6 Ottimizzazione del link degli EBF per la massima dissipazione di energia.

(abstract)

Il link tra le connessioni delle travi e delle diagonali dell’EBF è rinforzato con irrigidimenti così da incrementarne la rigidezza e la capacità di deformazione plastica. Si presenta un metodo per ottimizzare la localizzazione e lo spessore degli irrigidimenti dei link. Le soluzioni ottimali sono state trovate utilizzando un approccio euristico chiamato “tabu search”. La funzione obiettivo è l’energia plastica dissipata prima del collasso. La deformazione del link sotto l’azione di carichi ciclici è simulata utilizzando un pacchetto software per l’analisi di elementi finiti. Con gli esempi numerici è stato dimostrato che l’energia dissipata può essere incrementata attraverso ottimizzazione con un numero limitato di analisi. -> 4 Ottimizzazione dei link

Dunque, la capacità/ le proprietà di dissipazione di energia è stata ottimizzata principalmente grazie al potenziamento della duttilità, piuttosto che della resistenza. In fig. 16 è mostrata l’andamento dell’indice di collasso al variare del numero dei cicli.

In questo articolo è stato mostrato che la capacità di dissipazione dell’energia plastica di un link di un EBF può essere radicalmente migliorata ottimizzando la localizzazione e lo spessore degli irrigidimenti. Il link è assoggettato a una deformazione ciclica forzata, e la sua rottura/collasso è definita utilizzando l’indice di collasso.

7 Comportamento sotto l’azione di carichi ciclici dei link degli EBF in acciaio ASTM A992

Per studiare il comportamento di link (link beams) in EBF in acciaio sono state condotte prove di carico ciclico. Il campione è costituito da 37 link, suddivisi in cinque differenti sezioni HE (ad ali larghe), tutte in acciaio ASTM A992, con lunghezza dei link variabile da link tozzi, principalmente funzionanti a taglio, a link snelli, che esibiscono un funzionamento a flessione.

Il manifestarsi di lacerazioni d’anima nei campioni funzionanti a taglio conduce a studi più approfonditi sulle cause di tali fratture. Dal momento che le lacerazioni d’anima sembrano essere un fenomeno unico per i moderni profili laminati, si discute il potenziale role of material properties nei confronti di tali lacerazioni.

(conclusions)

La lacerazione dell’anima del link può essere ritardata e la capacità di rotazione del link può essere potenziata alterando i dettagli (realizzativi) degli irrigidimenti. Un metodo consiste nell’incrementare la distanza della k-line della

sezione del link laminato dall’estremità dell’irrigidimento, al cordone di saldatura dell’anima del link (increase the distance from the k-line of the rolled link section ti the terminazione of the stiffener to link web fillet weld). Alla luce dei risultati sperimentali, è raccomandabile che le saldature di irrigidimento si interrompano ad una distanza pari ad almeno cinque volte lo spessore dell’anima dalla k-line della sezione del link. Un altro metodo per ritardare la lacerazione dell’anima consta nel contenere entrambi i lati dell’anima utilizzando gli irrigidimenti senza posizionare le saldature direttamente sull’anima.

9b Progettazione plastica degli EBF, II: metodo (modo) del controllo del meccanismo di collasso

In questa sede si presenta un metodo di progettazione che mira allo sviluppo di un meccanismo di collasso di TIPO GLOBALE per gli EBF. Questo risultato è di primaria importanza nella progettazione sismo-resistente, in quanto le modalità di collasso parziale e globale sono responsabili del peggioramento della capacità di dissipazione dell’energia, portando ad un incrementato rischio di collasso sotto l’effetto di scosse di sismiche distruttive.

I requisiti di progetto sono ricavati attraverso il teorema cinematico del collasso plastico (analisi limite?). Le sezioni dei pilastri e delle diagonali sono state ottenute imponendo che la curva di equilibrio del meccanismo corrispondente al meccanismo globale stia al di sotto di quelle corrispondenti al meccanismo indesiderato all’interno di un campo di spostamento compatibile con la disponibilità di duttilità locale.

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Pro e contro di un’analisi pushover per la valutazione del comportamento sismico

Una pushover eseguita con giusti criteri fornisce uno sguardo accurato sugli aspetti strutturali che controllano la performance durante terremoti di intensità elevata. Per strutture che vibrano principalmente nel modo fondamentale, l’analisi pushover fornirà probabilmente buone stime delle domande di deformazione anelastica locale e globale.

Questa analisi permetterà di scoprire debolezze nella progettazione che potrebbero restare celate in un’analisi elastica. Tali debolezze includono meccanismi di piano, eccessive domande di deformazione, irregolarità nella resistenza e sovraccarichi su elementi potenzialmente fragili come pilastri e connessioni.

D’altra parte, le stime delle deformazioni ottenute da un’analisi pushover possono essere molto poco accurate (sia in difetto, sia in eccesso) per strutture in cui i modi di vibrare secondari siano significativi e in cui la relazione tra taglio di piano e spostamento di interpiano siano sensibili allo schema di carico applicato. Questi problemi possono essere mitigati, ma solitamente non eliminati del tutto, applicando più di uno schema di carico, includendo distribuzioni di forze che tengano conto dell’effetto elastico dei modi di vibrare successivi al primo (ad esempio usando la combinazione SRSS).

Di maggiore criticità è forse il timore che l’analisi pushover possa mettere in luce solo il primo meccanismo che si formerà in un terremoto, e non altre debolezze che si genereranno quando le caratteristiche dinamiche della struttura saranno cambiate dopo la formazione del primo meccanismo.

L’analisi pushover può essere implementata per tutte le strutture, ma dovrebbe essere integrata da altre procedure di valutazione, se i modi di vibrare secondari sono considerati rilevanti. Non può definirsi un singolo criterio per questa condizione, dato che l’importanza dei modi di vibrare successivi al primo dipende dal numero di impalcati della struttura, come anche dalla posizione relative dei periodi modali rispetto al picco e al tratto dello spettro di progetto ad accelerazione costante.