Predimensionamento degli elementi di una struttura
Tutti i metodi di analisi delle strutture richiedono come prima fase un predimensionamento degli elementi strutturali, questa prima operazione che normalmente viene fatta “a occhio” dal progettista basandosi sulla sua esperienza e in considerazione delle dimensioni della struttura e dei carichi previsti.
Se la struttura è abbastanza complessa, poco simmetrica, con rigidezze distribuite in maniera più o meno casuale (vani scala, vani ascensore, setti etc) i risultati saranno di difficile interpretazione e in quel caso la soluzione più ricorrente è quella di cambiare (sempre “a occhio”) la sezione degli elementi strutturali, non potendo comprendere il motivo di quei risultati.
Questo però porterà alla variazione della rigidezza, ad una nuova analisi e quindi a nuovi risultati; il procedimento continuerà fino a che non si riuscirà ad avere delle sollecitazioni adeguate per le sezioni scelte.
Nel caso di un’analisi dinamica lineare a mio avviso c’è un’altra cosa nella progettazione che è troppo “a occhio” e cioè quanto riporta in punto § 7.3.1. delle NTC 2018 sulla valutazione del numero di cerniere plastiche che renderebbe la struttura labile. Infatti in una analisi dinamica lineare non abbiamo mai coscienza di dove le sollecitazioni hanno prodotto cerniere plastiche e neanche del loro numero; questo fa si che la scelta del fattore di struttura sarà sostanzialmente molto soggettiva e che quindi anche i risultati saranno poco attendibili.
In questo articolo si vuole proporre una analisi preliminare di una struttura in grado, potenzialmente, di generare cerniere plastiche diffuse su tutte le travi ed alla base dei pilastri in modo da garantire che gli spostamenti siano sostanzialmente uniformi. In questo modo si potrà ottenere una maggiore dissipazione dell’energia sismica mediante il lavoro del maggior numero di cerniere possibili.
Un comportamento non uniforme dei telai produrrà certamente un distacco delle tamponature e di altre strutture non portanti e questo, oltre a generare pericolo di crollo del materiale interessato, porterà allo sviluppo di sollecitazioni torsionali diverse da quelle di calcolo essendo presenti alcuni carichi dove non ci sono lesioni ed avendo perso parte dei carichi dove la struttura ha subito maggiori deformazioni.
Il metodo proposto prende spunto da uno studio condotto da: Aurelio Ghersi, Edoardo Michele Marino, Fabio Neri dell’Università di Catania ed intitolato: “Proposta e validazione di un procedimento statico non lineare per la progettazione di strutture antisismiche ad elevata duttilità” (2005) per una ricerca di una struttura ad elevata duttilità e meccanismo globale. Qui è riportato il report dello studio completo.
Il metodo può essere utilizzato anche con un semplice foglio elettronico EXCEL.