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Influenza della variabilità dei materiali nella progettazione a completo ripristino di resistenza dei nodi di base in acciaio

Informazioni tesi

  Autore: Sabato De Simone
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2009-10
  Università: Università degli Studi di Salerno
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria civile e ambientale
  Relatore: Gianvittorio Rizzano
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 313

La finalità di questo lavoro è la valutazione dell’affidabilità dei criteri di progetto dei nodi di base a completo ripristino di resistenza, semirigidi, delle strutture in acciaio.

Mediante un’analisi probabilistica che tiene conto dell’aleatorietà delle proprietà meccaniche dei materiali costituenti il nodo viene verificata l’affidabilità del criterio di progetto suggerito dalle attuali norme europee. È stato quindi proposto un nuovo criterio di progetto basato sulla valutazione del momento ultimo dei profili in acciaio desunto dalla letteratura scientifica la cui affidabilità è stata verificata sempre mediante un’analisi probabilistica.

In particolare, nel Capitolo 4 viene illustrata una metodologia di progetto e verifica per i nodi di base non infissi (exposed), con piatti di base saldati all’estremità della colonna (base-plates) ed ancorati alla struttura di fondazione in calcestruzzo per mezzo di tirafondi disposti nella sola parte esterna alla colonna (extended) del piatto, con e senza irrigidimenti. Tale metodo, implementato in un foglio elettronico, ha consentito la progettazione di nodi di base a completo ripristino di resistenza, secondo i differenti criteri di progetto considerati nel presente lavoro.
Nel Capitolo 5 viene quindi condotta l’analisi probabilistica attraverso una simulazione di Monte Carlo, con la generazione, per ogni nodo progettato deterministicamente, di una popolazione di nodi aventi ciascuno valori differenti delle proprietà meccaniche degli elementi costitutuenti il nodo generate a partire da riconosciute distribuzioni probabilistiche dei materiali.

Sulla base delle analisi statistiche sui campioni così generati, è stata riscontrata la non affidabilità del criterio di progetto secondo l’EC3 e l’affidabilità invece del criterio proposto sia per la tipologia di nodi di base con irrigidimenti che senza irrigidimenti. Infine, è stato prorposto un ulteriore affinamento del criterio di progetto dei nodi di base con e senza irrigidimenti, correlando il coefficiente che tiene conto dell’aleatorietà dei materiali con lo spessore del piatto di base.

Pagina web dedicata: www.sabatodesimone.it/columnbases

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CAPITOLO 5 – AFFIDABILITÀ DEI CRITERI DI PROGETTO 5.1 Introduzione Nel precedente capitolo sono stati introdotti due criteri di progetto per la determinazione del momento flettente di progetto, M sd , i n b a s e a l q u a l e dimensionare i nodi di base. Il primo di essi deriva direttamente dalle disposizioni dell’Eurocodice 8 sulla prevenzione dello snervamento delle zone non dissipative, affinché siano le adiacenti zone dissipative ad essere impegnate in campo plastico; il secondo criterio considera il momento flettente di progetto del nodo in base al momento critico proposto da Mazzolani – Piluso. In entrambe le formule di M sd , relative a questi due criteri di progetto, compare il coefficiente di sovraresistenza del materiale, γ ov , mirato a tenere conto degli effetti dell’aleatorietà delle proprietà meccaniche dei materiali che costituiscono i nodi di base: acciaio e calcestruzzo. Riguardo l’influenza della variabilità casuale dei materiali, in questo capitolo viene analizzata l’affidabilità dei criteri di progetto esposti: ovvero si verifica se un nodo, progettato e dimensionato con tali criteri, raggiunge, con un certo grado di probabilità, il requisito di resistenza auspicato in fase di progetto, vale a dire il completo ripristino di resistenza della colonna collegata. Per effettuare questa analisi viene condotta una simulazione di Monte Carlo, ovvero la conduzione virtuale, attraverso un software, di molteplici prove sperimentali su uno stesso nodo di base (progettato secondo uno dei criteri e tramite il metodo esposti nel capitolo precedente) in cui le proprietà meccaniche dei materiali sono variabili di volta in volta in maniera aleatoria. Nello specifico, nella simulazione vengono considerate proprietà variabili dei materiali le caratteristiche meccaniche che determinano la resistenza del nodo di base e della colonna collegata, ovvero:

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