lk,s lk,s Resistenza ultima a taglio del link Aliquota di momento dovuta ai carichi non sismici Aliquota di taglio dovuta alle forze sismiche di progetto α M = M lk,ult M M lk,s lk,g α V = V lk,pl V V lk,s lk,g α = min { α, } V α M Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 56

57 Parte I - L Ordinanza 3274 Regole di dettaglio per I EBF ad alta duttilità: Il valore di α k min α α = = γ min γ min ov ov V u,i V M V Sd,E,i u,i M Sd,E,i M Sd,G,i Sd,G,i ; q ; q Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 57

58 Parte I - L Ordinanza 3274 Regole di dettaglio per I EBF ad alta duttilità: Il criterio di gerarchia Il criterio di gerarchia si ritiene soddisfatto quando per le colonne, le travi e la diagonale convergenti in ogni link risulta verificata la disuguaglianza N Rd (M Sd ) N Sd,G + α N Sd,E I «link» vengono denominati «corti» quando la plasticizzazione avviene per taglio; «lunghi» quando la plasticizzazione avviene per flessione; «intermedi» quando la plasticizzazione è un effetto combinato di taglio e flessione. La classificazione è basata sul valore del rapporto M lk,rd /V lk,rd Le strutture in acciaio: Ordinanza e Stati Limite 58

59 CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE Capacità portante delle membrature MSL Metodo agli stati limite Presupposti Comportamento dell ordinanza dissipativo PARTE ACCIAIO Resistenza dei collegamenti Le strutture in acciaio 59

60 IUSS Press Pavia Le strutture in acciaio 60