Progettare strutture in acciaio in zona sismica

Progettare strutture in acciaio in zona sismica

Guida e fogli excel per il calcolo della classe di duttilità, dello spettro elastico e l’analisi statica lineare di un edificio

DESCRIZIONE

Guida teorico-pratica utile a tutti coloro che si apprestano a progettare strutture in acciaio in zona sismica; in particolare si rivolge a ingegneri, architetti e geometri.


L’obiettivo dell’opera è quello di fornire tutte le nozioni progettuali necessarie per impiegare correttamente l’acciaio nel mondo dell’edilizia, facendo riferimento alla normativa attualmente in vigore, ovvero le Norme Tecniche per le Costruzioni del 2018 (D.M. 17 gennaio 2018) e alla relativa Circolare applicativa n. 7 del 21 gennaio 2019. A tal fine sono state introdotte tutte le formule di verifica e di progetto dei vari elementi portanti che possono costituire una struttura in acciaio. In aggiunta, vi è un approfondimento sulla progettazione e sulla verifica dei collegamenti, siano essi bullonati oppure saldati; sono presenti, infatti, formule ed esempi esplicativi per ciascuna tipologia di collegamento.


All’interno della guida, ampio spazio è stato dato all’analisi delle strutture esistenti, fornendo i criteri tecnici per valutare la vulnerabilità sismica delle strutture in acciaio. Di conseguenza, sono stati approfonditi anche gli in-terventi di miglioramento e adeguamento sismico – con esempi esplicativi e riferimenti normativi – il tutto con lo scopo di fornire un valido strumento per operare in autonomia sia per la realizzazione di nuove costruzioni ma anche per intervenire sull’esistente. In aggiunta, vi è uno studio sulla valutazione dell’azione sismica che considera le varie tipologie di analisi: statica lineare, statica non lineare, dinamica lineare e dinamica non lineare. Cia-scuna analisi è stata studiata nel dettaglio, con l’approfondimento di tutti i vari passaggi matematici e le modalità di applicazione.


Con l’ausilio fogli di calcolo inclusi, l’autore ha sviluppato e riportato nella guida un esempio per determinare la classe di duttilità di una sezione in acciaio, lo spettro elastico generato da un sisma e per svolgere correttamente l’analisi statica lineare di un edificio, nonché il progetto, svolto passo dopo passo, di una struttura in acciaio in zona sismica.


La WebApp inclusa gestisce le seguenti utilità:

  • Programma “Calcolo Duttilità Acciaio Professional” (in MS Excel) che consente di determinare la classe di duttilità delle principali sezioni in acciaio.
  • Programma “Analisi Statica Lineare Professional” (in MS Excel) che consente di determinare lo spettro elastico e di eseguire l’analisi statica lineare di un edificio.
  • Speciale “Progettazione Strutturale”: banca dati di normativa e giurisprudenza sempre aggiornata e consultabile attraverso un motore di ricerca.

AUTORE

Manuel Sciurti, Ingegnere civile, libero professionista. Si occupa di divulgazione scientifica e fornisce consulenze tecniche a professionisti e società di ingegneria.


REQUISITI HARDWARE E SOFTWARE

Qualsiasi dispositivo con MS Windows, Mac OS X, Linux, iOS o Android; accesso ad internet e browser web con Javascript attivo; software per la gestione di documenti Office e PDF.

INDICE LIBRO

1. INTRODUZIONE
1.1. Contesto normativo e criteri di progettazione antisismica

2. FONDAMENTI DELLA PROGETTAZIONE SISMICA
2.1. Normative tecniche per la progettazione in zona sismica
2.2. Definizione dell’azione sismica
2.3. Progettazione antisismica di strutture in acciaio
2.3.1. Classe di duttilità delle sezioni in acciaio
2.3.2. Esercizio – Determinare la classe di duttilità di un profilo HEA 120, soggetto a compressione, con acciaio S 275
2.3.3. Esercizio – Determinare la classe di duttilità di un profilo HEA 100, soggetto a flessione, con acciaio S 235
2.3.4. Verifica a trazione
2.3.5. Verifica a compressione
2.3.6. Verifica a flessione monoassiale retta
2.3.7. Verifica a taglio
2.3.8. Pressoflessione biassiale
2.3.9. Verifica di stabilità delle aste compresse
2.3.10. Stati limite di esercizio

3. PROPRIETÀ DELL’ACCIAIO
3.1. Proprietà chimiche e fisiche dell’acciaio
3.2. Proprietà meccaniche dell’acciaio
3.3. Proprietà geometriche
3.4. Comportamento dell’acciaio in zona sismica

4. ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE
4.1. Analisi statica lineare
4.2. Analisi statica non lineare
4.3. Analisi dinamica lineare
4.4. Analisi dinamica non lineare

5. PROGETTAZIONE DEI COLLEGAMENTI STRUTTURALI
5.1. Bullonature
5.1.1. Verifica a trazione
5.1.2. Verifica a taglio
5.1.3. Criteri geometrici
5.2. Saldature

6. ANALISI DI VULNERABILITÀ DI STRUTTURE IN ACCIAIO
6.1. Analisi di strutture in acciaio in zona sismica
6.1.1. Analisi della documentazione progettuale
6.1.2. Analisi dell’esistente
6.2. Soluzioni progettuali per mitigare il rischio sismico
6.2.1. Introduzione di piastre di rinforzo
6.2.2. Introduzione di controventi
6.3. Analisi post sismica e valutazione di vulnerabilità
6.3.1. Vulnerabilità dei collegamenti in acciaio
6.3.2. Vulnerabilità degli elementi strutturali in acciaio

7. ESEMPI DI CALCOLO SVILUPPATI CON IL PROGRAMMA “CALCOLO DUTTILITÀ ACCIAIO PROFESSIONAL”
7.1. CALCOLO DELLA CLASSE DI DUTTILITÀ DI UNA SEZIONE IN ACCIAIO
7.1.1. Determinare la classe di duttilità di una sezione HEA 800 soggetta a compressione, avente acciaio S 235
7.1.2. Determinare la classe di duttilità di una sezione HEB 600 soggetta a compressione, avente acciaio S 275
7.1.3. Determinare la classe di duttilità di una sezione HEM 1000 soggetta a compressione, avente acciaio S 355
7.1.4. Determinare la classe di duttilità di una sezione IPE 270, soggetta a flessione, avente acciaio S 235
7.1.5. Determinare la classe di duttilità di una sezione HEA 280 soggetta a flessione, avente acciaio S 275
7.1.6. Determinare la classe di duttilità di una sezione HEA 140 soggetta flessione, avente acciaio S 355
7.1.7. Determinare la classe di duttilità di una sezione L 100x100x10 soggetta a compressione, avente acciaio S 235
7.1.8. Determinare la classe di duttilità di una sezione L 80x80x8 soggetta a compressione, avente acciaio S 275
7.1.9. Determinare la classe di duttilità di una sezione L 30x60x5 soggetta a compressione, avente acciaio S 355
7.1.10. Determinare la classe di duttilità di una sezione CHS 42,4x4 soggetta a compressione, avente acciaio S 235
7.1.11. Determinare la classe di duttilità di una sezione CHS 406,4x10 soggetta a compressione, avente acciaio S 275
7.1.12. Determinare la classe di duttilità di una sezione CHS 508,0x16 soggetta a compressione, avente acciaio S 355
7.2. ANALISI STATICA LINEARE E DETERMINAZIONE SPETTRO ELASTICO
7.3. COME SI RICAVA IL GRAFICO DELLO SPETTRO ELASTICO

8. CALCOLO E VERIFICA DI UN TELAIO IN ACCIAIO, IN CLASSE DI DUTTILITÀ CD “B”, CON IL PROGRAMMA “ANALISI STATICA LINEARE PROFESSIONAL”
8.1. I materiali impiegati
8.2. Analisi dei carichi di copertura piana
8.3. Analisi dei carichi del solaio di interpiano
8.4. Fattorizzazione dei carichi e combinazioni
8.5. Predimensionamento della trave A-B-C
8.6. Predimensionamento pilastro B
8.7. Analisi statica della trave interpiano
8.8. Analisi statica della pilastrata
8.9. Determinazione delle masse
8.10. Definizione dello spettro di risposta
8.11. Valutazione degli effetti torsionali
8.12. Applicazioni delle azioni sismiche sulla struttura
8.13. Verifica della trave
8.14. Verifica del pilastro

9. CONTENUTI DELLA WEBAPP INCLUSA
9.1. Requisiti hardware e software
9.2. Attivazione della WebApp

BIBLIOGRAFIA