Fasi dell`analisi

Costruire con l’acciaio in zona sismica in
accordo alle NTC 2008
Applicazioni con PRO_SAP
2S.I. s.r.l.
Ing. Tommaso Mariacci
[email protected]
www.2si.it
Ing. Gennj Venturini
[email protected]
201104
Fasi dell’analisi







Definizione del sistema costruttivo
Definizione dello schema strutturale
Dimensionamento di massima e
modellazione
Analisi dei carichi e analisi sismica
Controllo dei risultati
Progettazione degli elementi strutturali
Generazione degli esecutivi
___
2
1
Definizione del sistema costruttivo


Le prescrizioni di norma variano a seconda
del sistema costruttivo dell’edificio da
progettare
In particolare si fa riferimento a:





Costruzioni con
Costruzioni con
Costruzioni con
calcestruzzo;
Costruzioni con
Costruzioni con
struttura in cemento armato;
struttura in acciaio;
struttura composta in acciaio e
struttura in muratura.
struttura in legno
___
3
Definizione dello schema strutturale
Le strutture sismo-resistenti in acciaio possono essere distinte, in
accordo con il loro comportamento, nelle seguenti tipologie
strutturali:
a) Strutture intelaiate: composte da telai che resistono alle
forze orizzontali con un comportamento prevalentemente
flessionale.
b) Strutture con controventi concentrici: nei quali le forze
orizzontali sono assorbite principalmente da membrature soggette
a forze assiali.
c) Strutture con controventi eccentrici
d) Strutture a mensola o a pendolo inverso
e) Strutture intelaiate con controventi concentrici
f) Strutture intelaiate con tamponature
___
2
Edifici misti


Le NTC definiscono diversi sistemi
costruttivi, nel caso di edifici misti è
necessario individuare una sola
tecnologia resistente alle azioni
sismiche .
Ad esempio in un edificio muratura con
alcuni pilastri in acciaio assegnare ai
pilastri la proprietà “asta”, così la
muratura porterà l’intera azione
sismica.
___
Modellazione della struttura
 Identificati
gli schemi strutturali ed
effettuato il dimensionamento di
massima, si può procedere con la
modellazione.
 Sarà necessario inserire nell’archivio
delle sezioni di PRO_SAP i risultati del
predimensionamento.
___
6
3
Archivio delle sezioni
Inserito l’archivio delle sezioni il
programma identificherà
automaticamente la classe della sezione
per le verifiche. È possibile assegnare la
classe anche manualmente.
___
7
Dimensionamento di massima



Le norme tecniche per le costruzioni pongono l’accento
sull’importanza del dimensionamento di massima finalizzato
anche al controllo dei risultati ottenuti attraverso l’analisi con
l’elaboratore.
Nel capitolo 10 si legge:
“Spetta al progettista il compito di sottoporre i risultati delle
elaborazioni a controlli che ne comprovino l’attendibilità. Tale
valutazione consisterà nel confronto con i risultati di semplici
calcoli, anche di larga massima, eseguiti con metodi tradizionali
e adottati, ad esempio, in fase di primo proporzionamento della
struttura. Inoltre, sulla base di considerazioni riguardanti gli
stati tensionali e deformativi determinati, valuterà la
consistenza delle scelte operate in sede di schematizzazione e di
modellazione della struttura e delle azioni. Nella relazione
devono essere elencati e sinteticamente illustrati i controlli
svolti, quali verifiche di equilibrio tra reazioni vincolari e carichi
applicati, comparazioni tra i risultati delle analisi e quelli di
valutazioni semplificate, etc.”
___
8
4
Modellazione della struttura
 Dopo
aver impostato gli archivi si può
procedere con la modellazione.
 Sono disponibili 3 metodologie di input:
 Inserimento
dei nodi e degli elementi
 Utilizzo dei generatori
 Import di un architettonico
 Brevi
cenni sulla modellazione
___
9
Analisi dei carichi



L’analisi dei carichi secondo le n.t.c
distingue due tipi di permanenti:
G1 pesi propri + permanenti
compiutamente definiti
G2 permanenti non compiutamente
definiti (ad es. tramezze)
___
5
Analisi dei carichi
Paragrafo 2.6
___
Definizione dei carichi dei solai
Nell’archivio dei solai è
necessario definire:
 G1: pp+p def= pesi propri +
permanenti compiutamente
definiti
 G2:o non def= permanenti
non compiutamente definiti
(ad es. tramezze)
 Sovr. var (o neve)= carichi
variabili o da neve sul solaio
 Coeff. psi0, psi1, psi2
(definiti nella tabella 2.5.I
del DM08)
___
6
Definizione dei carichi dei solai
___
Azione sismica

PRO_SAP consente di effettuare le verifiche
in conformità alle NTC:
___
14
7
Analisi sismiche disponibili





Con PRO_SAP è possibile effettuare 3
tipi di analisi:
Analisi statica lineare
Analisi dinamica lineare
Analisi statica non lineare
A breve anche dinamica non lineare
(smorzatori, dissipatori)
___
Tipi di analisi sismiche - Esk
L’analisi statica
lineare
(paragrafo 7.3.2
D.M. 2008)
consiste
nell’applicazione di
un sistema di forze
statiche
(equivalenti alle
forze di inerzia
indotte dall’azione
sismica).
___
16
8
Tipi di analisi sismiche - Esk

Par. 7.3.2: Può essere effettuata “per le
sole costruzioni la cui risposta sismica, in
ogni direzione principale, non dipenda
significativamente dai modi di vibrare
superiori”

Par 7.3.3.2: Può essere effettuata “a
condizione che il periodo del modo di vibrare
principale nella direzione in esame (T1) non
superi 2,5 TC o TD e che la costruzione sia
regolare in altezza.”
___
Analisi statica lineare (Esk)
Da utilizzarsi quando le strutture sono
sufficientemente regolari e semplici
 Distribuzione di forze orizzontali che
rappresentano, in modo semplificato, l’effetto del
primo modo di vibrare
Quando applicabile, l’analisi statica fornisce risultati
cautelativi rispetto alla dinamica modale (10-30%
più alti)

___
18
9
Analisi statica lineare (Esk)
___
19
Analisi statica lineare (Esk)
___
20
10
Tipi di analisi sismiche - Edk
L’analisi dinamica lineare 7.3.2 è il metodo
d’analisi lineare di riferimento per determinare gli
effetti dell’azione sismica
consiste:
- nella determinazione dei modi di vibrare della
costruzione (analisi modale)
- nel calcolo degli effetti dell’azione sismica,
rappresentata dallo spettro di risposta di
progetto, per ciascuno dei modi di vibrare
individuati (analisi spettrale)
- nella combinazione degli effetti.
___
21
Tipi di analisi sismiche - Edk
Devono essere considerati tutti i modi con
massa partecipante significativa. È opportuno a
tal riguardo considerare tutti i modi con massa
partecipante superiore al 5% e comunque un
numero di modi la cui massa partecipante
totale sia superiore all’85%.
___
11
Analisi dinamica (Edk)

Analisi modale  Determinazione delle forme modali
e dei periodi propri della struttura sulla base delle
masse e delle rigidezze
___
23
Analisi dinamica (Edk)

Analisi spettrale  Calcolo della risposta della
struttura attraverso lo spettro (in termini di forze,
spostamenti, sollecitazioni)
___
24
12
Analisi dinamica spettrale (Edk)
Vb,j è il taglio alla base
corrispondente a
ciascun modo
Dove:
Se(T) è l’ordinata
spettrale al tempo T
Mj* è la massa efficace
del modo

___
25
Analisi dinamica (Edk)

La deformata è espressa come combinazione
delle singole deformate modali
___
26
13
Definizione dei carichi sismici



In base alle caratteristiche dell’edificio si
determina il tipo di analisi da effettuare
(Edk o Esk)
E’ necessario definire i casi di carico
sismici in ciascuna delle due direzioni
orizzontali (alfa = 0 e alfa = 90).
Per ogni caso di carico bisogna
assegnare un’eccentricità aggiuntiva
positiva e negativa.
[Dati di carico  Casi di Carico]
___
27
Eccentricità aggiuntiva
Paragrafo 7.6.2: Per tenere conto della
variabilità spaziale del moto sismico, nonché di
eventuali incertezze nella localizzazione delle
masse, al centro di massa deve essere attribuita
una eccentricità accidentale rispetto alla sua
posizione quale deriva dal calcolo.
Per i soli edifici ed in assenza di più accurate
determinazioni l’eccentricità accidentale in ogni
direzione non può essere considerata inferiore a
0,05 volte la dimensione dell’edificio (5%)
misurata perpendicolarmente alla direzione di
applicazione dell’azione sismica. Detta
eccentricità è assunta costante, per entità e
direzione, su tutti gli orizzontamenti.
___
28
14
Stati limite previsti dalle NTC

-
Le NTC prevedono
Stato
Stato
Stato
Stato
Limite
Limite
Limite
Limite
di
di
di
di
Operatività (SLO)
Danno (SLD)
salvaguardia della Vita (SLV)
prevenzione del Collasso (SLC)
SLO serve per il controllo degli spostamenti di strutture strategiche (si veda par.
7.3.7.1).
SLC serve per la verifica di edifici esistenti e di edifici con isolatori sismici
___
Definizione dei carichi sismici

Come minimo per una abitazione servono 8
casi di carico:
SLV
con alfa = 0 ed eccentricità positiva
SLV con alfa = 0 ed eccentricità negativa
SLV con alfa = 90 ed eccentricità positiva
SLV con alfa = 90 ed eccentricità negativa
SLD con alfa = 0 ed eccentricità positiva
SLD con alfa = 0 ed eccentricità negativa
SLD con alfa = 90 ed eccentricità positiva
SLD con alfa = 90 ed eccentricità negativa
 PRO_SAP inserisce in automatico i suddetti carichi
30
se la tabella dei casi di
___ carico è vuota.
15
Definizione dei carichi sismici
Paragrafo
7.2.1 Sisma verticale:
 La
componente verticale deve essere considerata solo
in presenza di elementi pressoché orizzontali con luce
superiore a 20 m, elementi precompressi (con
l’esclusione dei solai di luce inferiore a 8 m), elementi a
mensola di luce superiore a 4 m, strutture di tipo
spingente, pilastri in falso, edifici con piani sospesi,
ponti, costruzioni con isolamento nei casi specificati in §
7.10.5.3.2 e purché il sito nel quale la costruzione
sorge non ricada in zona 3 o 4.
___
31
Spettri di progetto e duttilità


Dallo spettro elastico si determina lo
spettro di progetto per lo Stato Limite
Ultimo riducendolo del fattore di
struttura q
Il valore di q è fornito dalla normativa è
funzione dei materiali, delle tipologie
strutturali, del grado di iperstaticità e
della duttilità attesa.
___
32
16
Spettri di progetto secondo NTC
Il fattore di struttura q è importantissimo
perché le sollecitazioni sulla struttura sono
inversamente proporzionali a q
 Sistema costruttivo più duttile  q più
grande  forze sismiche inferiori.
 Sistema costruttivo meno duttile (ad
esempio edificio in muratura)  q più
piccolo  forze sismiche maggiori.
 Non regolarità in altezza  q più piccolo 
forze sismiche maggiori
___
33
Regolarità in altezza
La regolarità in altezza consente di
assegnare KR=1 (per il calcolo del
fattore di struttura q) .
La regolarità in altezza consente di
effettuare analisi statiche. (per gli edifici in
muratura l’analisi statica si può fare anche per edifici non regolari in
altezza)
___
17
Irregolarità dell’edificio: conseguenze
Se l’edificio non è regolare in altezza:
 Non è consentita l’analisi statica lineare
(tranne per gli edifici in muratura)
 Nel calcolo del fattore di struttura q è
fondamentale assegnare il valore di KR. Per
questo motivo nei dati per l’analisi era stato
assegnato un q denominato di “fattore di
struttura iniziale”. Una volta definite le masse
sismiche si hanno le informazioni utili per
aggiornare (se necessario) q.
 Per gli edifici non regolari il coefficiente di
struttura q è più basso:
KR = 0.8
___
35
Calcolo del fattore di struttura q
 Paragrafo
7.3.1 - Generale
 q = q0 * KR
q0 dip dal tipo di struttura e da αu/α1
 KR =1 per costruzioni regolari in altezza
 KR = 0.8 per costruzioni NON regolari
 N.B.: se l’edificio non è regolare in
pianta devo prendere per αu/α1 la media
tra 1 e i valori in tabella per le varie
tipologie costruttive

___
36
18
Calcolo del fattore di struttura q
 Par.
7.5 Costruzioni d’acciaio
La resistenza delle membrature e dei collegamenti deve essere valutata in
accordo con le regole presentate nella vigente normativa, integrate dalle
regole di progettazione e di dettaglio fornite dal § 7.5.4 al § 7.5.6.
Nel caso di comportamento strutturale non dissipativo la resistenza delle
membrature e dei collegamenti deve essere valutata in accordo con le regole
di cui al § 4.2. delle presenti norme, non essendo necessario soddisfare i
requisiti di duttilità.
Nel caso di comportamento strutturale dissipativo le strutture devono
essere progettate in maniera tale che le zone dissipative si sviluppino ove la
plasticizzazione o l’instabilità locale o altri fenomeni di degrado dovuti al
comportamento isteretico non influenzano la stabilità globale della struttura.
Nelle zone dissipative, al fine di assicurare che le stesse si formino in accordo
con quanto previsto in progetto, la possibilità che il reale limite di
snervamento dell’acciaio sia maggiore del nominale deve essere tenuta in
conto attraverso un opportuno coefficiente di sovraresistenza del materiale
gRd, definito al § 7.5.1.
Le parti non dissipative delle strutture dissipative ed i collegamenti tra le parti
dissipative ed il resto della struttura devono possedere una sovraresistenza
sufficiente a consentire lo sviluppo della plasticizzazione ciclica delle parti
dissipative.
___
37
Calcolo del fattore di struttura q


Con PRO_SAP è possibile progettare
strutture non dissipative assegnando
q=1. Il programma calcolerà gli elementi
strutturali e i giunti applicando il cap.4
senza applicare la gerarchia delle
resistenze.
Con PRO_SAP è possibile progettare
strutture dissipative assegnando q>1.
Il programma calcolerà gli elementi
strutturali e i giunti applicando le regole
per la gerarchia delle resistenze previste
dal cap.7 per strutture intelaiate e per
strutture con controventi concentrici.
___
19
Calcolo del fattore di struttura q
Al
passo 3 della definizione dei carichi sismici
è possibile lanciare un programma per il calcolo
di q  bottone Aiuto …
___
Calcolo del fattore di struttura q
 Par.

7.5.2.2 Strutture in acciaio
Tali valori di q0 sono da intendersi validi a patto che vengano
rispettate le regole di progettazione e di dettaglio fornite dal
§7.5.4 al § 7.5.6.
___
40
20
Definizione spettri in PRO_SAP

In figura sono rappresentati:



Lo spettro per lo Stato limite di
Danno (in rosso)
Lo spettro di progetto per lo SLV
(in blu)
Calcolati dal programma
attraverso il comando:
[Dati di carico  Casi di carico sismici]
___
41
Spettri di progetto secondo NTC
Per la definizione degli
spettri di progetto secondo
le NTC è necessario
conoscere la latitudine e la
longitudine della zona in cui
si trova la struttura da
verificare. Ad esempio:
FERRARA:
Lat.:11.618
Long.:44.836
___
42
21
Spettri di progetto secondo NTC
Tipo di costruzione:
Vita Nominale
•Opere provvisorie […]
•Opere ordinarie[…]
•Grandi opere[…]
Classe d’uso:
presenza occasionale di persone
• normali affollamenti […]
• affollamenti significativi […]
• con funzioni pubbliche[…]
Vita di
Riferimento
VR = VN · CU
Periodo di Ritorno
Probabilità di
superamento PVR:
Stati limite di
esercizio
Stati limite
ultimi
SLO  81%
SLD  63%
SLV  10%
SLC  5%
Nelle tabelle dell’allegato A con latitudine, longitudine e periodo di ritorno è
possibile individuare i parametri degli spettri: ag, Fo, T*C
___
43
Accelerazione al suolo

Con PRO_SAP è possibile calcolare in
automatico longitudine, latitudine e tempo di
ritorno per i casi di carico  “pericolosità
sismica”
___
44
22
Spettri di progetto secondo NTC
Per l’inserimento delle coordinate
geografiche è possibile:
 Imputare il comune di appartenenza
delle edificio  il programma
assegnerà automaticamente latitudine
e longitudine
 Imputare manualmente latitudine e
longitudine reperite su internet
___
Spettri di progetto secondo NTC
___
46
23
Spettri di progetto secondo NTC

Categoria di suolo e categoria
topografica determinano la forma dello
spettro.
___
47
Spettri di progetto


Equazioni per lo spettro elastico (par
3.2.3.2.2)
Per lo spettro di progetto si assegna
q=1/eta (par. 3.2.3.5)
___
48
24
Spettri di progetto




PRO_SAP assegna in automatico i valori dei parametri
degli spettri in base ai dati assegnati in precedenza.
Nella cornice «fattore di struttura» è possibile assegnare
il valore di q
qx e qy sono calcolabili con il comando «aiuto…»
qz vale 1,5 da normativa
49
___
Eccentricità aggiuntiva
Paragrafo 7.2.3
Qualora la distribuzione di elementi non strutturali elementi
sia fortemente irregolare in pianta, gli effetti di tale
irregolarità debbono essere valutati e tenuti in conto. Questo
requisito si intende soddisfatto qualora si incrementi di un
fattore 2 l’eccentricità accidentale.
 Eccentricità X= Eccentricità Y=10%
Il numero dei modi di
vibrare deve essere
sufficiente a mobilitare
l’85% di massa in caso di
analisi dinamica.
Se la massa non è
sufficiente il programma
avverte del problema.
___
50
25
Definizione delle masse sismiche
___
51
Definizione delle masse sismiche

I moltiplicatori per la determinazione delle
masse sismiche dei carichi accidentali si
distinguono in:



Qsk e Qnk : il coefficiente moltiplicativo è posto pari ad 1 poiché i
coefficienti sono stati assegnati nell’archivio del carico del solaio
Qk generico:
è necessario introdurre il coefficiente
Nota: i carichi di tipo Qvk (azione del vento),
Qtk (azione termica), Pk (precompressione)
non vengono proposti in quanto il programma
automaticamente impone che non
contribuiscano alle masse sismiche.
___
52
26
Definizione delle masse sismiche
Nota
sui carichi su elementi D3:
I carichi di pressione non generano
massa sismica (il programma avverte con
un messaggio)
Nel caso si desideri inserire un carico su
un D3 che generi massa sismica bisogna
inserire un carico “variabile generale” e
spuntare l’opzione “usa per carico di
superficie”.
___
53
Combinazioni


La definizione delle combinazioni è
strettamente necessaria solo per la
progettazione degli elementi strutturali.
In ogni caso combinazioni possono
essere definite per il controllo delle
azioni assegnate alla struttura e per il
controllo dello stato tensio-deformativo
della stessa.
Il programma prevede combinazioni SLU senza sisma
e con sisma.
___
54
27
Combinazioni - paragrafo 2.5.3
___
55
Combinazioni
NTC, Paragrafo 7.3.5
Gli effetti sulla struttura (sollecitazioni,
deformazioni, spostamenti, ecc.) sono
combinati successivamente, applicando la
seguente espressione:
1,00×Ex + 0,30×Ey + 0,30×Ez
con rotazione dei coefficienti moltiplicativi e
conseguente individuazione degli effetti più
gravosi. La componente verticale verrà tenuta
in conto ove necessario (v. § 7.2.1).
___
56
28
Combinazioni
E’ possibile effettuare le
combinazioni sia con
approccio 1 e approccio 2
(paragrafo 2.6)
Tipicamente è necessario
inserire:






___
SLU stutt.
SL sismica (inserisce le
combinazioni SLO, SLD,
SLV, SLC)
SLE rare
SLE freq.
SLE perm
SLU accid (solo per le
verifiche di resistenza al
fuoco)
57
Combinazioni
Le combinazioni sono automatiche, è possibile
verificare e personalizzare i coefficienti di combinazione58
___
29
Esecuzione delle analisi



Nel caso di analisi statica è possibile passare
direttamente alla visualizzazione dei risultati.
Nel caso di analisi dinamica devono essere considerati
tutti i modi con massa partecipante significativa. È
opportuno a tal riguardo considerare tutti i modi con
massa partecipante superiore al 5% e comunque un
numero di modi la cui massa partecipante totale
sia superiore all’85%.
Per la combinazione degli effetti relativi ai singoli
modi deve essere utilizzata una combinazione
quadratica completa degli effetti relativi a ciascun
modo
___
59
Controllo risultati
Paragrafo 10.2 “giudizio motivato i
accettabilità dei risultati”
 Basandosi sui calcoli effettuati in fase di
dimensionamento di massima si controllano






sforzi normali nei pilastri
momenti flettenti nelle travi
taglio indotto dalle azioni sismiche
reazioni vincolari, …
si confronteranno coi calcoli manuali e si
allegheranno alla relazione
___
60
30
Controllo spostamenti SLD-SLO
7.3.7.2
Verifiche in termini di contenimento
del danno
Attivare una combinazione SLE (SLD o SLO)
Attivare
deformazioni  sismica 1000/H
(per strutture a pilastri)
Attivare
deformazioni  sismica 1000/H (nodi)
(per strutture a pareti, rendendo visibili solo i nodi che appartengono agli
implacati)
cliccando il bottone “MAX” il programma
si posiziona nella combinazione con il
valore massimo

___
61
Controllo spostamenti SLD-SLO
___
62
31
Controllo spostamenti SLD
Per
le costruzioni ricadenti in classe d’uso I e II si
deve verificare che l’azione sismica di progetto non
produca spostamenti eccessivi interpiano:
___
63
Controllo spostamenti SLD

Ad esempio:

per una struttura che ha tamponamenti collegati
rigidamente alla struttura che interferiscono con la
deformabilità, la verifica SLD è ok se
Sismica 1000/H < 5

per una struttura in muratura ordinaria, la verifica
SLD è ok se
Sismica 1000/H < 5
___
64
32
Controllo spostamenti SLO
Per
le costruzioni ricadenti in classe d’uso III e IV si deve
verificare che l’azione sismica di progetto produca […] spostamenti
interpiano ottenuti dall’analisi in presenza dell’azione sismica di
progetto relativa allo SLO (v. § 3.2.1 e § 3.2.3.2) inferiori ai 2/3
dei limiti in precedenza indicati.
x SLO dr<0,0033 h
x SLO dr<0,0067 h
x SLO dr<0,002 h
x SLO dr<0,0027 h
___
65
Controllo spostamenti SLV
Paragrafo
7.3.3.3
Gli spostamenti dE della struttura sotto l’azione
sismica di progetto allo SLV si ottengono
moltiplicando per il fattore i valori dE ottenuti
dall’analisi lineare, dinamica o statica, secondo
l’espressione seguente:
dE = ± μd·dEe
dove
μd = q se T1 ≥ TC
μd =1+(q -1)·TC /T1 se T1 < TC
In ogni caso μd ≤ 5q – 4.
___
66
33
Controllo spostamenti SLV
La
mappa delle traslazioni dei nodi allo
SLV, in PRO_SAP, rappresenta gli
spostamenti che derivano dall’analisi
(non amplificati).
Il valore di μd è disponibile in relazione,
nel capitolo delle analisi sismiche.
L’incremento è utilizzato in automatico
per il calcolo dell’effetto P-Delta.
___
67
Controllo spostamenti SLV:
effetto P-Delta
Paragrafo
7.3.1 Le non linearità geometriche sono
prese in conto, quando necessario, attraverso il fattore
θ appresso definito. In particolare, per le costruzioni
civili ed industriali esse possono essere trascurate
nel caso in cui ad ogni orizzontamento risulti:
θ < 0.1
Dove:
 
P dr
V h
Quando
θ è compreso tra 0,1 e 0,2 gli effetti delle non
linearità geometriche possono essere presi in conto
incrementando gli effetti dell’azione sismica
orizzontale di un fattore pari a 1/(1- θ);
θ non può comunque superare il valore 0,3.
___
68
34
Effetto P-delta

Per tener conto degli
effetti del secondo
ordine
(se 0.1< θ < 0.2)
si incrementano gli
effetti dell’azione
sismica del fattore
1/(1-θ)
___
69
Effetto P-delta

Per effettuare un’analisi dell’effetto p-delta con
PRO_SAP si procede in questo modo:




Contesto “visualizzazione risultati”
Modifica  comandi avanzati  analisi avanzate
Effetto p-delta  selezionare le combinazioni di
interesse (in cui siano presenti azioni orizzontali)
Nota bene: quando si applica l’effetto p-delta
devono essere visibili solo i nodi significativi per
l’analisi.
___
70
35
Effetto P-delta

Il comando
deformazioni 
effetto p-delta x (o
y) consente di
visualizzare il
risultato dell’analisi
(coefficiente θ)
___
71
Effetto P-delta
Nei criteri di progetto
l’opzione “includi
effetti del II Ordine”
consente di effettuare
una progettazione dei
pilastri che tenga in
conto del coeff. di
amplificazione
1/(1- θ)

___
72
36
VERIFICA ACCIAIO
Per gentile concessione:
Ing. Massimo Franchi
Ing. Ettore Ciarrocca
Ing. Carmine Mascolo
Per. Ind. Priore Domenico
___
73
VERIFICA ACCIAIO
La progettazione degli
elementi in acciaio viene
eseguita sulla base dei
criteri di progetto.
Il programma individua
automaticamente le luci
libere di travi e pilastri, ma
è anche possibile
assegnarli manualmente.
___
74
37
VERIFICA ACCIAIO
___
Verifica Acciaio
Si vedranno due applicazioni:
1. Edificio a comportamento strutturale
non dissipativo (q=1)
2. Edificio a comportamento strutturale
dissipativo (q=4)
Si considerano due edifici già modellati. I
controventi concentrici sono realizzati
come «asta tesa».
___
76
38
Struttura NON dissipativa
Il programma effettua sia
per le combinazioni con il
sisma che per le
combinazioni senza il
sisma le verifiche previste
dal capitolo 4
Tutte le verifiche sono
normalizzate: perché siano
soddisfatte devono risultare
<1
___
77
Struttura NON dissipativa
• Verifica V/T a taglio-torsione (OK SE < 1)
• In presenza di SOLO TAGLIO la resistenza a taglio vale
• In presenza di torsione la resistenza a taglio viene ridotta ed è data dalla
formula 4.2.25 per sezioni ad I o ad H o dalla 4.2.26 per sezioni cave.
___
78
39
Struttura NON dissipativa
• Verifica N/M a presso-flessione (OK SE < 1)
Per sezioni ad I o ad H di classe 1 e 2 doppiamente simmetriche, soggette a
tenso o presso-flessione biassiale viene applicata la verifica 4.2.39:
Per sezioni generiche viene applicata la verifica 4.2.40:
___
79
Struttura NON dissipativa
• Verifica a flessione (STABILITA’) (OK SE < 1)
Una trave con sezione ad I o H soggetta a flessione nel piano dell’anima, deve
essere verificata nei riguardi dell’instabilità flesso torsionale secondo la formula
Il momento resistente è valutato mediante la formula:
___
80
40
Struttura NON dissipativa
• Verifica a presso-flessione (STABILITA’ e SVERGOLAMENTO) (OK SE < 1)
La verifica è condotta secondo il paragrafo C4.2.4.1.3.3.1 Metodo A
81
___
Struttura NON dissipativa
• Tensione 4.2.5 (non compromette lo stato di verifica)
Rappresenta il valore della tensione espressa dalla formula 4.2.5 (sotto radice)
da confrontare con il valore di
Quindi, nel caso in esame, fyk= 2750 kg/cmq e gmo=1.05
confrontare il valore dato da Pro_Sap con 2619 Kg/cmq
___
devo
82
41
Struttura NON dissipativa
• Tensione C4.2.1 (non compromette lo stato di verifica)
Rappresenta il valore della tensione espressa dalla formula C4.2.1
___
83
VERIFICA ACCIAIO
• Verifica Vu e Mu mista (Ok se < 1)
La verifica della sezione mista viene
eseguita
solamente agli Stati Limite Ultimi.
L’attivazione dell’opzione “soletta cls” fa sì
che il
programma aggiunga due verifiche in fase
di
progettazione: la verifica Mu mista e la
verifica Vu
mista. Le restanti verifiche per l’acciaio
rimangono
invariate.
___
84
42
Struttura NON dissipativa
Il calcolo dei collegamenti è fatto sulla
base delle sollecitazioni senza prevedere
sovraresistenze
___
85
Struttura dissipativa
Nel caso di comportamento strutturale dissipativo
PRO_SAP fa la progettazione con la gerarchia delle
resistenze distinguendo 2 comportamenti:
• Nelle combinazioni SENZA il sisma fa le
verifiche previste dal capitolo 4 sull’acciaio.
• Nelle combinazioni CON il sisma fa le
verifiche previste dal capitolo 4 sull’acciaio,
considerando però le sollecitazioni
incrementate del fattore Ω secondo quanto
previsto dal DM 2008
• Vengono inoltre eseguite le verifiche del
paragrafo 7.5.4
___
86
43
Struttura dissipativa


PRO_SAP effettua il calcolo di edifici in acciaio
prevedendo anche la gerarchia delle resistenze.
La norma distingue diverse tipologie strutturali:
___
87
Struttura dissipativa

Per strutture intelaiate, al fine di tutelare i pilastri, si ha:
___
44
Struttura dissipativa

Per applicare la
gerarchia di
strutture
intelaiate è
necessario, PRIMA
di progettare,
cliccare il menu
Fattore Omega
7.5.4 e individuare
il valore minimo.
___
Struttura dissipativa
Nel menu delle
normative è possibile
specificare quale
paragrafo applicare
della norma ed
assegnare il
parametro
Dove:
___
45
Struttura dissipativa
 Nella
struttura in esame, la verifica N/M
CAP4 fornisce un rapporto massimo di
0.96 (arcarecci molto sfruttati):
___
91
Struttura dissipativa
 La
stessa verifica, con i valori
incrementati di Ω, fornisce un rapporto
più basso:
___
92
46
Struttura dissipativa
 Questo
proprio perché le verifiche del
CAP7 vengono eseguite SOLO per le
combinazioni sismiche e, nel caso degli
arcarecci, la neve non è presente con il
sisma (Ψ2=0)
___
93
Struttura dissipativa
Per le travi di acciaio è prevista una verifica di
gerarchia taglio-flessione.
___
47
Struttura dissipativa
Per edifici in acciaio vale, inoltre,
la stessa logica di gerarchia
che c’è per il C.A.:
Vpl=Mpl/Lv
 Lv=0  nessuna gerarchia
 Lv=1  gerarchia con la luce
dell’elemento D2
 Lv=220 (o un valore qualsiasi
in cm)  gerarchia con la luce
assegnata
È possibile realizzare un archivio
di criteri di progetto e
assegnare criteri di progetto
diversi per travi diverse.
___
Struttura dissipativa




È ora questo punto è possibile
selezionare la struttura intelaiata e
progettarla. Il programma effettua:
Le verifiche di gerarchia delle
resistenze
Le verifiche nelle combinazioni senza
sisma
Le verifiche nelle combinazioni con
sisma amplificando le sollecitazioni
___
48
Struttura dissipativa
Per strutture
con
controventi
concentrici, si
ha:
___
Struttura dissipativa

Per applicare la
gerarchia di in
strutture con
controventi
concentrici è
necessario, PRIMA
di progettare,
cliccare il menu
Fattore Omega
7.5.5 e individuare
il valore minimo.
___
49
Struttura dissipativa
Nel menu delle
normative è possibile
specificare quale
paragrafo applicare
della norma ed
assegnare il
parametro
Dove:
___
Struttura dissipativa




A questo punto è possibile selezionare
la struttura con controventi
concentrici e progettarla. Il
programma effettua:
Le verifiche di gerarchia delle
resistenze
Le verifiche nelle combinazioni senza
sisma
Le verifiche nelle combinazioni con
sisma amplificando le sollecitazioni
___
50
Struttura dissipativa
Sovraresistenza
dir.X (o dir.Y)
OK se > 1.1 in CDB
OK se > 1.3 in CDA
___
Struttura dissipativa
 Momenti
resistenti di travi e colonne
servono nel caso si volgiano
effettuare conti manuali.
 I fattori Omega sono stati già
commentati in precedenza.
 Verifica 7.5.1 è funzione dell’area
netta (assegnabile nella tabella delle
sezioni) OK se < 1
___
51
Struttura dissipativa
Fatt.
C.7.5.6 (distrib
controventi X e Y) controlla
la simmetricità dei
controventi OK se < 0.05
___
Struttura dissipativa
• Verifica V/T a taglio-torsione (OK SE < 1)
• In presenza di SOLO TAGLIO la resistenza a taglio
vale
• In presenza di torsione la resistenza a taglio viene
ridotta ed è data dalla formula 4.2.25 per sezioni ad I o
ad H o dalla 4.2.26 per sezioni cave.
• Verifica N/M a presso-flessione (OK SE < 1)
Per sezioni ad I o ad H di classe 1 e 2 doppiamente
simmetriche, soggette a tenso o presso-flessione biassiale
viene applicata la verifica 4.2.39:
Per sezioni generiche viene applicata la verifica 4.2.40:
___
104
52
Struttura dissipativa
• Verifica a flessione (STABILITA’) (OK SE < 1)
Una trave con sezione ad I o H soggetta a flessione nel
piano dell’anima, deve essere verificata nei riguardi
dell’instabilità flesso torsionale secondo la formula
Il momento resistente è valutato mediante la formula:
• Verifica a presso-flessione (STABILITA’ e SVERGOLAMENTO)
(OK SE < 1)
La verifica è condotta secondo il paragrafo C4.2.4.1.3.3.1 Metodo A
___
105
Struttura dissipativa
Nel menu SLU capitolo
7 vengono ripercorse le
verifiche del menu SLU
per le combinazioni
sismiche (con la
componente sismica
amplificata).
 Vengono inoltre
effettuate le verifiche
specifiche per le travi e
colonne, tutte
normalizzate ad 1
 OK se < 1

___
53
VERIFICA ACCIAIO
Verifica freccia
1000/L
Verifica SLE
___
107
Calcolo dei collegamenti in acciaio
È possibile calcolare in automatico i
collegamenti:
 Piastra di base
 Attacco su parete in c.a.
 Nodo trave colonna con controventi
 Giunto di continuità
 Nodo trave-trave
 Nodi reticolari
Il programma raggruppa automaticamente i nodi
simili ed esporta le sollecitazioni dal modello, è
possibile verificare le bullonature ed esportare
disegni e relazioni.
___
108
54
Calcolo dei collegamenti in acciaio
Una volta ultimata la progettazione
della struttura in acciaio è sufficiente
cliccare il comando:
Contesto  generazione esecutivi 
Collegamenti acciaio
Nella cartella disegni del modello
verranno realizzati i file con le
geometrie e le sollecitazioni dei nodi.
Per realizzare il disegno di una
reticolare è sufficiente selezionare
due aste complanari e cliccare:
Contesto  generazione esecutivi 
Carpenterie acciaio
___
109
Calcolo dei collegamenti in acciaio
Attivando il
comando
«controlla» su una
trave è possibile
calcolare il nodo in
automatico: se ci si
trova nell’estremo
di sinistra viene
generato il nodo di
sinistra.
___
110
55
Calcolo dei collegamenti in acciaio
Attivando il
comando
«controlla» su una
trave è possibile
calcolare il nodo in
automatico: se ci si
trova in un’ascissa
generica viene
generato il giunto di
continuità.
___
111
Calcolo dei collegamenti in acciaio
Attivando il
comando
«controlla» su una
trave è possibile
calcolare il nodo in
automatico: se ci si
trova nell’estremo
di destra viene
generato il nodo di
destra.
___
112
56
Piastra di base
Consente di
personalizzare la
posizione e le
dimensioni delle
nervature e la
tipologia di ancoraggi
___
113
Piastra di base
Le verifiche vengono
svolte
automaticamente per
tutti i nodi simili.
La relazione, in
formato .rtf, viene
inserita in automatico
nella relazione di
PRO_SAP
___
114
57
Piastra di base
Il programma prevede:
 Verifiche sui bulloni






Taglio e trazione
Trazione
Verifiche a flessione piastra in zona
compressa
Verifica del momento di progetto del
giunto
Controllo sovraresistenza collegamento
colonna-fondazione (se con GR)
Verifiche degli ancoraggi
___
115
Attacco C.A.
Consente di personalizzare
la posizione e le
dimensioni delle nervature
e la tipologia di ancoraggi
Prevede:
 Verifiche sui bulloni




Taglio e trazione
Trazione
Verifiche a flessione
piastra in zona
compressa
Verifiche degli ancoraggi
___
116
58
Nodo trave-colonna
Consente di personalizzare
la tipologia di attacco:
- flangia
- coprigiunti
- squadrette
Per gli elementi che
presentano uno svincolo
nel modello PRO_SAP,
viene proposta
automaticamente l’opzione
«squadrette»
___
117
Giunto di continuità
Per calcolare un giunto di
continuità è sufficiente
cliccare un profilo con in
comando «controlla» poi
posizionarsi con il cursore
nell’ascissa in cui
realizzare il giunto, cliccare
«generazione esecutivi» e
calcolo giunto.
Consente di personalizzare
la tipologia di attacco:
- flangia
- coprigiunti
___
118
59
Nodo trave-trave
Consente di personalizzare
la tipologia di attacco:
- flangia
- coprigiunti
- squadrette
Per gli elementi che
presentano uno svincolo
nel modello PRO_SAP,
viene proposta
automaticamente l’opzione
«squadrette»
___
119
Nodo trave-trave

Esempio relazione collegamento con
squadrette
Coefficienti di sicurezza utilizzati
GammaM0 = 1,05
…
Trave lato 2+
Tipo di profilo: IPE 300
Materiale…
Squadrette:
Tipo di profilo: 2 LU 120x12 a dist.= 7,1 mm
Materiale…
Bullonature:
Viti cl. 10.9 Dadi 10 ( fyb = 900 N/mmq, ftb = 1000 N/mmq 120
)
___
60
Nodo trave-trave
Sollecitazioni nella sezione d'attacco dell'elemento:
Nodo.CMB V2-2 (N) V3-3 (N)
142.2
45297,1
0,0
…
Calcolo resistenze
Resistenza a trazione dei bulloni:
N (N) M2-2 (N mm)
-136,5
0,0
M3-3 (N mm) T (N mm)
0,0
4576,0
Resistenza a punzonamento squadretta:
Resistenza a punzonamento anima passante:
Resistenza a trazione di progetto:
Resistenza a taglio dei bulloni:
Resistenza a rifollamento squadretta e anima del passante:
___
121
Nodo trave-trave

Calcolate le resistenza vengono
eseguite le verifiche:
Taglio-trazione
Trazione

Verificate le tensioni massime per le
sezioni ridotte:
σid/fd
Con fd=fy/
___
122
61
Nodi reticolari
Per realizzare il disegno di una reticolare è
sufficiente selezionare due aste complanari e
cliccare: Contesto  generazione esecutivi 
Carpenterie acciaio
Consente di personalizzare la tipologia di nodo:
- Bullonato
- Saldato
___
123
Nodi reticolari
Per ciascuna tipologia di
nodo il programma può
dimensionare
automaticamente le piastre e
calcolate secondo i criteri del
paragrafo 7.5.3.3 per le zone
dissipative (se q>1) oppure
non dissipative (q=1)
___
124
62
Fine
Grazie per l’attenzione
___
125
63