Calcolo sismico strutture in acciaio

Dimensionamento secondo l'Eurocodice 8 e le norme AISC
Normative - Sollecitazione sismica - Criteri generali di progettazione e tipologie strutturali - Modellazione delle strutture, analisi e verifiche - Connessioni delle strutture sismoresistenti - Esempi di calcolo di strutture - Esempi di calcolo di connessioni

Il volume è un manuale che guida il lettore nell’uso delle norme per il calcolo delle strutture in acciaio soggette a sollecitazione sismica. Vengono considerate le normative italiane (Norme Tecniche per le Costruzioni: NTC2008), quelle europee (Eurocodice 8) e infine quelle americane (ASCE7-10, AISC 341-10 e AISC 358-10).

Il testo tratta i principali aspetti del calcolo sismico delle strutture in acciaio in un continuo confronto tra normative italiane ed europee da un lato e quelle americane dall’altro, volto a meglio chiarire i vari problemi che il progettista deve affrontare. Si esaminano i criteri generali di progettazione delle strutture sismiche, fondati principalmente sul concetto della gerarchia delle resistenze, o capacity design; si tratta la determinazione dello spettro di risposta, sia con le prescrizioni delle NTC2008 che con quelle delle ASCE7-10; si illustrano le tipologie strutturali da adottare, mettendo in luce similitudini e differenze tra norme europee e norme americane; si dettagliano le procedure di analisi e verifica e infine si tratta la scelta ed il dimensionamento delle connessioni.

Il testo, che vuole proporsi come essenzialmente pratico, contiene un buon numero di esempi di calcolo. Viene presentato il dimensionamento di un edificio con telai a momento in una direzione e controventi concentrici nell’altra, trattato sia in accordo alle NTC2008 che alle AISC 341-10. Si dimensiona poi un telaio con controventi a V rovescio concentrici ed uno con controventi eccentrici. Si illustrano poi esempi di calcolo di connessioni specifiche per le strutture sismiche: attacchi a momento e connessioni di controventi.

Particolare attenzione è stata data alle connessioni sismiche prequalificate delle norme AISC 358-10, che non hanno al momento un corrispettivo nelle norme europee. Oltre ad esempi di calcolo, nel software incluso sono presenti dei fogli di calcolo per il loro dimensionamento.

Note sul software incluso
Il software gestisce i seguenti fogli Excel per il calcolo delle connessioni sismiche prequalificate secondo AISC 358-10:

• AISC 358-10 – Connessione flangiata 4E (profili laminati e saldati);
• AISC 358-10 – Connessione flangiata 4ES (profili laminati e saldati);
• AISC 358-10 – Connessione flangiata 8ES (profili laminati e saldati);
• AISC 358-10 – Connessione BFP (profili laminati e saldati).

Requisiti hardware e software: processore da 2.00 GHz; MS Windows Vista/7/8/10 (è necessario disporre dei privilegi di amministratore); 250 MB liberi sull’HDD; 2 GB di RAM; MS Excel 2007 o vs. successive.

Autore
Benedetto Cordova, laureato al Politecnico di Milano in Ingegneria civile ad indirizzo strutturistico, ha lavorato presso l’ENEL – Divisione Ingegneria ed Innovazione, occupandosi della progettazione e realizzazione delle strutture in acciaio per centrali elettriche. È progettista e docente alle esercitazioni del corso di Costruzioni Metalliche al Politecnico di Milano, nonché in diversi corsi di aggiornamento per laureati organizzati da CTA, ATE, UNICMI, Politecnico di Milano, Ordine degli Ingegneri di Milano, Bolzano e Alessandria.

Indice
1. Le normative
1.1. Introduzione
1.2. Le NTC2008 e le norme europee
1.3. Le normative americane: ASCE7, AISC 341 e 358

2. La sollecitazione sismica
2.1. Introduzione
2.2. Criteri generali
2.3. La determinazione dello spettro di risposta
2.3.1. Eurocodice 8
2.3.2. NTC 2008
2.3.3. ASCE 7-10
2.4. Esempi di calcolo di spettri di risposta
2.4.1. L’Aquila (NTC2008)
2.4.2. Hi Mountain Potrero, CA – U.S.A. (ASCE 7-10)

3. Criteri generali di progettazione e tipologie strutturali
3.1. Introduzione
3.2. La gerarchia delle resistenze
3.3. Tipologie strutturali sismoresistenti
3.3.1. Strutture intelaiate
3.3.2. Telai con controventi concentrici a X
3.3.3. Telai con controventi concentrici a V rovescio
3.3.4. Telai con controventi eccentrici
3.3.5. Strutture a pendolo inverso
3.3.6. Special Truss Moment Frames
3.3.7. Buckling-Restrained Braced Frames

4. La modellazione delle strutture, l’analisi e le verifiche
4.1. I metodi di analisi
4.2. Le irregolarità geometriche e strutturali
4.3. L’eccentricità accidentale
4.4. Lo spostamento d’interpiano e gli effetti del second’ordine
4.5. Gli stati limite, le combinazioni di carico e le verifiche

5. Le connessioni  nelle strutture sismoresistenti
5.1. Generalità
5.2. Prescrizioni particolari per bulloni e saldature
5.3. Gli attacchi a momento
5.4. Le connessioni prequalificate secondo AISC 358
5.4.1. Welded Unreinforced Flange – Welded Web (WUF-W)
5.4.2. Bolted Unstiffened (BUEEP) and Stiffened (BSEEP) Extended End-plate
5.4.3. Reduced Beam Section (RBS)
5.4.4. Bolted Flange Plate (BFP)
5.4.5. Kaiser Bolted Bracket (KBB)
5.4.6. ConXtech ConXL (ConXL)
5.4.7. Osservazioni conclusive
5.5. I pannelli d’anima delle colonne
5.6. Le connessioni dei controventi
5.7. Le connessioni controvento/colonna e controvento/trave

6. Esempi di calcolo di strutture
6.1. Edificio intelaiato in una direzione e con controventi a X concentrici nell’altra – Calcolo secondo NTC2008 / EC8
6.2. Edificio intelaiato in una direzione e con controventi a X concentrici nell’altra – Calcolo secondo ASCE7-10 e AISC 341
6.3. Edificio intelaiato in una direzione e con controventi a V rovescio concentrici nell’altra
6.4. Edificio intelaiato in una direzione e con controventi a V rovescio eccentrici nell’altra

7. Esempi di calcolo di connessioni
7.1. Nodo trave-colonna
7.2. Verifica pannello d’anima
7.3. Verifica connessione trave mediante Reduced Beam Section (RBS)
7.4. Dimensionamento nodo trave-colonna con flangia a 8 bulloni (8ES) secondo AISC 358-10
7.5. Dimensionamento nodo trave-colonna con Bolted Flange Plate (BFP) secondo AISC 358-10
7.6. Connessione di controvento
7.7. Connessione controvento-colonna e controvento-trave

Appendice
FATTORI DI STRUTTURA q (EC8) E R (ASCE7-10)

Bibliografia
Normativa italiana
Normativa europea
Eurocodici
Norme relative agli acciai
Norme relative alla bulloneria
Norme relative alle saldature
Norme relative ai controlli non distruttivi
Normativa americana
Normative strutturali
Normativa relativa ai materiali
Normativa relativa ai bulloni
Normativa relativa alle saldature
Pubblicazioni varie