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Travian

Analisi Pushover Estesa ( USO DI PROGRAMMA  

 edisis  2000) per l'analisi fai Richiesta ---> studio@deberardis.it

 

I recenti sviluppi della normativa tecnica hanno posto l'analisi statica nonlineare, nota anche come analisi pushover, in un ruolo di primaria importanza nell'ambito della progettazione antisismica. In particolare, con tale analisi è possibile conseguire due importanti obiettivi:

  • calcolare con maggiore affidabilità il fattore di struttura da utilizzare nelle tradizionali analisi elastico-lineari;
  • valutare la capacità sismica di edifici nuovi o esistenti mediante la verifica di alcuni stati limite di interesse.

Il primo obiettivo, il calcolo cioè del fattore di struttura, ottenuto attraverso l'analisi pushover, permette di migliorare l'affidabilità dell'analisi elastico-lineare. Uno degli aspetti più delicati della modellazione elastico-lineare è rappresentato infatti dalla necessità di valutare gli effetti nonlineari della risposta strutturale e di condensarli nel fattore di struttura, da cui dipendono le accelerazioni sismiche spettrali associate ai singoli modi di vibrazione. Considerata la funzione chiave che il fattore di struttura riveste nella definizione delle azioni sismiche, non è consigliabile limitarsi a valutarlo in base alla sola descrizione qualitativa della struttura (tipologia strutturale, del numero di piani, ecc.), come pure suggerito dalla stessa normativa, in mancanza di valutazioni più precise. La correlazione euristica su cui si basa questa valutazione, anche se fornisce indicazioni utili in media, non da reali garanzie che l'azione sismica così calcolata non possa risultare fortemente sovrastimata o anche pericolosamente sottostimata. 
Il secondo obiettivo mira ad estendere anche a strutture intelaiate quello che da tempo si applica nell'analisi di edifici in muratura in zona sismica, utilizzare cioè l'analisi pushover per quantificare la sicurezza della struttura nei confronti di alcuni stati limite predefiniti, corrispondenti al raggiungimento dello stato limite di Danno (SLD), di Salvaguardia vita (SLV) e del Collasso strutturale (SLC).

Alla luce di queste disposizioni, la nuova versione Edisis 9.x dà ampio spazio allo sviluppo dell'analisi pushover, in modo tale da consentire:

  • una stima più accurata del fattore di struttura,
  • il riconoscimento di eventuali meccanismi di collasso fragile,
  • la verifica degli stati limite di interesse (SLD, SLV e SLC).

L'analisi è condotta applicando sulla struttura i carichi statici quasi-permanenti ed una distribuzione variabile di accelerazioni sismiche agenti in una direzione prefissata. Si instaura quindi un processo incrementale in cui l'azione sismica viene amplificata proporzonalmente, fino al raggiungimento del collasso. Gli elementi resistenti sono considerati a comportamento elasto-platico, a duttilità limitata e per essi sono valutate le rotazioni limiti allo snervamento e al collasso, secondo le indicazioni contenute nella Opcm 3274 e nelle Istruzioni per l'applicazione delle NTC 2008.

Nel corso dell'analisi sono riconosciuti i seguenti stati limite:

  • stato limite di danno (SLD), segnalato dal primo raggiungimento dello scorrimento limite di interpiano, in corrispondenza di una delle maglie di telaio marcate per tale verifica nel foglio Travi;
  • stato limite di salvaguardia vita (SLV), segnalato dal primo raggiungimento di una predefinita aliquota della rotazione di collasso in qualche elemento;
  • stato limite di collasso (SLC), segnalato da una caduta di carico pari al 15% del valore massimo raggiunto.

Consapevoli del fatto che analisi di questo tipo non rientrano nelle abituali procedure utilizzate finora nella pratica professionale, abbiamo cercato di rendere quanto più agevole possibile il compito del progettista nella intepretazione dell'analisi, predisponendo mappe di impegno a toni di colore e grafici per la sintesi dei risultati conseguiti, capaci di fornire un quadro informativo completo e di facile lettura.

L'analisi pushover si avvia dal foglio riportato in figura, nel quale è possibile impostare alcuni parametri specifici: le forme di distribuzione dell'accelerazione sismica, il numero di direzioni angolari per l'azione sismica, il fattore riduttivo di duttilità per elementi principali e per pareti, il fattore riduttivo di duttilità per carenza di dettagli sismici e per per carenza di confinamento, la riduzione della duttilità limite per lo stato limite di Salvaguardia vita.

Ad analisi conclusa, nei riquadri sottostanti verrano riportati i risultati principali ottenuti per i tre stati limite di verifica, come la accelerazione al suolo (domanda e capacità), il rapporto di duttilità (richiesta/capacità), la stima del fattore di struttura con due diverse modalità: in funzione del rapporto di sovraresistenza o calcolato in base alla verifica di duttilità pushover


 
Per ogni analisi eseguita si costruisce una curva di equilibrio (accelerazione-spostamento), sulla quale sono chiaramente evidenziati i punti che rappresentano gli stati limite SLD, SLV e SLC. La curva è quindi schematizzata con un sistema bilineare equivalente e si calcolano le accelerazioni di picco al suolo ammissibili (pgaSLD, pgaSLV, pgaSLC) per gli stati limite di interesse.

Il riconoscimento delle verifiche è facilitato da istogrammi a lettura immediata, che pongono a confronto le pga ammissibili e le corrispondenti accelerazioni di progetto. Una informazione rilevante che si può ricavare dall'osservazione di una curva pushover è l'escursione tra l'accelerazione massima raggiunta (au) e quella al limite elastico (a1), da cui dipende il cosiddetto rapporto di sovraresistenza au/a1 utilizzabile ai fini di una migliore caratterizzazione del fattore di struttura q. In questa accezione, un risultato conseguito mediante l'analisi statica non lineare può essere utilizzato per migliorare l'affidabilità dell'analisi lineare.

Altre informazioni importanti per individuare i meccanismi di collasso possono essere ricavate dalla vista animata delle deformate in corrispondenza dello stato limite di Salvaguardia vita. Le animazioni sono visibili per ogni analisi eseguita, al variare quindi della direzione sismica e della distribuzione delle accelerazioni sull'altezza.

Ancora nel modello solido è possibile esaminare la mappa dell'impegno raggiunto negli elementi in corrispondenza degli stati limite SLD, SLV e SLC. Per lo stato limite di danno l'impegno è costituito dal rapporto fra lo scorrimento orizzontale raggiunto nella maglia di telaio (spostamento relativo di interpiano) e lo scorrimento limite assegnato. Per gli stati limite di salvaguardia vita e collasso l'impegno è rappresentato dal rapporto fra la duttilità raggiunta e quella disponibile.
vista solido
La gradazione di colore che va dal blu (basso impegno) al rosso (impegno alto) consente di individuare gli elementi più impegnati, in corrispondenza dei quali si attingono i valori limiti: spostamento di interpiano per lo SLD, deformazione plastica per gli stati limite SLV e SLC.