Le rotazioni anelastiche dei link restano al di sotto del limite di progetto di 0,08 rad negli eccentrically braced frames (EBF) progettati secondo codice, con una sola eccezione: i due piani più alti delle strutture di quattordici piani. A definire questo quadro è la ricerca di Mona Rais Esmaili e Anjan K. Bhowmick, pubblicata su CivilEng, volume 7, pagine 14 (doi: 10.3390/civileng7010014), prima valutazione complessiva dei metodi N2 e modal pushover analysis (MPA) applicati ai controventi eccentrici, condotta nell’ambito della domanda sismica canadese con il confronto puntato su rotazioni di link, domande di taglio e distribuzione dei drift.
Perché valutare il pushover sugli EBF
Le procedure di analisi sismica nonlineare restituiscono stime accurate della risposta strutturale, però l’onere computazionale le rende poco praticabili nella progettazione ordinaria. I metodi statici nonlineari, N2 e MPA in particolare, sono l’opzione con cui la pratica cerca di ricavare informazioni sulla risposta anelastica senza sostenere i tempi di calcolo delle analisi dinamiche. Sugli EBF mancava finora una verifica organica di tali procedure, e la lacuna è ciò che la ricerca si propone di colmare: quantificare pregi e limiti dei due metodi nella stima delle rotazioni del link, delle domande di taglio e della distribuzione dei drift interpiano.
Il campione di analisi: chevron EBF da quattro a quattordici piani
La campagna numerica riguarda tre strutture a configurazione chevron, di quattro, otto e quattordici piani, progettate secondo codice come EBF duttili. La domanda sismica è stata applicata tramite accelerogrammi reali e artificiali, entrambi compatibili con lo spettro di risposta di Vancouver, in Canada. La fascia di altezza coperta, dal basso edificio al caso di quattordici piani, permette di leggere le prestazioni dei metodi di stima al variare della snellezza della struttura.
Link: rotazioni contenute, tagli oltre le attese
Il dato più delicato riguarda le forze: i tagli anelastici massimi nel link superano spesso le raccomandazioni di progetto. Le rotazioni seguono invece un andamento più ordinato, con massimi anelastici sotto il limite di 0,08 rad in tutti gli EBF analizzati, esclusi i due piani sommitali dell’edificio di quattordici piani.
Cosa sanno stimare N2 e MPA
Sugli spostamenti massimi in cima alla struttura entrambi i metodi si comportano in maniera ragionevole, però questa congruenza vale per gli edifici EBF bassi. Il quadro si differenzia sui drift interpiano: la procedura MPA offre previsioni migliori dei massimi su tutta l’altezza per le strutture di media e maggiore altezza, mentre il metodo N2 non riesce a stimarli in modo adeguato.
| Grandezza e tipologia edilizia | Metodo N2 | Procedura MPA |
|---|---|---|
| Spostamento massimo d’ultimo piano, edifici EBF bassi | Stima ragionevole | Stima ragionevole |
| Drift interpiano massimo, EBF di media e maggiore altezza | Previsione inadeguata | Previsioni migliori su tutti i piani |
La formula di codice sottostima il periodo fondamentale
La relazione vigente per la stima del periodo fondamentale degli EBF conduce a periodi più brevi di quelli che emergono dalle analisi. Sulla base di questo scostamento, gli autori propongono una formula migliorata per la stima dei periodi dei controventi eccentrici.
Per chi opera su EBF duttili il quadro che ne discende è selettivo: sugli spostamenti d’ultimo piano dei bassi edifici N2 e MPA reggono, sui drift interpiano delle strutture di maggiore altezza conviene fare affidamento su MPA, mentre la stima del periodo fondamentale può contare su una formula proposta in coerenza con i risultati delle analisi.
Lascia un commento