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Analisi sismica di edifici in muratura e misti. INDICE Le ipotesi di base Il macroelemento Le pareti resistenti Il modello 3D I diaframmi Lanalisi pushover.

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1 analisi sismica di edifici in muratura e misti

2 INDICE Le ipotesi di base Il macroelemento Le pareti resistenti Il modello 3D I diaframmi Lanalisi pushover La curva di capacità Le fasi di calcolo I risultati di 3Muri Le verifiche di affidabilità del software Confronto metodo FME con metodo POR e FEM

3 Frame by Macro Elements Autori motore di calcolo: Prof. S. Lagomarsino, Ordinario Tecnica delle Costruzioni - Università di Genova Ing. A. Penna, Ricercatore presso Eucentre - Pavia Ing. A. Galasco, collaboratore Eucentre – Pavia

4 Caratteristiche meccaniche della muratura 1. Buona resistenza a compressione 2. Resistenza trascurabile a trazione (la resistenza a trazione di un giunto malta-blocco, è circa 1/30 della resistenza a compressione ). 3. Il materiale è fortemente disomogeneo ed il comportamento è schematizzabile secondo precisi meccanismi di rottura Ipotesi di base

5 Concezione strutturale a sistema scatolare con cuciture dei solai La resistenza dei muri a forze agenti nel piano del muro è molto maggiore rispetto a quella nel caso di forze agenti ortogonalmente al piano, e quindi è maggiore la loro efficacia come elementi di controventamento. Ipotesi di base Modalità di resistenza Resistenza massima per azioni nel piano Resistenza trascurata per azioni fuori dal piano

6 Pressoflessione Taglio Scorrimento Ipotesi di base Meccanismi di collasso

7 INDICE Le ipotesi di base Il macroelemento Le pareti resistenti Il modello 3D I diaframmi Lanalisi pushover La curva di capacità Le fasi di calcolo I risultati di 3Muri Le verifiche di affidabilità del software Confronto metodo FME con metodo POR e FEM

8 deformabilità assiale Il macroelemento: definizione deformabilità tangenziale

9 Analisi sismica di edifici in muratura e misti Le ipotesi di base Il macroelemento Le pareti resistenti Il modello 3D I diaframmi Lanalisi pushover La curva di capacità Le fasi di calcolo I risultati di 3Muri Le verifiche di affidabilità del software Confronto metodo FME con metodo POR e FEM

10 a) Ruolo dellaccoppiamento fornito dai cordoli e dalle fasce murarie il grado di accoppiamento influenza notevolmente lentità dei momenti flettenti nei maschi murari Le pareti resistenti Il comportamento b) c)

11 Parete come insieme di macroelementi: MESH Le pareti resistenti Il telaio equivalente elemento rigido elemento fascia elemento maschio aperture

12 Mesh delle pareti

13 DECRETO MINISTERO DEI LAVORI PUBBLICI, 2 LUGLIO Edifici in muratura Schema strutturale … Nel caso di pareti poco snelle e quindi funzionanti prevalentemente a taglio, … edifici di limitata altezza (2 o 3 piani) e con fasce di piano fra file di aperture contigue e sovrapposte molto rigide e di sufficiente resistenza, … la verifica può essere condotta con il procedimento esaurientemente illustrato in appendice. ( METODO POR ) ( MODELLO A TELAIO ) Quando invece le ipotesi precedenti non sono soddisfatte … per edifici relativamente alti (4 piani ed oltre), o per l'insufficiente rigidezza o resistenza delle fasce di piano, il collasso si realizza in genere con una preventiva rottura a taglio delle fasce di piano, …. La verifica dovrà allora condursi con metodi di calcolo che tengano opportunamente conto delle prevedibili modalità di collasso. A favore della sicurezza e rinunciando alla ridistribuzione delle forze in fase non lineare, le pareti possono essere verificate schematizzandole come telai elastici piani. … ( MODELLO A TELAIO )

14 INDICE Le ipotesi di base Il macroelemento Le pareti resistenti Il modello 3D I diaframmi Lanalisi pushover La curva di capacità Le fasi di calcolo I risultati di 3Muri Le verifiche di affidabilità del software Confronto metodo FME con metodo POR e FEM

15 Modello 3D Insieme di pareti piane - Solai ortotropi deformabili Nodi 3D a 5 gdl per il collegamento delle pareti Elementi lineari (travi, pilastri, catene)

16 Definizione delle pareti – disegno diretto o da DXF Modello 3D

17

18 Creazione mesh (maschi, fasce, elementi rigidi)

19 INDICE Le ipotesi di base Il macroelemento Le pareti resistenti Il modello 3D I diaframmi Lanalisi pushover La curva di capacità Le fasi di calcolo I risultati di 3Muri Le verifiche di affidabilità del software Confronto metodo FME con metodo POR e FEM

20 Strutture miste – travi e pilastri in c.a. - acciaio Modello 3D

21 Assemblaggio tridimensionale con inserimento diaframmi Modello 3D rigidoflessibile

22 Solaio infinitamente rigido Il solaio chiama a collaborare tutte le pareti Solaio flessibile Le pareti sono indipendenti Modello 3D

23 Definizione delle oggetti strutturali: solai e volte flessibili parametrici

24 INDICE Le ipotesi di base Il macroelemento Le pareti resistenti Il modello 3D I diaframmi Lanalisi pushover La curva di capacità Le fasi di calcolo I risultati di 3Muri Le verifiche di affidabilità del software Confronto metodo FME con metodo POR e FEM

25 Analisi statica non lineare: PUSHOVER Statica Non Lineare Carico applicato staticamente Legge costitutiva non lineare dei materiali 2. Degrado degli elementi strutturali che costituiscono ledificio: Stato: elastico – plastico – collasso (eliminazione) 1. Applicare carichi sismici staticamente e far incrementare lintensità

26 Nodo di controllo

27 Definizione del drift ultimoOPCM NTC Eliminazione elementi al raggiungimento del drift ultimo: Analisi statica non lineare: PUSHOVER

28 INDICE Le ipotesi di base Il macroelemento Le pareti resistenti Il modello 3D I diaframmi Lanalisi pushover La curva di capacità Le fasi di calcolo I risultati di 3Muri Le verifiche di affidabilità del software Confronto metodo FME con metodo POR e FEM

29 La risposta di un sistema a N gdl di libertà è correlata alla risposta di un sistema equivalente ad 1 gdl. La curva di capacità è convertita nel sistema bilineare equivalente Analisi statica non lineare: PUSHOVER

30 Calcolo dello spostamento da normativa (SPOSTAMENTO RICHIESTO)

31 SLD e SLU : capacità di spostamento della struttura valutata sulla curva globale. SLU: spostamento corrispondente ad una riduzione delle forza pari al 20% del massimo, (80% Fmax) per effetto della progressiva eliminazione dei contributi dei maschi murari che raggiungono lo spostamento ultimo. SLU= 80% Fmax Fmax Definizione di SLU

32 SLD: spostamento minore tra 1) e 2) La verifica è di tipo globale sulla curva di capacità e non sui singoli elementi! Definizione di SLD Spostamento offerto Spostamento richiesto 1) Spostamento relativo fra 2 piani consecutivi d eccede i valori riportati in ) Spostamento offerto relativo al raggiungimento della massima forza rispetto al richiesto d

33 Asse X: spostamento orizzontale delledificio a livello del nodo di controllo Asse Y: forza orizzontale totale applicata. Spostamento offerto Spostamento richiesto Verifica struttura LA STRUTTURA E VERIFICATA!

34 INDICE Le ipotesi di base Il macroelemento Le pareti resistenti Il modello 3D I diaframmi Lanalisi pushover La curva di capacità Le fasi di calcolo I risultati di 3Muri Le verifiche di affidabilità del software Confronto metodo FME con metodo POR e FEM

35 Sequenza di calcolo Definizione Geometria DXF/DWG A - Curva di capacità offerta Analisi non lineare B - Domanda di spostamento Parametri sismici A > B NO Fine analisiSI Caratteristiche struttura Oggetti strutturali Definizione telaio equivalente Definizione autom. mesh VERIFICA INPUT ANALISI

36 INDICE Le ipotesi di base Il macroelemento Le pareti resistenti Il modello 3D I diaframmi Lanalisi pushover La curva di capacità Le fasi di calcolo I risultati di 3Muri Le verifiche di affidabilità del software Confronto metodo FME con metodo POR e FEM

37 Presentazione dei risultati Pianta Curva capacità Pareti

38 INDICE Le ipotesi di base Il macroelemento Le pareti resistenti Il modello 3D I diaframmi Lanalisi pushover La curva di capacità Le fasi di calcolo I risultati di 3Muri Le verifiche di affidabilità del software Confronto metodo FME con metodo POR e FEM

39 La verifica sperimentale del metodo (Università di Pavia – Magenes & Calvi, 1997)

40 Municipio di Castelnuovo Belbo Terremoto Monferrato 2000 Simulazione del danno Simulazione numericaDanno osservato La verifica sperimentale del metodo

41 INDICE Le ipotesi di base Il macroelemento Le pareti resistenti Il modello 3D I diaframmi Lanalisi pushover La curva di capacità Le fasi di calcolo I risultati di 3Muri Le verifiche di affidabilità del software Confronto metodo FME con metodo POR e FEM

42 Solaio + Fascia deformabili sono assimilati ad un impalcato Rigido. Elementi murari a rotazione impedita Confronto FME con POR

43 1.Modello semplificato, di facile implementazione numerica 2.Ipotesi di solai infinitamente rigidi (non reale in edifici esistenti) 3.Non sono previsti meccanismi di danneggiamento delle fasce 4.Rigidezza strutturale sovrastimata 5.Duttilità strutturale fortemente sottostimata Caratteristiche metodo POR

44 Confronto metodo FME con metodo elementi finiti

45 1.Dipendenza dellanalisi dalla mesh (mesh dependent) 2.Tempo di calcolo fortemente dipendente dalle dimensioni del modello 3.Definizione puntuale delle leggi costitutive del materiale di difficile reperimento 4.La normativa non contiene tutti i parametri necessari a definire il comportamento non lineare ed il degrado Svantaggi del metodo ad elementi finiti

46 1.Per lapplicazione dei criteri di resistenza a taglio e pressoflessione alla muratura è necessario integrare gli effetti nodali sui singoli elementi murari 2.La normativa non presenta riferimenti espliciti a modellazione con elementi di superficie ma propone una modellazione a telaio equivalente con maschi, travi in muratura ed eventuali altri elementi strutturali in c.a. ed acciaio Svantaggi del metodo ad elementi finiti

47 Per ogni ulteriore informazione consultare il sito oppure telefonare al n. verde:


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