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7.2.6. Criteri di modellazione della struttura e dell'azione sismica¶
Indice interno
- Norma
- Modello della struttura
- Orizzontamenti rigidi
- Eccentricità accidentale
- Azione sismica
- Circolare
- C7.2.6. Criteri di modellazione della struttura e dell'azione sismica
Norma¶
Modello della struttura¶
Il modello della struttura deve essere tridimensionale, dotato di un numero di gradi di libertà sufficiente a descriverne la distribuzione spaziale di massa, rigidezza e resistenza, con particolare attenzione nei casi in cui siano prevedibili importanti effetti torsionali.
Per le strutture in c.a. e per le strutture in muratura si devono adottare, in assenza di analisi specifiche, rigidezze pari al 50% di quelle dei corrispondenti elementi non fessurati. Analogamente, per strutture composte acciaio-calcestruzzo, la rigidezza della sezione composta va ridotta al 50% in assenza di analisi più dettagliate.
Orizzontamenti rigidi¶
I solai possono essere considerati infinitamente rigidi nel loro piano, a condizione che siano realizzati in cemento armato ovvero in latero-cemento con soletta in c.a. di spessore non inferiore a 40 mm, purché le aperture presenti non ne riducano significativamente la rigidezza.
Eccentricità accidentale¶
Per tenere conto della variabilità spaziale del moto sismico, nonché delle incertezze nella localizzazione delle masse, al centro di massa deve essere attribuita un'eccentricità accidentale rispetto alla sua posizione quale deriva dal calcolo. Per le costruzioni di tipo "edificio", l'eccentricità accidentale in ogni direzione non può essere considerata inferiore a 0,05 volte la dimensione media dell'edificio misurata perpendicolarmente alla direzione di applicazione dell'azione sismica.
Azione sismica¶
L'azione sismica può essere modellata mediante:
a) forze statiche equivalenti (analisi statica lineare o non lineare);
b) spettri di risposta (analisi dinamica modale);
c) storie temporali di accelerazione del terreno (analisi dinamica al passo).
Per le analisi lineari, lo spettro di risposta di progetto si ottiene dividendo lo spettro di risposta elastico per il fattore di comportamento \(q\) (v. § 7.3.1).
Le condizioni di applicabilità dei diversi metodi di analisi sono indicate al § 7.3.
Circolare¶
C7.2.6. Criteri di modellazione della struttura e dell'azione sismica¶
Modellazione della struttura¶
Gli orizzontamenti devono essere dotati di opportuna rigidezza e resistenza nel piano e essere collegati in maniera efficace alle membrature verticali che li sostengono, affinché possano assolvere la funzione di diaframma rigido ai fini della ripartizione delle forze orizzontali tra le membrature verticali stesse. Particolare attenzione va posta quando gli orizzontamenti abbiano forma molto allungata o comunque non compatta; in quest'ultimo caso, occorre valutare se le aperture presenti, specie se localizzate in prossimità dei principali elementi resistenti verticali, non riducano significativamente la rigidezza.
Gli orizzontamenti possono essere considerati infinitamente rigidi nel loro piano se, modellandone la deformabilità nel piano, le variazioni degli spostamenti di tutti i punti appartenenti al piano in esame non differiscono tra loro per più del 10%. Tale condizione può ritenersi generalmente soddisfatta nei casi specificati nelle NTC (§ 7.2.6), salvo porre particolare attenzione quando gli orizzontamenti siano sostenuti da elementi strutturali verticali (per es. pareti) di notevole rigidezza e resistenza.
Quando gli orizzontamenti possono essere considerati infinitamente rigidi nel loro piano, le masse e le inerzie rotazionali di ogni piano possono essere concentrate nel suo centro di gravità.
Ai fini di una corretta valutazione della risposta strutturale, la norma richiede che, nel rappresentare la rigidezza flessionale e a taglio dei singoli elementi di muratura, calcestruzzo, acciaio-calcestruzzo, si tenga conto della fessurazione. La norma prevede che, in assenza di analisi specifiche, la rigidezza degli elementi fessurati non sia assunta minore del 50% delle corrispondenti rigidezze non fessurate. Valori minori possono essere assunti a fronte di specifiche valutazioni adeguatamente motivate.
La norma precisa che in ogni caso, nella valutazione della rigidezza degli elementi fessurati, si debba tenere conto dello stato limite considerato e dell'influenza della sollecitazione assiale permanente.
Per gli elementi in calcestruzzo armato si può, in maniera semplificata, adottare un coefficiente riduttivo della rigidezza denominato coefficiente di fessurazione \(\alpha_f\), da applicare sia alla rigidezza flessionale sia alla rigidezza a taglio di ciascun elemento. Tale coefficiente è espresso in funzione del carico assiale \(N\) e del fattore di comportamento \(q\) adottati per la progettazione allo SLV.
Nelle Figure C7.2.5 (a) e C7.2.5 (b), \(q\) rappresenta il fattore di comportamento, \(N\) lo sforzo normale dovuto ai soli carichi verticali nella combinazione sismica, \(A_c\) l'area della sezione, \(f_{cd}\) la resistenza a compressione del calcestruzzo.
Figura C7.2.5 — Dipendenza di \(\alpha_f\) dal carico assiale \(N\) e dal fattore di comportamento \(q\).
Modellazione dell'azione sismica¶
Per semplicità di analisi è possibile descrivere la variabilità spaziale del moto e l'aleatorietà dell'effettivo baricentro delle masse e delle rigidezze attraverso lo spostamento del centro di massa dalla sua posizione originaria nella direzione delle due componenti orizzontali e in ambo i versi. In alternativa è consentito (§7.3.3) applicare un momento torcente valutato a partire dalla risultante orizzontale della forza agente al piano, determinata come in § 7.3.3.2, moltiplicata per l'eccentricità accidentale del baricentro delle masse rispetto alla sua posizione di calcolo, determinata come in § 7.2.6.
Nel valutare gli effetti dell'eccentricità accidentale, si dovranno considerare, ovviamente, gli effetti concomitanti delle due componenti dell'azione sismica, utilizzando le regole di combinazione indicate al § 7.3.5.