Tutorial Ver201 Isolamento Sismico

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INTRODUZIONE ALLA PROGETTAZIONE DI UNA STRUTTURA NUOVA CON ISOLAMENTO SISMICO ALLA BASED.M. 14/01/2008 (Norme Tecniche delle Costruzioni)

Phd Ing. Stefano CiaramellaTechnical Consultant R&D

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ObiettivoL’obiettivo del presente esempio è fornire le indicazioni basilari per la progettazione di una struttura nuovamediante l’applicazione dell’isolamento alla base con dispositivi elastomerici, attraverso il software IperSpace MAXv. 2.0.1, una suite completa per il calcolo strutturale agli elementi finiti che permette, in modo agevole, di effettuare

l d ll l’ l l d ll ltutto quanto concerne la modellazione e l’analisi strutturale delle costruzioni isolate e non. Si presenta conun'interfaccia utente rinnovata nella forma e nella sostanza che lo rende uno strumento unico e all'avanguardia.Ai fini della comprensione completa dell’esempio che segue, si richiede al lettore una conoscenza di base delsoftware, per tutto ciò che concerne l’approccio progettuale convenzionale delle strutture in C.A.

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Il Software…IperSpace Max v. 2.0.1 è un software completo diprogettazione e calcolo di strutture civili ed industrialiche permette di coniugare aspetti come:

facilità di modellazione di strutture standard,modellazione strutture complesse e articolate,possibilità di gestione e controllo dei dati in input,motore di calcolo veloce e affidabilemotore di calcolo veloce e affidabile,ottimo post‐processore integrato.

Il Sistema attuale combina un potente motore dicalcolo a matrici sparse ad una serie di potenzialitàesplicitamente sviluppate per la modellazione, verificae disegno di diverse tipologie strutturali.L’ambiente di modellazione integra il modellatoresolido a quello FEM e viceversa, consentendo diq ,costruire rapidamente i modelli, di creare, cancellare emanipolare elementi, tramite un insieme completo distrumenti, con funzioni di generazione automatica e digestione storia dei comandi (annulla e ripeti).g ( p )Dispone di un’ampia casistica di isolatori elastomericiper riprodurre i principali modelli reperibili sulmercato e ne consente l’inserimento, all’interno delmodello, in maniera semplice ed immediata.modello, in maniera semplice ed immediata.


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IntroduzioneLa riduzione della risposta sismica orizzontale,qualunque siano la tipologia e i materiali strutturalidella costruzione, può essere ottenuta mediantel’isolamento sismico il quale rappresenta unl isolamento sismico, il quale, rappresenta unapproccio progettuale alternativo a quello basato sulladuttilità e gerarchia delle resistenze.Tale riduzione può essere ottenuta mediante una delle

ti t t i d’i l t di t lseguenti strategie d’isolamento, o mediante una loroappropriata combinazione:a) incrementando il periodo fondamentale della

costruzione per portarlo nel campo delle minoriaccelerazioni di risposta;

b) limitando la massima forza orizzontale trasmessa. Modello edificio isolato alla base – IperSpace Max v. 2.0.1


a) Incremento del periodo (e dissipazione) b) Limitazione della forza (e dissipazione)

A questo approccio le Norme Tecniche delle

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q ppCostruzioni di cui al D.M. 14/01/2008, dedicano il§7.10, fornendo al progettista un quadro esaurienteche consente di procedere alla scelta del sistema diisolamento, al dimensionamento degli apparecchi dig ppisolamento, all’analisi ed alla verifica della strutturaisolata ed infine al controllo ed al collaudo dellafornitura dei dispositivi.Il sistema di isolamento sismico è composto da unaIl sistema di isolamento sismico è composto da unasuperficie di separazione detta “interfaccia diisolamento”, posta tra la sovrastruttura e lasottostruttura, che include la fondazione ed è,dunque, rigidamente connessa al terreno.

Interfaccia di isolamento

dunque, rigidamente connessa al terreno.


Sovrastruttura Sottostruttura

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Il sistema di isolamentoDopo una prima fase di modellazione concernente:

la definizione delle caratteristiche geometriche,la caratterizzazione dei materiali,

Si effettua anche il confronto tra le configurazioni abase isolata (BI) e la configurazione a base fissa (BF) inmodo da verificarne le differenze.P l t tt b fi il i d i d tla definizione dei carichi e azioni,

il predimensionamento della struttura,per la quale si rimanda il lettore ai tutorial forniti dalsito http://www soft lab it occorre procedere al

Per la struttura a base fissa, il periodo corrispondenteal modo di vibrare principale (Tbf) può esseredeterminato mediante l’eq. (7.3.5), §7.3.3.2 – NTC2008:

3/4 3/40 075 11 45 0 47secT C H= ⋅ = ⋅ =sito http://www.soft.lab.it, occorre procedere alpredimensionamento del sistema di isolamento,individuando la coppia periodo‐smorzamento (Tis, ξesi)che determina il giusto compromesso tra unsoddisfacente abbattimento degli effetti sismici

Ai fini del suddetto confronto, si scelgono valori deiperiodi equivalenti Tis, della struttura a base isolata,compresi fra 3∙Tbf e 3.0 s (§7.10.5.3.1 – NTC 2008):

1 0.075 11.45 0.47secbfT C H= ⋅ = ⋅ =

soddisfacente abbattimento degli effetti sismici,rispetto alla configurazione di struttura a base fissa, espostamenti orizzontali della sovrastruttura.A tale scopo può essere applicato il metodo dell’analisistatica lineare (§7 10 5 3 1 NTC 2008) che consente

Caso Configurazione T ξ

1 Struttura (BF) 0.31 sec 5%statica lineare (§7.10.5.3.1 – NTC 2008) che consente,in maniera approssimata, di determinare e mettere aconfronto le grandezze fondamentali della risposta delsistema di isolamento per diverse coppie periodo‐smorzamento (Ti ξ i)

2 Struttura (BI) 1.50 sec 10%


4 Struttura (BI) 2.50 sec 10%smorzamento (Tis, ξesi) .Nel caso in esame il confronto riguarda sei diversesituazioni di isolamento e gli effetti dovuti al sismavengono valutati in termini di tagliante alla base della

i l d ll



7 Struttura (BI) 2.50 sec 15%sovrastruttura e spostamento orizzontale della stessa.


( )

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Scelta del periodo di smorzamentoL’analisi statica lineare considera due traslazioniorizzontali indipendenti, cui sovrappone gli effettitorsionali.Si h l t tt i lid i id h

pmentre lo spostamento del centro di rigidezza delsistema di isolamento, dovuto all’azione sismica,risulta (eq. 7.10.1, §7.10.5.3.1 – NTC 2008):

Si assume che la sovrastruttura sia un solido rigido chetrasla al di sopra del sistema di isolamento, con unperiodo equivalente di traslazione pari a:

dove Se(Tis, ξesi) è l’accelerazione corrispondente allo2⎛ ⎞

( ) ( )2

,min

,,

2iso e is esi is

dc e is esiesi

M S T Td S Tk

ξξ

π⎛ ⎞= = ⎜ ⎟⎝ ⎠

essendo Mi la massa totale della sovrastruttura

dove Se(Tis, ξesi) è l accelerazione corrispondente allospettro di risposta elastico definito nel § 3.2.3 per ilsito geografico in cui ricade l’edificio e la categoria disuolo di fondazione appropriata.Secondo quanto previsto al §7 10 6 2 2 della norma i

2

,min,min

22 isois esi iso

esi is

MT K MK T

ππ⎛ ⎞

= ⇒ = ⋅⎜ ⎟⎝ ⎠

essendo Miso la massa totale della sovrastruttura,Kesi,min la rigidezza equivalente orizzontale minima, inrelazione alla variabilità delle proprietà meccanichedel sistema di isolamento.

ll’ d è f l

Secondo quanto previsto al §7.10.6.2.2 della norma, idispositivi del sistema d’isolamento debbono essere ingrado di sostenere, senza rotture, gli spostamentivalutati per un terremoto avente probabilità disuperamento pari a quella prevista per lo SLCDall’equazione di cui sopra, è facile ricavare Kesi,min.

La forza orizzontale complessiva applicata al sistemad’isolamento, da ripartire tra gli elementi strutturalicostituenti la sottostruttura in proporzione alle

superamento pari a quella prevista per lo SLC.Occorre, dunque, determinare i suddetti spettri per isei casi di struttura a base isolata, operazione resasemplice ed immediata dal software IperSpace Max.

l b ll d llrigidezze dei corrispondenti dispositivi d’isolamento, èpari a (eq. 7.10.1, §7.10.5.3.1 – NTC 2008):

A tale scopo basta portarsi nella sezione Spettri dellatavolozza Analisi, e selezionare SpettroNT, comemostrato nella figura che segue. Nel Gestore delleproprietà, compariranno tutti i parametri per calcolarel( ),i i iF M S T ξ=


lo spettro.( ),iso e is esiF M S T ξ

Tavolozza Analisiv. 2.0.1

Gestore Proprietà


All’interno del gestore delle Proprietà, nelle sezioni

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g p ,Terreno e topografia e Tipologia strutturale, èpossibile inserire tutti i parametri relativi al suolo ealla struttura, necessari alla definizione degli spettri.

Nelle sezioni Reticolo di riferimento e Stato limiteultimo è possibile, invece, inserire tutti i parametri cheriguardano il sito geografico e lo stato limite per i quali


riguardano il sito geografico e lo stato limite per i qualidefinire gli spettri.

Nella sezione Dati spettro, occorre settare Esporta SLE

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p , p(comando che permette esportare lo spettro elastico),fissare il valore dello smorzamento, (ad es. ξ=10% ‐caso 2) e cliccare si Ricalcola.

Cliccando su Visualizza, è possibile mettere a video ivalori numerici periodo‐accelerazione spettrale che,mediante semplici operazioni di copia‐incolla, possonoessere esportati in un qualsiasi foglio di calcolo


essere esportati in un qualsiasi foglio di calcoloelettronico.

La figura che segue mostra gli spettri utilizzati per valutare, in via preliminare, gli spostamenti del centro di rigidezza

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g g g p p , p , g p gdel sistema di isolamento, nei sei casi di configurazione a base isolata.

Spettri di Risposta


La figura che segue riporta gli spettri rappresentati nel piano ADRS (Acceleration Displacement Response Spectrum),

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g g p g p pp p ( p p p ),che forniscono direttamente i valori di progetto dello spostamento (in metri) del centro di rigidezza del sistemaisolato. Il passaggio dagli spettri elastici, di cui alla precedente figura, agli spettri rappresentati nel piano ADRS, èimmediato:

( ) ( )2TS T S Tξ ξ⎛ ⎞= ⎜ ⎟( ) ( ), ,

2d eS T S Tξ ξπ

= ⎜ ⎟⎝ ⎠

Spettri nel piano ADRS12Copyright © Soft.Lab srl

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Nella tabella che segue sono riportati, per i sei casi distruttura (BI), i valori di progetto dello spostamentodel centro di rigidezza del sistema isolato.

Per i casi di struttura a base isolata si assumono glispettri valutati per un terremoto avente probabilità disuperamento pari a quella prevista per lo SLV, settandoSLV (Salvaguardia della Vita) nella sezione Stato limiteSLV (Salvaguardia della Vita) nella sezione Stato limiteultimo e Esporta SLE sezione Dati spettro, fissando ilvalore dello smorzamento (ad es. ξ=10% ‐ caso 2‐3‐4) ecliccando su Ricalcola.N ll fi i i di t tt b i l t (BI) l

Caso Configurazione T[sec]

ξ[%]

ddc2[mm]

2 Struttura (BI) 1.50 10% 156

3 Str tt ra (BI) 2 00 10% 218 Nelle configurazioni di struttura a base isolata (BI), lecondizioni di resistenza degli elementi strutturali dellasovrastruttura possono essere soddisfatte considerandogli effetti dell’azione sismica divisi del fattore q=1,50combinati con le altre azioni secondo le regole del §

3 Struttura (BI) 2.00 10% 218

4 Struttura (BI) 2.50 10% 280

5 Struttura (BI) 1.50 15% 135

( )

La valutazione del livello di sollecitazione di progetto

combinati con le altre azioni secondo le regole del §3.2.4 (§7.10.6.2.1 – NTC 2008). Pertanto per lavalutazione dei taglianti alla base, nei casi di struttura(BI), occorre fere riferimento alle sollecitazioni calcolatecon i suddetti spettri divise per il fattore q 1 50

6 Struttura (BI) 2.00 15% 189

7 Struttura (BI) 2.50 15% 242

La valutazione del livello di sollecitazione di progettodella sovrastruttura avviene in termini di tagliante allabase della sovrastruttura, per i sette casi di studio.A tal fine, per la struttura a base fissa (caso 1), si

l d d f l §

con i suddetti spettri, divise per il fattore q=1,50.Per la valutazione approssimata dei taglianti alla baseattraverso l’eq. 7.10.1, §7.10.5.3.1 – NTC 2008, occorrestimare la massa M della sovrastruttura dal secondo

l ll d d h lassume lo spettro di progetto definito al §3.2.3.4,semplicemente settando SLV (Salvaguardia della Vita)nella sezione Stato limite ultimo e Esporta SLU nellasezione Dati spettro, fissando il valore dello

ξ % l d f l l

impalcato alla copertura. Considerando che lasovrastruttura un edificio per civile abitazione pesamediamente 800‐1000 daN/mq, risulta:

1000 3 220 1000 600M N A t≈ × × = × × ≈smorzamento ξ=5% e cliccando, infine, su Ricalcola.


1000 3 220 1000 600piani pianoM N A t≈ × × = × × ≈

La figura che segue mostra gli spettri utilizzati per valutare i taglianti alla base della sovrastruttura, nei sette casi di

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g g g p p g ,studio.

Spettri di Risposta


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Nella tabella che segue sono riportati, per i sette casidi studio, i valori dei taglianti alla base.

Occorre, a tale scopo, stimare la massa totale Miso dellasovrastruttura, che si ottiene aggiungendo alla massa M,già calcolata, il peso dell’impalcato immediatamente al disopra dell’interfaccia di isolamento:T ξ Tagliante sopra dell interfaccia di isolamento:

La tabella che segue riporta i valori di Kesi per le diverse


ξ[%]

Tagliante[KN]

1 Struttura (BF) 0.47 5% 1550

2 Struttura (BI) 1.50 10% 1260

900 4 220 900 790iso piani pianoM N A t≈ × × = × × ≈

configurazioni strutturali.3 Struttura (BI) 2.00 10% 960

4 Struttura (BI) 2.50 10% 740

5 Struttura (BI) 1.50 15% 1100Caso Configurazione T

[sec]Kesi

[KN/m]

l d l d ll l

6 Struttura (BI) 2.00 15% 770

7 Struttura (BI) 2.50 15% 630

2‐5 Struttura (BI) 1.50 13861

3‐6 Struttura (BI) 2.00 7896

4‐7 Struttura (BI) 2.50 5053

Fissato il periodo equivalente della struttura isolata,occorre, infine, valutare la rigidezza equivalente delsistema di isolamento, supponendo sempre validal’ipotesi che la sovrastruttura sia un solido rigido che

l l d d l d l

Ovviamente, l’analisi preliminare, non tiene conto dellacontemporaneità delle componenti dell’azione sismicanelle due direzioni (§7.3.5 – NTC 2008), ne degli effettitorsionali anche dovuti ad eccentricità accidentalitrasla al di sopra del sistema di isolamento: torsionali, anche dovuti ad eccentricità accidentali(§7.2.6 – NTC 2008), che possono, in alcuni casi,incrementare in maniera non trascurabile le grandezze diprogetto (sollecitazioni e spostamenti). Di questo si puòtener conto incrementando gli spostamenti del 20‐30%

22

esi isois

K MTπ⎛ ⎞

= ⋅⎜ ⎟⎝ ⎠


tener conto incrementando gli spostamenti del 20 30%.is⎝ ⎠

La rigidezza totale equivalente del sistema di

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Come già anticipato il software Iperspace Max disponeg qisolamento, Kesi, è pari alla somma delle rigidezzeequivalenti dei singoli dispositivi (§7.10.5.2 – NTC2008).La ripartizione della rigidezza tra i singoli dispositivi

g p p p pdi una libreria di isolatori elastomerici corrispondenti aiprincipali modelli reperibili sul mercato.Si fa riferimento agli isolatori elastomerici Serie SI – FIPINDUSTRIALE, caratterizzati da coefficiente diLa ripartizione della rigidezza tra i singoli dispositivi

deve essere tale da ridurre al minimo l’eccentricità delcentro di rigidezza del sistema di isolamento rispettoalla proiezione del baricentro delle masse dellasovrastruttura sul piano degli isolatori al fine di ridurre

smorzamento viscoso equivalente pari al 10% o al 15%,a scelta del progettista.Gli isolatori elastomerici della FIP sono identificatimediante la sigla SI (Seismic Isolator), seguita da unasovrastruttura sul piano degli isolatori, al fine di ridurre

gli effetti torsionali.Nel caso in esame, la sostanziale simmetria dellastruttura suggerisce un’unica tipologia di isolatori,pertanto essendo 18 il numero di pilastri risulta:

mediante la sigla SI (Seismic Isolator), seguita da unalettera (S, N, H, per indicare rispettivamente il tipo dimescola morbida, normale e dura) e da due cifre. Laprima rappresenta il diametro in millimetri, la secondalo spessore totale degli strati di gomma in millimetri.pertanto essendo 18 il numero di pilastri risulta: lo spessore totale degli strati di gomma in millimetri.Nel caso in cui si necessita di coefficienti dismorzamento viscoso equivalente maggiori, sonodisponibili sul mercato altre tipologie di isolatori, comead esempio gli isolatori elastomerici con nucleo in

/ 18i esik K=


ki[KN/m] ad esempio, gli isolatori elastomerici con nucleo in

piombo della FIP INDUSTRIALE, noti anche come LeadRubber Bearings (LRB), che consentono di ottenere uncoefficiente di smorzamento viscoso equivalente fino ai il 30%

[sec] [KN/m]

2‐5 Struttura (BI) 1.50 770.0

3‐6 Struttura (BI) 2.00 438.7

4‐7 Struttura (BI) 2 50 280 7

Si sceglie la coppia (Tis, ξesi) relativa al caso 6, i cuiparametri sono quelli corrispondenti al giustocompromesso tra effetti sismici (sconto del 50% rispetto

circa il 30%.Per accedere alla suddetta libreria, basta portarsi nellasezione Isolatori della tavolozza Elementi. Dopo averselezionanto uno degli isolatori disponibili, nel Gestore

4 7 Struttura (BI) 2.50 280.7

p ( palla configurazione BF) e spostamento orizzontale.


delle proprietà, compaiono tutti i parametri di interessecome mostra la figura che segue.

Tavolozza Elementiv. 2.0.1

Gestore Proprietà


Dal calcolo preliminare è emerso che il singolo isolatore elastomerico deve essere in grado di sostenere, senza

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p g g ,rotture, uno spostamento d2=189 mm + 30% =246mm e da una rigidezza orizzontale equivalente ki=0.40 KN/mm .Un isolatore caratterizzato dai requisiti richiesti è identificato nel catalogo FIP dalla sigla SI‐S 400/125.


I marchi e le tabelle su riportati sono di proprietà della FIP INDUSTRIALE

L’isolatore identificato dalla sigla SI‐S 400/125, non è disponibile nella libreria del software, pertanto occorre

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g / , p , pinserirlo seguendo la procedura illustrata.

1. Portarsi nella sezione Isolatoridella tavolozza Elementi e cliccaresu Nuovo.

3. Portarsi nella sezione Genericidel gestore Proprietà e inserire larigidezza verticale e orizzontale(nelle due direzioni) riportate nelcatalogo.

2. Digitare la sigla delnuovo isolatore.


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Inserimento degli Isolatori nel Modello StrutturaleDefinita la tipologia di isolatore elastomerico, da utilizzare nella progettazione completa dell’edificio (analisistrutturale e verifiche), è possibile inserirlo, in maniera semplice ed immediata, nel modello strutturale (BF)seguendo la procedura di seguito illustrata.

g

1. Selezionare uno o più pilastri(baggioli) della sottostruttura.

2. Cliccare su Crea→ Isolatore sui selezionati


3. Scegliere il tipo di isolatore, definirne l’altezza e confermare (√)

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Analisi strutturaleUna volta definito il modello strutturale il softwareconsente di effettuare, previo settaggi relativiall’analisi strutturale (spettri di risposta, n° dei modi divibrare etc ) l’analisi dinamica modale della struttura

L’analisi della struttura a base fissa, viene eseguita conriferimento allo spettro di progetto riportato a pag. 14,considerando un numero di modi pari a 15.O i t l’ li i i d tt d ll 4vibrare, etc..), l analisi dinamica modale della struttura

a base isolata.Si ricorda che, come recita il §7.10.5.3.2 – NTC 2008,per le costruzioni con isolamento alla base, l’analisidi i li è d i lt ibil

Ovviamente l’analisi viene condotta, per una delle 4posizioni del centro di massa, escludendo la massa dellasottostruttura e dell’impalcato immediatamente al disopra di essa, che, nella configurazione a base fissa,

tit i i id i l t l tdinamica lineare è ammessa quando risulta possibilemodellare elasticamente il comportamento delsistema di isolamento, nel rispetto delle condizioni dicui al § 7.10.5.2 – NTC 2008. Per il sistemacomplessivo formato dalla sottostruttura dal sistema

costituiscono un corpo rigido vincolato al terreno,partecipando in maniera trascurabile alle oscillazionidell’edificio, come mostra la deformata modale relativaal modo di vibrare fondamentale in direzione x, riportatanella figura che seguecomplessivo, formato dalla sottostruttura, dal sistema

d’isolamento e dalla sovrastruttura, si assume uncomportamento elastico lineare. Il modello devecomprendere sia la sovrastruttura che lasottostruttura qualora il sistema di isolamento non sia

nella figura che segue.

sottostruttura, qualora il sistema di isolamento non siaimmediatamente al di sopra delle fondazioni.Nel caso in esame tutte le suddette condizioni sonorispettate.Al fine di verificare il corretto dimensionamento dellastruttura, in particolare per ciò che riguarda ladistribuzione delle rigidezze dei pilastri in pianta, sieffettua, anche se non strettamente necessaria,un’analisi dinamica modale della struttura a base fissa.


La tabella che segue, mostra una stampa contenente le informazioni relative ai periodi propri della struttura.

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g , p p p pCome atteso, il valore del periodo più alto nella direzione y conferma che la struttura risulta essere piùdeformabile in tale direzione. Si osservi, inoltre, che i periodi dei primi due modi, oscillano intorno al periodofondamentale calcolato mediante la formula approssimata (T=0.47sec, pag 6) e, infine, la massa M dellasovrastruttura dal secondo impalcato alla copertura è circa pari a quella stimata (M=600 t, pag. 12).p p p q ( , p g )


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La tabella che segue, mostra una stampa contenente le informazioni relative ai taglianti di piano per sisma ing , p g p pdirezione x, nella quale, si assume il primo impalcato al piano 0, essendo , nella configurazione a base fissa,vincolato alla sottostruttura e quindi rigidamente al terreno.Si osservi , che il tagliante alla base della sovrastruttura differisce meno del 10% dallo stesso stimato in viapreliminare (1550 KN pag 15)preliminare (1550 KN, pag . 15).


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L’analisi dinamica modale della struttura a base isolata,viene eseguita con il sistema di isolamento relativo alcaso 6, utilizzando gli isolatori elastomerici SI‐S 400/125e considerando la massa totale della sovrastruttura Miso

A tal fine, nella sezione Dati spettro, basta cliccare suVisualizza e incollare nella tabella i valori numericiperiodo‐accelerazione spettrale che caratterizzano ilsuddetto spettro (in rosso)e considerando la massa totale della sovrastruttura Miso.

Secondo quanto suggerito al §7.10.5.3.2 – NTC 2008,nel caso si adotti l’analisi modale con spettro di rispostaquesta deve essere svolta secondo quanto specificato in§ 7 3 3 1 l di i di i i f it l t

suddetto spettro (in rosso).

§ 7.3.3.1, salvo diverse indicazioni fornite nel presenteparagrafo. Le due componenti orizzontali dell’azionesismica si considerano in generale agentisimultaneamente, adottando, ai fini della combinazionedegli effetti le regole riportate in § 7 3 3 1 Ladegli effetti, le regole riportate in § 7.3.3.1. Lacomponente verticale deve essere messa in conto neicasi previsti in § 7.2.1 e, in ogni caso, quando il rapportotra la rigidezza verticale del sistema di isolamento Kv ela rigidezza equivalente orizzontale Kesi risulti inferiorela rigidezza equivalente orizzontale Kesi risulti inferiorea 800 (nel caso in esame è maggiore). Lo spettroelastico definito in § 3.2.3.2 va ridotto per tutto ilcampo di periodi T ≥ 0,8 Tis, assumendo per ilcoefficiente riduttivo ξ il valore corrispondente alcoefficiente riduttivo ξ il valore corrispondente alcoefficiente di smorzamento viscoso equivalente ξesidel sistema di isolamento.Nel caso in esame si deve utilizzare uno spettro elasticod l d l dridotto per valori del periodo T ≥ 0,8 Tis = 1.6 sec.


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Ai fini delle verifiche allo SLV (§7.10.6.2.1 – NTC 2008), le condizioni di resistenza degli elementi strutturali(§ ), gdella sovrastruttura possono essere soddisfatte considerando gli effetti dell’azione sismica divisi del fattoreq=1,50, combinati con le altre azioni secondo le regole del § 3.2.4.A tale scopo basta portarsi nella sezione Scenari di Calcolo della tavolozza Analisi, selezionareSet NT SLUA2STR/GEO e all’interno del gestore delle Proprietà inserire nella riga “fattore sisma” e inSet_NT_SLUA2STR/GEO e all interno del gestore delle Proprietà, inserire nella riga fattore sisma e incorrispondenza delle combinazioni sismiche, il valore 1/q=0.66667, come mostrato nella figura che segue.


La tabella che segue, mostra una stampa contenente le informazioni relative ai periodi propri della

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g , p p p pstruttura. Si può osservare che i periodi dei primi due modi, differiscono del 10% circa rispetto al periodoatteso (T=2.0 sec, caso 6). Evidentemente tale differenza è dovuta al fatto che il singolo isolatore sceltopresenta una rigidezza (0.400 kN/mm) di poco inferiore a quella calcolata in fase preliminare (0.439kN/mm). Si può osservare, inoltre, che la massa totale Miso della sovrastruttura è circa pari a quella stimata/ ) p , , p q(M=800 t, pag. 15).


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La tabella che segue, mostra una stampa contenente le informazioni relative ai taglianti di piano per sisma ing , p g p pdirezione x.Si osservi , che il tagliante alla base della sovrastruttura differisce meno del 5% dallo stesso stimato in viapreliminare (77000 daN, pag . 15).


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La figura seguente mostra la deformata della struttura per effetto della combinazione sismica, con sisma ing g p ,direzione x.

Il i t t i t lIl massimo spostamento orizzontaledell’isolatore risulta d2=221 mm , di pocoinferiore a quello stimato in fase preliminare(246 mm) e comunque non superiore a 250

(li it d ll’i l t )mm (limite dell’isolatore).


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Verifiche SLV e SLD della strutturaLo SLV della sottostruttura e della sovrastruttura deveessere verificato con i valori di γM utilizzati per lecostruzioni non isolate. Gli elementi della sottostrutturadevono essere verificati rispetto alle sollecitazioni

Per la sovrastruttura la verifica deve essere effettuatacontrollando che gli spostamenti interpiano ottenutidall’analisi siano inferiori ai 2/3 dei limiti indicati per loSLD nel § 7 3 7 2 A tale scopo basta settare nelladevono essere verificati rispetto alle sollecitazioni

ottenute direttamente dall’analisi, poiché il modelloinclude anche la sottostruttura (7.10.6.2.1 Verifiche alloSLV).S d t i t l §7 10 2 NTC 2008 l

SLD nel § 7.3.7.2. A tale scopo, basta settare nellasezione Impalcati del gestore Proprietà del calcoloselezionato, il valore k(*h)=0.005x2/3=0.00333333, edeseguire le verifiche.

Secondo quanto previsto al §7.10.2 – NTC 2008, lasovrastruttura e la sottostruttura si devono manteneresostanzialmente in campo elastico. Per questo lastruttura può essere progettata con riferimento aiparticolari costruttivi della zona 4 con deroga per leparticolari costruttivi della zona 4, con deroga, per lestrutture in c.a., a quanto previsto al § 7.4.6.Nell’ambiente di Iperspace Max, gli elementi strutturalivengono dunque verificati in modo analogo alle

l d f dstrutture convenzionali, modificando opportunamente icriteri di progetto (tavolozza Generali) in modo dasoddisfare quanto specificato dalla norma.Per quanto riguarda, invece, le verifiche SLD (§7.10.6.1),Il livello di protezione richiesto per la sottostruttura e lefondazioni nei confronti di tale verifica è da ritenereconseguito se sono soddisfatte le relative verifiche neiconfronti dello SLV, di cui al §7.10.6.2.


v. 2.0.1

Ulteriori VerificheResta, tuttavia, da eseguire le verifiche delle parti deidispositivi non impegnate nella funzione dissipativa che,nelle condizioni di massima sollecitazione, devonorimanere in campo elastico nel rispetto delle normerimanere in campo elastico, nel rispetto delle normerelative ai materiali di cui sono costituite, e comunquecon un coefficiente di sicurezza almeno pari a 1,5(7.10.6.2.1 – NTC 2008)All b d i il t i i i d d l iAlla base dei pilastri, in corrispondenza del ringrosso sucui convergono le travi del grigliato, va consideratal’eventuale condizione di sollevamento mediantemartinetti idraulici. Occorre quindi verificare ladimensione dell’elemento di calcestruzzo e calcolaredimensione dell’elemento di calcestruzzo e calcolareun’armatura inferiore aggiuntiva.Per evitare o limitare azioni di trazione negli isolatori,occorre verificare che il carico verticale “V” di progetto

l l l l hagente sul singolo isolatore sotto le azioni sismiche equelle concomitanti, risulti essere di compressione o, alpiù, nullo (V≥0). Nel caso in cui dall’analisi risultasseV<0, occorre che la tensione di trazione sia in modulof l ( d l d l d linferiore al minore tra 2G (G modulo di taglio del

materiale elastomerico) e 1 MPa, negli isolatorielastomerici.Per ulteriori approfondimenti in merito, si rimanda atesti specifici disponibili in letteratura.


Tutorial Ver201 Isolamento Sismico

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