progetto edificio sismico - parte 1_02

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  • 8/11/2019 Progetto Edificio Sismico - Parte 1_02

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    PROGETTAZIONE DI UN EDIFICIO MULTIPIANO IN ACCIAIO UBICATO IN ZONA SISMICA MILANO, 13 e 14 settembre 2012

    Ing. Benedetto Cordova (benedetto.cordova@tin.it) -1-

    PROGETTAZIONE DI UN

    EDIFICIO MULTIPIANO IN

    ACCIAIO UBICATO IN ZONA

    SISMICA

    MILANO, 13 e 14 settembre 2012

    Direttori del Corso: Prof Ing Claudio Bernuzzi e Prof Ing Claudio Chesi

    Edificio industriale in acciaio Versione 1

    Telaio A: attacchi a momento

    Telaio B: controventi a X concentrici

    Connessioni

    Ing. Benedetto Cordova

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    PROGETTAZIONE DI UN EDIFICIO MULTIPIANO IN ACCIAIO UBICATO IN ZONA SISMICA MILANO, 13 e 14 settembre 2012

    Ing. Benedetto Cordova (benedetto.cordova@tin.it) -2-

    LE CONNESSIONI TRAVE-COLONNA NEI TELAI DISSIPATIVI

    Aspetti generali

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    PROGETTAZIONE DI UN EDIFICIO MULTIPIANO IN ACCIAIO UBICATO IN ZONA SISMICA MILANO, 13 e 14 settembre 2012

    Ing. Benedetto Cordova (benedetto.cordova@tin.it) -3-

    REGOLE DI PROGETTO PER STRUTTURE INTELAIATE

    COLLEGAMENTI TRAVE-COLONNA

    I collegamenti trave-colonna devono essere progettati in modo da avere una adeguata sovraresistenza per

    consentire la formazione delle cerniere plastiche alle estremit delle travi. Si progettano quindi per:

    , , ,1,1j Rd Rd b pl RdM M (NTC2008 7.5.4.4)

    ( ), , , , ,1,1j Rd Rd b Ed G b Ed MV V V + (EN 1998-1 6.6.4) ( , , ,2 /Ed M b pl Rd traveV M L= )

    Tale requisito deve essere verificato nel caso di collegamenti bullonati o saldati con cordoni dangolo.

    Nel caso di saldature a piena penetrazione il requisito si considera automaticamente soddisfatto .

    Il progetto del nodo si fa (sia su strutture dissipative che non) secondo lEN 1993-1-8.

    LEurocodice 8 (EN 1998-1-1 6.5.5) aggiunge:

    I collegamenti bullonati devono essere realizzati con bulloni ad alta resistenza di classe 8.8 0 10.9 (NTC2008

    11.3.4.9).

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    Ing. Benedetto Cordova (benedetto.cordova@tin.it) -4-

    REGOLE DI PROGETTO PER STRUTTURE INTELAIATE

    COLLEGAMENTI TRAVE-COLONNA

    La cerniera plastica si forma in prossimit dellala della colonna.

    Saldature a completa penetrazioneNon richiesta la

    sovraresistenza

    La cerniera plastica si forma a destra dei piatti di rinforzo delle ali

    La cerniera plastica si forma a destra della rastremazione

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    Ing. Benedetto Cordova (benedetto.cordova@tin.it) -5-

    REGOLE DI PROGETTO PER STRUTTURE INTELAIATE

    COLLEGAMENTI TRAVE-COLONNA

    Questo standard di connessione trave-colonna era molto usato negli USA.

    Esso prevede la formazione di cerniere plastiche in prossimit della sezione della trave saldata alla

    colonna. Le saldature sono eseguite in opera con preparazione a V e piastrina di sostegno dal latoopposto della saldatura.

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    Ing. Benedetto Cordova (benedetto.cordova@tin.it) -6-

    REGOLE DI PROGETTO PER STRUTTURE INTELAIATE

    COLLEGAMENTI TRAVE-COLONNA

    Ma il terremoto di Northridge del 1994 mostr parecchi danni a questo tipo di connessioni, dovutiprincipalmente a problemi di saldatura ( la piastrina a rovescio tra laltro non rimossa dopo la saldaturae la preparazione a V rendono la saldatura esposta alla formazione di cricche).

    E preferibile:

    - rimuovere la piastrina a rovescio, molare e riprendere la saldatura(o usare preparazione a K);- non usare connessioni miste (saldatura+bulloni) perch concentrano sulle flange il momento flettente

    E preferibile usare connessioni che spostano la zona di formazione della cerniera plastica fuori dalla

    zona delle saldature.

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    REGOLE DI PROGETTO PER STRUTTURE INTELAIATE

    COLLEGAMENTI TRAVE-COLONNACOVER PLATE e FLANGE (o CONTINUITY) PLATE

    SOLUZIONI DA ADOTTARE COME RIPARAZIONE DI CONNESSIONI ESISTENTI:

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    REGOLE DI PROGETTO PER STRUTTURE INTELAIATE

    COLLEGAMENTI TRAVE-COLONNA

    COVER PLATE:

    Sperimentazioni hanno mostrato il raggungimento della rotazione di 0,03 rad nell80%dei test.

    Tuttavia le prove non hanno dimostrato un comportamento duttile abbastanza affidabile,

    perci questo dettaglio non stato inserito tra quelli prequalificati (vedi oltre).

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    REGOLE DI PROGETTO PER STRUTTURE INTELAIATE

    COLLEGAMENTI TRAVE-COLONNA

    (Da Handbook of Structural Steel Connection Design and Details- Akbar R. Tamboli, P.E. FASCE Editor , Mc Graw-Hill, 1999)

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    REGOLE DI PROGETTO PER STRUTTURE INTELAIATE

    COLLEGAMENTI TRAVE-COLONNA

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    Ing. Benedetto Cordova (benedetto.cordova@tin.it) -12-

    REGOLE DI PROGETTO PER STRUTTURE INTELAIATE

    COLLEGAMENTI TRAVE-COLONNAConnessioni Reduced Beam Section o Dog-Bone

    La zona di formazione della cerniera plastica deve essere lasciata libera

    Le connessioni Reduced Beam Section o Dog-Bone vanno usate per consentire lo

    snervamento in flessione (formazione di cerniere plastiche)

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    Ing. Benedetto Cordova (benedetto.cordova@tin.it) -13-

    REGOLE DI PROGETTO PER STRUTTURE INTELAIATECOLLEGAMENTI TRAVE-COLONNA TUBOLARE (Giappone)

    Questo dettaglio, realizzato con colonne tubolari

    e tronchetti saldati, molto usato in Giapponeper i telai resistenti al sisma.

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    REGOLE DI PROGETTO PER STRUTTURE INTELAIATECOLLEGAMENTI TRAVE-COLONNA TUBOLARE (Giappone)

    Dopo il terremoto di Kobe comunque (1995), un numero rilevante di tali dettagli mostr rotturenelle saldature.

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    Ing. Benedetto Cordova (benedetto.cordova@tin.it) -15-

    REGOLE DI PROGETTO PER STRUTTURE INTELAIATECOLLEGAMENTI TRAVE-COLONNA TUBOLARE (Giappone)

    In seguito ad una serie di test sperimentali, al fine di aumentare la duttilit del dettaglio illustrato

    in precedenza, si modificarono i fori sullanima per laccesso alla saldatura, come illustrato in

    figura.

    GARANTIRE LA DUTTILITA DI UN DETTAGLIO STRUTTURALE RICHIEDE CALCOLO

    MA ANCHE, E SOPRATTUTTO, PROVE SPERIMENTALI

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    Ing. Benedetto Cordova (benedetto.cordova@tin.it) -16-

    ZONE PROTETTE NELLE CONNESSIONI SISMICHE

    - Le zone di formazione di cerniere plastiche sono definite dalle norme AISC

    come zone protette. In esse:

    Non devono essere saldati connettori al taglio;

    Non devono essere saldati o bullonati componenti secondari (supporti ditubazioni, pannellature, condotti di ventilazione, etc.);

    Eventuali saldature di puntatura, supporti temporanei di montaggio, etc,devono essere rimossi.

    La eventuale presenza di qualcuno degli elementi di cui sopra pu innescare

    la formazione di una frattura nel materiale, e quindi ridurre la duttilit.

    Le zone protette andrebbero indicate nei disegni di progetto.

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    ZONE PROTETTE NELLE CONNESSIONI SISMICHE

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