Toreno, Maurizio (2013) I controventi concentrici ad X nelle strutture metalliche: Progettazione, modellazione e analisi strutturale. [Tesi di dottorato]

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Abstract

Il presente lavoro di tesi ha come principale obiettivo quello di analizzare e successivamente valutare gli effetti dell’applicazione del “capacity design” (attuale filosofia progettuale antisismica delle strutture) ai controventi concentrici ad X (XCBF). Sulla base delle criticità emerse dall’analisi delle indicazioni normative contenute nella norma europea UNI EN 1998 – “Eurocodice 8 - Progettazione delle strutture per la resistenza sismica” (EC8) è stata sviluppata una metodologia progettuale alternativa (di seguito chiamata Approccio proposto P.A.), che, pur modificando lievemente alcune prescrizioni progettuali imposte dall’EC8, ovvero le limitazioni sui valori della snellezza adimensionale delle diagonali e del fattore di sovraresistenza delle diagonali, preserva le caratteristiche di resistenza e duttilità derivanti dall’ applicazione delle regole del “capacity design”. Al fine di valutare le prestazioni sismiche delle strutture progettate secondo l’approccio proposto (P.A.) e confrontarle con quelle ottenibili con l’applicazione dell’EC8, sono stati esaminati 450 differenti casi di studio ottenuti mediante variazione parametrica di: maglia strutturale, numero di piani, numero di controventi disposti in pianta, tipologie di sezioni, caratteristiche meccaniche dell’acciaio. Il comportamento sismico di tutte le strutture così progettate (sia approccio EC8 che P.A.) è stato esaminato in campo non lineare mediante analisi statiche e dinamiche. I risultati di tale confronto, espressi mediante diversi parametri di prestazione strutturale, quali peso, fattori di sovraresistenza, sovraresistenza globale, domanda/capacità di duttilità locale e globale, dimostrano che l’approccio proposto consente: (a) di ridurre la sovraresistenza globale non necessaria derivante dall’applicazione del capacity design secondo l’EC8; (b) di conseguire una ottimizzazione della progettazione strutturale; (c) di assicurare una buona duttilità locale e globale del controvento; (d) di avere una maggiore “flessibilità” nella progettazione. Infine, i risultati progettuali ottenuti applicando la procedura proposta ed il capacity design secondo l’ EC8 sono stati confrontati, da un punto di vista prestazionale ed economico, con i risultati ottenuti sostituendo ai tradizionali controventi ad X dispositivi ad instabilità impedita (BRB). Le soluzioni con BRB, da un punto di vista prestazionale, consentono maggiori capacità dissipative (plasticizzazione pressoché contemporanea dei controventi) e, da un punto di vista economico, portano a risultati paragonabili all’uso di controventi tradizionali.

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