Progetto di strutture in acciaio con le NTC2018

Le Norme Tecniche per le Costruzioni 2018 prevedono, per le costruzioni soggette ad azioni sismiche, due criteri generali di progettazione:

• comportamento strutturale non dissipativo (1 ≤q≤1.5);
• comportamento strutturale dissipativo (q>1.5).

Riportando quanto previsto dalle sopracitate norme tecniche: per comportamento strutturale non dissipativo si prevede che nella valutazione della domanda tutte le membrature ed i collegamenti rimangano in campo elastico o sostanzialmente elastico; per comportamento strutturale dissipativo si prevede, invece, che un numero elevato di membrature e/o collegamenti evolvano in campo plastico, mentre la restante parte della struttura rimane in campo elastico o sostanzialmente elastico.

Introduzione
Per le costruzioni in acciaio, il principale beneficio di avere un comportamento strutturale non dissipativo per l’intera struttura (o per porzioni di essa) è legato al fatto che, non dovendo espletare un comportamento plastico, non è necessario soddisfare nessun requisito di gerarchia delle resistenze per garantire una progettazione in duttilità. I principali vantaggi si ottengono soprattutto nel dimensionamento dei collegamenti; progettando una struttura in campo dissipativo, infatti, i collegamenti trave-colonna e colonna-fondazione devono essere progettati in modo da consentire la formazione delle cerniere plastiche rispettivamente alle estremità di travi e colonne in modo da anticipare la rottura dell’elemento rispetto a quella del collegamento stesso.
Di contro, progettare una struttura (o una porzione di essa) in campo non dissipativo significa assicurare che rimanga in campo elastico o sostanzialmente elastico. Ai fini della progettazione questo si traduce nell’utilizzare un fattore di comportamento molto ridotto (1 ≤q≤1.5), ovvero considerare le azioni provenienti dallo spettro elastico senza sfruttare la duttilità del materiale.

Sulla base dell’esperienza è possibile affermare che, per strutture in acciaio monopiano, in cui il carico da neve non fa massa sismica, non si ha quasi mai un reale beneficio nel progettare una struttura dissipativa. Nella maggior parte dei casi è infatti più vantaggioso accettare una maggiore amplificazione delle sollecitazioni piuttosto che sfruttare la capacità del materiale in campo duttile per poi garantire la gerarchia delle resistenze e la sovraresistenza dei collegamenti.
Un altro aspetto fondamentale riguarda il fatto che, per molte strutture in acciaio, è probabile che siano più gravosi i carichi statici (azioni del vento) piuttosto che il sisma, pertanto considerare l’azione sismica proveniente dallo spettro ridotto del fattore di comportamento q piuttosto che lo spettro elastico non comporta nessun beneficio nemmeno ai fini del calcolo delle sollecitazioni agenti.
Indipendente dal tipo di progettazione adottata, si illustrano in seguito le verifiche effettuate da PRO_SAP con riferimento alle prescrizioni delle nuove NTC18.

Comportamento strutturale NON DISSIPATIVO
PRO_SAP effettua sia per le combinazioni CON il sisma che per le combinazioni SENZA il sisma le verifiche previste dal capitolo 4 del DM18, il calcolo dei collegamenti è fatto sulla base delle sollecitazioni senza prevedere alcuna sovraresistenza.

Comportamento strutturale DISSIPATIVO
Nelle combinazioni SENZA il sisma PRO_SAP fa le verifiche previste nel capitolo 4 .
Nelle combinazioni CON il sisma PRO_SAP fa le verifiche previste nel capitolo 4, considerando però le sollecitazioni incrementate del fattore Ω, vengono inoltre eseguite le verifiche previste nel paragrafo 7.5.4 del DM18; Il calcolo dei collegamenti è fatto sulla base dei momenti resistenti degli elementi in modo da garantirne la sovraresistenza.

Riassumendo:
Comportamento NON dissipativo:

• Fattore di comportamento q ≤ 1.5;
• Azioni sismiche maggiori;
• Non è necessaria la gerarchia delle resistenze per gli elementi strutturali;
• Non è necessaria la gerarchia delle resistenze per il calcolo dei nodi;
• Conveniente per piccole strutture, ad esempio monopiano perché la neve al di sotto dei 1000 metri di quota non fa massa sismica, quindi le azioni sismiche sono modeste anche se il fattore q è piccolo.

Comportamento dissipativo:

• Fattore di comportamento q >1.5;
• Azioni sismiche minori;
• Necessaria la gerarchia delle resistenze per gli elementi strutturali;
• Necessaria la gerarchia delle resistenze per il calcolo dei nodi;
• Conveniente per grandi strutture.

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