Elemento frame inelastico basato sugli spostamenti e con cerniera plastica - infrmDBPH

È un elemento trave-colonna 3D con cerniera plastica basato sugli spostamenti con plasticità concentrata alle due estremità dell’elemento. Tutte le deformazioni non lineari dell’elemento sono concentrate in queste molle rotazionali, mentre la restante parte dell’elemento rimane elastica. La formulazione DBPH è in grado di modellare le non linearità geometriche.

L’elemento è quindi composto da tre sotto-elementi, due link alle estremità dell’elemento, che modellano le deformazioni plastiche rotazionali attorno al 2° e 3° asse locale, e un elemento frame elastico nel mezzo, che modella la parte dell’elemento che rimane elastica. I sotto-elementi sono connessi in serie, ed è necessaria una procedura iterativa per raggiungere l’equilibrio interno.

La relazione forza-spostamento delle quattro molle rotazionali alle estremità dell’elemento rappresenta una curva isteretica che è basata sulla curva non lineare MIMK_bilin (Curva di Deterioramento modificata di Ibarra-Medina-Krawinkler con Risposta Isteretica Bilineare) implementata in Seismostruct. Il momento flettente di snervamento e ultimo (rispettivamente My e Mu), così come la deformazione allo snervamento dy, sono calcolate da un’analisi momento-curvatura della sezione dopo l’applicazione del carico iniziale sulla struttura, tenendo in considerazione il carico assiale agente sull’elemento. Invece, la capacità di rotazione plastica a e la rotazione ultima b sono stimate direttamente dalle ASCE 41-23 e, in particolare dalle Tabelle 10-7 (per travi), 10-8 & 10-9 (per pilastri) and 10-19 (per pareti); si veda anche, la Figura10-1 delle ASCE 41-23 e la figura sottostante per maggiori dettagli.

Tutte le deformazioni nonlineari dell’elemento sono concentrate in queste molle rotazionali, mentre la parte rimanente dell’elemento rimane elastica. Le curve momento-rotazione a ciascuna estremità nei due assi locali sono indipendenti. Questa è ovviamente una semplificazione rispetto all’elemento con formulazione basata sulle forze e cerniera plastica (infrmFBPH), in cui le deformazioni anelastiche sono distribuite lungo una regione finita posta agli estremi della trave e il comportamento nei due assi locali è correlato. Tuttavia, questa mancanza di accuratezza nella modellazione è compensata da un aumento della stabilità e da tempi di analisi significativamente più brevi. L’utente necessita la sola definizione della sezione dell’elemento poiché i parametri della curva isteretica sono calcolati automaticamente dal programma. Similmente agli elementi infrmFB e infrmFBPH, le variazioni di armatura all’interno del medesimo elemento possono essere considerate utilizzando più sezioni per il medesimo elemento.

Inoltre, premendo sul pulsante Calcola Proprietà Cerniera appare una nuova finestra di dialogo che fornisce un supporto per la determinazione di questi parametri, basati su numerose variabili quali: il raporto tra l’area delle armature longitudinali e l’area lorda della sezione di calcestruzzo l,  il rapporto tra l’area dell’armatura trasversale e l’area lorda della sezione di calcestruzzo t, l’area lorda della sezione Ag, la resistenza a snervamento attesa delle armature longitudinali e trasversali in acciaio fylE e fytE, la resistenza a compressione attesa del calcestruzzo f’cE, la forza assiale sull’elemento Nud, la conformità normativa o meno delle armature a taglio, il comportamento dell’elemento se controllato dal taglio o dalla flessione, ecc.

È anche possibile definire un valore di smorzamento specifico dell'elemento, in contrasto con lo smorzamento globale descritto qui, come descritto nei paragrafi sugli elementi infrmFB e infrmFBPH. Infine, gli assi locali e le notazioni per l’output sono gli stessi utilizzati per gli elementi con formulazione basata sulle forze.

Assi Locali e Notazioni per l'Output