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7.5.2. Tipologie strutturali e fattori di comportamento

Indice interno

Norma

7.5.2.1. Tipologie strutturali

Le strutture sismoresistenti in acciaio si classificano nelle seguenti tipologie:

a) Strutture intelaiate: strutture in cui la resistenza alle azioni orizzontali è affidata principalmente alla resistenza flessionale delle membrature e alla rigidezza dei nodi trave-colonna.

b) Strutture con controventi concentrici: strutture in cui la resistenza alle azioni orizzontali è affidata principalmente alla resistenza assiale delle diagonali di controvento. Si distinguono in:

  • controventi a diagonale tesa attiva (controventi a croce di S. Andrea, schema ad X);
  • controventi a V (o a Λ invertita);
  • controventi a K (non ammessi per strutture dissipative).

c) Strutture con controventi eccentrici: strutture in cui la resistenza alle azioni orizzontali è affidata a controventi in cui almeno un estremo della diagonale è collegato alla trave anziché al nodo trave-colonna, creando un segmento di trave detto "elemento di connessione" (link).

d) Strutture a mensola o a pendolo inverso: strutture nelle quali almeno il 50% della massa è nel terzo superiore dell'altezza.

e) Strutture intelaiate con controventi concentrici: strutture miste in cui le azioni orizzontali sono assorbite sia dal telaio che dai controventi concentrici.

f) Strutture intelaiate con tamponature: strutture intelaiate completate da tamponature duttili in muratura, la cui resistenza è considerata nel dimensionamento.

Fig. 7.5.1 — Tipologie strutturali in acciaio

7.5.2.2. Fattori di comportamento

Il fattore di comportamento \(q\) è dato da:

\[q = q_0 \cdot K_R\]

dove \(K_R = 1\) per costruzioni regolari in elevazione e \(K_R = 0{,}8\) per costruzioni non regolari in elevazione.

I valori di \(q_0\) sono i seguenti:

Strutture intelaiate:

  • CD"B": \(q_0 = 4{,}0\)
  • CD"A": \(q_0 = 5 \cdot \alpha_u / \alpha_1\)

Strutture con controventi concentrici a diagonale tesa attiva (X):

  • CD"B": \(q_0 = 4{,}0\)
  • CD"A": \(q_0 = 4{,}0\)

Strutture con controventi concentrici a V:

  • CD"B": \(q_0 = 2{,}0\)
  • CD"A": \(q_0 = 2{,}5\)

Strutture con controventi eccentrici:

  • CD"B": \(q_0 = 4{,}0\)
  • CD"A": \(q_0 = 5 \cdot \alpha_u / \alpha_1\)

Strutture a pendolo inverso:

  • CD"B": \(q_0 = 2{,}0\)
  • CD"A": \(q_0 = 2 \cdot \alpha_u / \alpha_1\)

Strutture intelaiate con controventi concentrici:

  • CD"B": \(q_0 = 4{,}0\)
  • CD"A": \(q_0 = 4 \cdot \alpha_u / \alpha_1\)

Il rapporto \(\alpha_u / \alpha_1\) vale:

  • \(1{,}1\) per strutture a portale a una campata;
  • \(1{,}2\) per strutture a portale a più campate;
  • \(1{,}1\) per strutture a controventi eccentrici a una campata;
  • \(1{,}2\) per strutture a controventi eccentrici a più campate;
  • \(1{,}0\) per strutture a pendolo inverso.

Valori superiori possono essere utilizzati purché ottenuti da analisi non lineari, con il limite \(\alpha_u / \alpha_1 \leq 1{,}6\).

Circolare

C7.5.2. Tipologie strutturali e fattori di comportamento

C7.5.2.1. Tipologie strutturali

Nelle strutture a telaio le zone dissipative devono essere localizzate principalmente all'estremità delle travi e/o nei nodi trave-colonna in modo tale da dissipare efficacemente l'energia sismica attraverso cicli flessionali inelastici. La localizzazione delle cerniere plastiche nelle strutture a telaio dovrebbe seguire le distribuzioni indicate nella Figura C7.5.1 a seconda della soluzione strutturale realizzata.

È possibile, inoltre, formare le cerniere plastiche nelle colonne, ma solo nelle seguenti parti:

  • alla base della struttura a telaio (a, b, c, d, e);
  • in sommità delle colonne all'ultimo piano dell'edificio (b e c in alternativa alle travi della copertura);
  • alla base ed alla sommità delle colonne nelle strutture ad un unico piano (d).

Figura C7.5.1 — Configurazioni dissipative di strutture intelaiate

Figura C7.5.1 — Configurazioni dissipative di strutture intelaiate: disposizione delle cerniere plastiche, secondo le tipologie esposte nella Tabella 7.3.II del § 7.3.1 delle NTC.

Una tipologia dissipativa ad un piano, in cui le cerniere plastiche sono localizzate nelle travi ed alla base delle colonne (tipo a, Figura C7.5.1), è caratterizzata da maggiori proprietà dissipative rispetto alle strutture del tipo d (Figura C7.5.1). Infatti, gran parte della capacità dissipativa della struttura è fornita dalle cerniere plastiche delle travi, soggette a sforzi normali trascurabili: per tale ragione il fattore di comportamento \(q_0\) è pari a \(5\alpha_u/\alpha_1\) per il tipo (a) ed a \(2\alpha_u/\alpha_1\) per il tipo (d) e per il tipo (e).

In genere nel calcolo del fattore di comportamento, si assume per il coefficiente di sovra resistenza \(\alpha_u/\alpha_1\) il valore proposto nel § 7.5.2.2. Tale valore, però, può essere determinato utilizzando metodi di analisi non lineari quali l'analisi dinamica non-lineare oppure l'analisi statica non-lineare (§ 7.3.4.1 e § 7.3.4.2). Ad ogni modo, durante la progettazione tale coefficiente non può assumere valori maggiori di 1,6, anche nel caso si ottengano valori più elevati a seguito di analisi non-lineari.