Criteri Prestazionali

Nell'ambito di una progettazione di tipo prestazionale, è di primaria importanza che analisti ed ingegneri siano in grado di cogliere l'istante in cui vengono raggiunti i diversi stati limite (ad esempio danno non strutturale, danno strutturale, collasso). Ciò può essere fatto efficientemente in SeismoStruct attraverso la definizione di Criteri Prestazionali, per cui il raggiungimento di un certo valore di soglia della deformazione del materiale, della curvatura della sezione, della rotazione alla corda dell'elemento e/o del taglio nell'elemento, forze/momenti dell'elemento, deformazione dell'elemento, e drift dell'elemento. durante l'analisi della struttura viene monitorato automaticamente dal programma. Sono disponibili differenti sezioni per definire i criteri prestazionali di elementi frame e non frame.

I tipi di criteri da usare dipendono chiaramente dall'obiettivo dell'utente. Comunque, nel contesto di un approccio alla modellazione di tipo a fibre, come è quella implementata in SeismoStruct, le deformazioni del materiale costituiscono solitamente il miglior parametro per l'identificazione dello stato prestazionale di una data struttura. I criteri disponibili a proposito delle deformazioni dei materiali sono:

Fessurazione degli elementi strutturali. Può essere individuata controllando quando si verificano deformazioni (positive) nel calcestruzzo maggiori del rapporto fra la resistenza a trazione e la rigidezza iniziale del materiale calcestruzzo. [valore tipico: +0.0001]
Espulsione del copriferro. Può essere individuata controllando se le deformazioni (negative) del copriferro sono maggiori della deformazione ultima a schiacciamento del calcestruzzo non confinato. [valore tipico: -0.002]
Rottura per schiacciamento del calcestruzzo confinato. Può essere verificata selezionando la casella “Verifica solo l’Anima” e controllando che le deformazioni (negative) non superino il valore della deformazione ultima a schiacciamento del calcestruzzo confinato. [valore tipico: -0.006]
Snervamento dell'acciaio. Può essere identificato verificando che le deformazioni (positive) dell'acciaio non siano superiori al rapporto fra la resistenza a snervamento e modulo elastico del materiale acciaio. [valore tipico: + 0.0025]
Rottura dell'acciaio. Può essere identificata verificando che le deformazioni (positive) dell'acciaio non siano superiori alla deformazione di rottura. [valore tipico: +0.060]

In alternativa, o in aggiunta, le curvature delle sezioni e/o le rotazioni alla corda possono essere facilmente utilizzate nella verifica di numerosi stati limite, nel qual caso l'utente deve riferirsi alla letteratura disponibile per un'indicazione sui valori di curvatura/rotazione da impiegare [ad esempio Priestley, 2003]. Inoltre, è anche possibile monitorare l’eventualità che la capacità a taglio degli elementi trave-colonna sia superata dalla domanda, tramite la definizione di uno o più valori di soglia del taglio.

Infine, possono essere introdotte le verifiche sulla capacità a snervamento di rotazione alla corda, sulla capacità (ultima) di rotazione alla corda e sulla capacità a taglio dell’elemento per elementi frame, con cui il programma calcola automaticamente la capacità degli elementi durante l'analisi, in accordo con le equazioni selezionate proposte dalle Normative disponibili all’interno del programma (Eurocodici, NTC-08 e KANEPE), e la confronta con la corrispondente domanda. Possono essere introdotte verifiche su Forze/Momenti, spostamento e drift di elementi non frame, con cui il programma calcola automaticamente la capacità degli elementi durante l'analisi in accordo con le equazioni selezionate proposte dalle Normative (Eurocodici, ASCE 41-17 e NTC-18) e le confronta con la corrispondente domanda o per valori definiti dall'utente

Per introdurre una data verifica delle prestazioni strutturali, l'utente deve definire il nome identificativo del criterio, la sua tipologia (cioè il parametro di risposta che deve essere monitorato: deformazione del materiale, curvatura della sezione, rotazione alla corda, taglio dell'elemento, capacità di rotazione alla corda o resistenza a taglio dell'elemento per elementi frame e forze/momenti, deformazioni, drift, taglio , forza di compressione e momento flettente per elementi non frame, in base al tipo di elemento), il valore per il quale il criterio prestazionale viene raggiunto, gli elementi inelastici trave-colonna per cui si applica il criterio in esame, il degrado della resistenza dell'elemento, quando un certo criterio prestazionale è stato raggiunto (gli utenti possono specificare la resistenza residua come una percentuale della capacità oppure selezionare di rimuovere completamente l'elemento o mantenere l'elemento senza considerare il degrado della resistenza) e infine il tipo di azione che si vuole fare una volta soddisfatto il criterio: (i) fermare l'analisi e introdurre un avviso nel registro dell'analisi, (ii) mettere in pausa l'analisi e introdurre un avviso nel registro dell'analisi, (iii) lasciare l'analisi indisturbata e introdurre una comunicazione nel registro dell'analisi, (iv) ignorare l'avvenimento, ovvero rendere inattivo il criterio. Ad ogni criterio può anche essere assegnato un colore per consentire la visualizzazione grafica nel modulo Visualizzatore della Deformata del Post-Processore.

Importante: Gli utenti devono prestare attenzione nella definizione del degrado della resistenza, poiché tale scelta può condurre ad instabilità numeriche.

Note

Nei Criteri Prestazionali in cui sono ammessi solo valori positivi, i controlli vengono effettuati rispetto al valore assoluto della quantità di risposta per la domanda. Mentre, nei Criteri Prestazionali in cui sono definiti valori sia positivi che negativi, il controllo viene effettuato rispetto al valore con segno della quantità di risposta e sono consentiti valori diversi per i valori positivi e negativi. Nel secondo caso,se si introduce un valore positivo del criterio, il programma automaticamente considererà una valutazione del tipo "maggiore di"; viceversa, se si introduce un valore negativo del criterio, il programma automaticamente considererà una valutazione del tipo "minore di".
Le verifiche di deformazioni e curvature sono condotte a livello delle Sezioni d'Integrazione degli elementi selezionati.
I criteri prestazionali possono solo essere definiti per controllare la risposta degli elementi frame inelastici. Questi possono comunque essere caratterizzati da un materiale elastico: ciò significa che i criteri prestazionali possono anche essere applicati ad elementi con risposta elastica.
L'introduzione di verifiche di criteri prestazionali durante l'analisi comporta un leggero aumento del tempo di calcolo, per ovvie ragioni.
Nel calcolo automatico della capacità degli elementi vengono impiegati i valori medi dei materiali senza considerare i fattori di sicurezza o quelli di confidenza, ossia nel caso dei Criteri Prestazionali con limite definito in modo automatico.