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4.3.2 Analisi strutturale

Indice interno

• Norma
• 4.3.2.1 Classificazione delle sezioni
• 4.3.2.2 Metodi di analisi globale
  • 4.3.2.2.1 Analisi lineare elastica
  • 4.3.2.2.2 Analisi plastica
  • 4.3.2.2.3 Analisi non lineare
• 4.3.2.3 Larghezze efficaci
• 4.3.2.4 Effetti delle deformazioni
• 4.3.2.5 Effetto delle imperfezioni
• Circolare
• C4.3.2 Analisi strutturale
• C4.3.2.1 Classificazione delle sezioni

Norma

4.3.2.1 Classificazione delle sezioni

La classificazione delle sezioni composte si esegue secondo i criteri del §4.2.3, applicati alle singole componenti della sezione. Le sezioni di classe 1 e 2 consentono l'utilizzo di metodi di calcolo plastici; le sezioni di classe 3 e 4 richiedono metodi elastici.

Per le sezioni di classe 1 e 2, affinché sia possibile sviluppare la resistenza plastica, l'armatura \(A_s\) disposta nella soletta di calcestruzzo deve essere in acciaio B450C e soddisfare le seguenti condizioni:

\[A_s \geq \rho_s \cdot A_c \tag{4.3.1.a}\]

dove \(A_c\) è l'area della sezione di calcestruzzo della soletta, e il rapporto minimo di armatura \(\rho_s\) è:

\[\rho_s = \frac{235}{f_{sk}} \cdot 10^{-3} \tag{4.3.1.b}\]

con \(f_{sk}\) espressa in MPa.

4.3.2.2 Metodi di analisi globale

Per l'analisi globale delle strutture composte può essere utilizzata l'analisi elastica lineare anche quando la resistenza delle sezioni viene valutata con metodi plastici. L'analisi elastica può essere condotta tenendo conto degli effetti della fessurazione del calcestruzzo mediante correzioni opportune.

Per considerare la fessurazione del calcestruzzo si possono utilizzare due metodi:

• Metodo 1 (semplificato): si utilizza la rigidezza \(EJ_2\) (sezione fessurata, solo armatura) per una lunghezza pari al 15% della luce su ciascun lato degli appoggi interni, e la rigidezza \(EJ_1\) (sezione non fessurata) nel resto della struttura.
• Metodo 2 (iterativo): si esegue prima un'analisi con rigidezza \(EJ_1\) uniforme; nelle zone in cui la tensione di trazione nel calcestruzzo supera \(2{,}0 f_{ctm}\), si sostituisce \(EJ_1\) con \(EJ_2\) e si ripete l'analisi.

Tabella 4.3.I — Limiti di ridistribuzione dei momenti per analisi elastica

Tipo di analisi	Classe 1	Classe 2	Classe 3	Classe 4
Analisi non-fessurata	40	30	20	10
Analisi fessurata	25	15	10	0

4.3.2.2.1 Analisi lineare elastica

Nell'analisi elastica occorre tenere conto della viscosità del calcestruzzo mediante il coefficiente di omogeneizzazione \(n\):

\[n = \frac{E_a}{E_{c,eff}}\]

dove \(E_a\) è il modulo elastico dell'acciaio strutturale e \(E_{c,eff}\) è il modulo elastico efficace del calcestruzzo che tiene conto degli effetti viscosi. Per azioni di lunga durata si può assumere \(E_{c,eff} = E_{cm}/3\); per azioni di breve durata \(E_{c,eff} = E_{cm}\).

In alternativa si può utilizzare per tutti gli effetti un valore unico:

\[n = 2 \cdot \frac{E_a}{E_{cm}}\]

4.3.2.2.2 Analisi plastica

L'analisi plastica globale può essere utilizzata per strutture che soddisfano contemporaneamente le seguenti condizioni:

• tutti gli elementi strutturali sono in acciaio o composti;
• tutte le sezioni plastiche sono di classe 1;
• le connessioni sono in grado di sviluppare la rotazione plastica richiesta.

4.3.2.2.3 Analisi non lineare

Per l'analisi non lineare si applicano le disposizioni del §4.2.3.3.

4.3.2.3 Larghezze efficaci

La larghezza efficace della soletta collaborante per le travi composte è:

\[b_{eff} = b_0 + b_{e1} + b_{e2} \tag{4.3.2}\]

dove \(b_0\) è la distanza tra gli assi dei connettori (o la larghezza del profilo per piattabanda superiore), e ciascun contributo laterale vale:

\[b_{ei} = \min\!\left(\frac{L_e}{8},\, b_i\right)\]

con \(b_i\) distanza dall'asse dell'anima al bordo libero della soletta (o alla mezzeria dello spazio tra travi adiacenti) e \(L_e\) distanza tra i punti di momento nullo.

Per gli appoggi di estremità la larghezza efficace diventa:

\[b_{eff} = b_0 + \beta_1 b_{e1} + \beta_2 b_{e2} \tag{4.3.3}\]

con:

\[\beta_i = \frac{0{,}55 + 0{,}025 \cdot L_e / b_{ei}}{1} \leq 1{,}0\]

4.3.2.4 Effetti delle deformazioni

Gli effetti del secondo ordine possono essere trascurati quando il fattore di carico critico elastico soddisfa:

\[\alpha_{cr} \geq 10 \tag{4.3.4}\]

4.3.2.5 Effetto delle imperfezioni

Le imperfezioni geometriche equivalenti delle aste composte compresse possono essere trascurate nell'analisi globale quando:

\[\bar{\lambda} \leq 0{,}5 \cdot \sqrt{\frac{N_{pl,Rk}}{N_{Ed}}} \tag{4.3.5}\]

In caso contrario occorre introdurre le imperfezioni geometriche equivalenti secondo le prescrizioni del §4.2.

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Circolare

C4.3.2 Analisi strutturale

C4.3.2.1 Classificazione delle sezioni

La classificazione di una sezione composta acciaio-calcestruzzo può farsi con riferimento alla sola sezione metallica, adottando quindi come classe quella meno favorevole delle parti metalliche.

In ogni caso, una piattabanda metallica, efficacemente collegata ad una soletta di calcestruzzo mediante connettori soddisfacenti alle condizioni date nel § 4.3.4.1 delle NTC, può essere classificata in classe 1.

Una piattabanda metallica di una sezione parzialmente rivestita di calcestruzzo può essere classificata in accordo con la Tabella C4.3.I. In una sezione parzialmente rivestita di calcestruzzo, il calcestruzzo che circonda l'anima dovrebbe essere efficacemente collegato alla sezione metallica e dovrebbe impedire l'instabilità dell'anima o della piattabanda compressa verso l'anima.

Tabella C4.3.I - Classificazione di piattabande compresse in profilati o in sezioni saldate parzialmente rivestiti