CONFRONTO FRA ANALISI NON LINEARI STATICHE E DINAMICHE ESEGUITE SECONDO L EUROCODICE 8

Transcript

1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II FACOLTÀ DI INGEGNERIA DIPARTIMENTO DI ANALISI E PROGETTAZIONE STRUTTURALE CONFRONTO FRA ANALISI NON LINEARI STATICHE E DINAMICHE ESEGUITE SECONDO Magliulo, G., Maddaloni, G., Cosenza, E.

2 Confronto tra i metodi di progetto di normativa: Elastico con analisi dinamica modale; Analisi statica non lineare; Analisi dinamica non lineare. Confronto fra programmi di calcolo per analisi non lineari Osservazioni in merito all utilizzo dell input sismico per le analisi a dinamiche non lineari.

3 CARATTERISTICHE DELL EDIFICIO ANALIZZATO situato in zona sismica 1 (a g =0.35 g) e su un olo di categoria B (stiff( soil) type 1 il progetto è realizzato in alta duttilità =5.85 i materiali impiegati sono un cls f ck =30 /mm 2 e un acciaio f yk =450 N/mm 2 robabile standard europeo nel futuro; valore nfermato dai risultati di 222 prove eseguite presso il oratorio del dipartimento di Scienza delle struzioni della facoltà di Ingegneria di Napoli ederico II ) Sd [g] Spetto di progetto Spettro elastico T [s] rigidezza delle travi ridotta alla metà per ten conto della fessurazione e quella dei pilast integra Pilastri sovradimensionati: Per rispettare la Gerarchia delle Resistenze Per soddisfare la verifica allo SLD Pilastri 1 liv.. = 40 x 65 cm Rastremazione di 5 cm a piano Travi 1 liv. = 40 x 60 cm Travi 2 liv.. = 40 x 55 cm Travi 3 e 4 liv.= 40 x 50 cm

4 ANALISI STATICHE NON LINEARI t.slu=spostamento di target allo SLU t.slc=spostamento di target allo SLC SD=spostamento ultimo 3/ 4 θ u NC=spostamento di collasso ( ω ') ( ω) 0,225 0,35 yw 1 max 0,01; L αρsx 0, 016 ( 0,3 ν v f ) 25 c θu = fc 1, 25 γel max 0, 01; h θ u f 100ρd ( ) α u =0,288 Curva pushover Xinf+ t.slu 0,0140 0,0210 t.slc 0,0219 SD d c /Htot NC 0,0286 Fb/Wtot α u =0, Curva pushover Ydx+ 0,0130 t.slu 0,0160 SD 0,0194 0,0200 t.slc NC d c /Htot

5 ANALISI DINAMICHE NON LINEARI Per le analisi spaziali il numero di gruppi di accelerogrammi deve essere almeno pari a 3. Nel caso si utilizzano almeno 7 diversi gruppi di accelerogrammi i gli effetti sulla struttura (spostamenti, etc.) potranno essere rappresentati dalle medie dei valori massimi ottenuti dalle analisi; nel caso di un numero inferiore si farà riferimento ai valori massimi. ota 1: Per gruppo si intende l insieme delle due componenti orizzontali e verticale del terremoto. ota 2: La componente verticale è considerata solo in casi particolari che non rientrano nell esempio in esame. TERREMOTI USATI Northern and central Iran, Iran, 16/09/1978 (cod ) Montenegro, Yugoslavia, 15/04/1979 (cod ) Montenegro, Yugoslavia, 15/04/1979 (cod ) Montenegro (aftershock), Yugoslavia, 24/05/1979 (cod Campano lucano, Italy, 23/11/1980 (cod ) South Iceland, Iceland, 17/06/2000 (cod ) South Iceland (aftershock), Iceland, 21/06/2000 (cod )

6 ANALISI DINAMICHE NON LINEARI Osservazioni: Sono In ogni stati analisi utilizzati dinamica 7 gruppi non lineare, di accelerogrammi sono stati applicati per cui simultaneamente le richieste ieste sismiche le 2 possono componenti essere orizzontali ottenute dell accelerogramma facendo la media delle (gruppo). 7 richieste sismiche massime ottenute durante le singole analisi temporali. Sono state effettuate 28 analisi dinamiche non lineari poichè si è fatta un analisi per ogni coppia di accelerogrammi (7 coppie) e per ognuna delle 4 posizioni del centro delle masse (A ( A, A,, B, B ). ). La richiesta sismica (spostamento massimo sommitale dell edificio,duttilità locali delle sezioni, rotazioni plastiche) deriva dal massimo delle richieste medie ottenute da ognuna delle quattro posizioni del centro delle masse. 7 ADNL 7 ADNL 7 ADNL 7 ADNL alore medio dei massimi Valore medio dei massimi Valore medio dei massimi Valore medio dei massi

7 CONFRONTO N 1 CONFRONTO TRA LE ANALISI NON LINEARI RISULTATI 4 combinazioni 4 combinazioni 4 combinazioni 4 combinazioni B' A' B' A'' A'' B'' A' B'' Valore max duttilità richiesta (pushover) VS 7 ADNL 7 ADNL 7 ADNL 7 ADNL alore medio dei massimi Valore medio dei massimi Valore medio dei massimi Valore max duttilità richiesta (ADNL) VS Valore medio dei massi

8 CONFRONTO N RISULTATI Duttilità disponibile Pilastri Y Pilastri X Serie :Travi ADNL 2:Travi P.O. 3:Travi Disponibilità 4:Pilastri X ADNL 5:Pilastri X P.O. 6:Pilastri X Disponibilità 7:Pilastri Y ADNL Travi 3 2 8:Pilastri Y P.O. 9:Pilastri Y Disponibilità 1 uttilità richiesta ADNL P.O Duttilità=D θ =θ max / θ y La disponibilità locale è maggiore della richiesta sismica in ogni o sezione.

9 RISULTATI ONFRONTO N 1 (in termini di rapporto tra duttilità richiesta e disponibile) Analisi statica non lineare Analisi dinamica non lineare I rapporti delle analisi statiche non lineari risultano essere in ogni sezione ell edificio maggiori di quelli delle analisi dinamiche non lineari.

10 CONFRONTO N 2 CONFRONTO TRA LE ANALISI NON LINEARI RISULTATI 4 combinazioni 4 combinazioni 4 combinazioni 4 combinazioni B' A' B' A'' A'' B'' A' B'' Valore max duttilità richiesta (Pushover) VS 7 ADNL 7 ADNL 7 ADNL 7 ADNL Valore massimo dei massimi Valore massimo dei massimi Valore massimo dei massimi Valore massimo dei massimi Valore max duttilità richiesta (ADNL) VS

11 CONFRONTO N RISULTATI Duttilità disponibile Pilastri Y Pilastri X Travi Serie :Travi ADNL 2:Travi P.O. 3:Travi Disponibilità 4:Pilastri X ADNL 5:Pilastri X P.O. 6:Pilastri X Disponibilità 7:Pilastri Y ADNL 8:Pilastri Y P.O. 9:Pilastri Y Disponibilità uttilità richiesta P.O. ADNL Duttilità=D θ = θ max / θ y La disponibilità locale in alcune sezioni risulta essere inferiore alla richiesta sismica derivante dalle ADNL (questo accade per tutte le sezioni alla base dei pilastri).

12 RISULTATI ONFRONTO N 2 (in termini di rapporto tra duttilità richiesta e disponibile) Analisi statica non lineare Analisi dinamica non lineare La richiesta sismica predetta dalle analisi pushover è in molte sezioni minore della ichiesta sismica data dalle ADNL. La disponibilità locale di tutte le sezioni alla base risulta essere e inferiore della

13 CONFRONTO N 3 (spostamenti) CONFRONTO TRA LE ANALISI NON LINEARI RISULTATI Confronto tra le domande sismiche (in termini di spostamenti massimi simi in sommità dell edificio) derivanti dalle analisi non lineari statiche e dinamiche (considerando sia i valori massimi tra i valori medi per i 7 gruppi di terremoti che i massimi tra i massimi). Dispacement ADNL Dispacement ADNL Dispacement P.O. Ux(v.medi) Uy(v.medi) Ux(v.max) Uy(v.max) Ux Uy Xinf Xsup Ydx Ysx max Lo spostamento massimo predetto nelle 2 direzioni dalle analisi pushover risulta essere maggiore dello spostamento dato dalle ADNL se si considerano i valori medi mentre risulta essere inferiore considerando i valori massimi. Lo spostamento massimo predetto nelle 2 direzioni dalle ADNL (valori( medi) risulta essere circa la metà dello spostamento dato dalle ADNL (valori( massimi).

14 CONCLUSIONI Un edificio progettato mediante lo spettro di risposta secondo norma n risulta verificato sia usando l analisi statica che dinamica non lineare. Il metodo N2 è capace di fornire una stima a vantaggio di sicurezza della risposta sismica delle strutture rigide torsionalmente in termini di duttilità locale massima delle sezioni delle colonne e delle travi e in termini di spostamenti massimi dei centri di massa. La determinazione della domanda sismica considerando il valore massimo m conduce a delle conclusioni diverse rispetto al caso in cui si utilizzi u il valore medio.

15 Grazie per l attenzione