Modellazione in campo non lineare delle strutture composte intelaiate acciaio-calcestruzzo in zona sismica

摘要

The seismic design of a composite framed structure is far more complex than the design of a structure in steel only, because of the presence of the slab, its interaction in the plasticization area of the beam, and the complexity of the joint. The aim of this paper, which is divided into two parts, is to present the issues related to the modelling of the joint and the composite frame, in the case of non-linear pushover analysis. The first part deals whit the design of the composite joint and its modelling by means of the components method, as implemented by Eurocodes 3, 4 and 8, starting with the analysis of the resistant mechanisms for welded and bolted joints, focussing on the design of the concrete slab and the strut-tie mechanisms corresponding to the connection area. Subsequently, the modelling of the joint inside the frame is dealt with by adopting two different models. In the first of these, as laid down in the Eurocode, the entire behaviour of the joint is represented by means of a non-linear spring, while the second model separates the behaviour of the web panel shear from the rest of the connection. A substructure representing an inter-storey of a steel-concrete composite frame is analysed by way of a case study.%La progettazione in zona sismica di una struttura intelaiata composta risulta molto più complessa di quella di una struttura in solo acciaio a causa della presenza della soletta, della sua interazione nella zona di plasticizzazione della trave e della complessità del nodo. Nel presente lavoro, suddiviso in due parti, si presentano le problematiche relative sia alla modellazione del nodo che del telaio composto qualora si effettui una analisi non lineare di pushover. In questa prima parte, si affronta il problema relativo alla progettazione e modellazione del giunto composto mediante il metodo per componenti, così come recepito dagli Eurocodici 3,4 ed 8. In particolare, vengono dapprima analizzati e approfonditi i meccanismi resistenti sia per un nodo saldato che flangiato a completo ripristino di resistenza, focalizzando l'attenzione sulla progettazione della soletta in calcestruzzoe sui meccanismi tirante-puntone in corrispondenza della zona nodale. Successivamente viene affrontata la modellazione del nodo all'interno del telaio utilizzando due diversi modelli. Nel primo, come previsto dall'Eurocodice, il nodo viene rappresentato tramite una molla non lineare comprensiva del suo intero comportamento, nel secondo si separa invece il comportamento del pannello d'anima a taglio dal resto della connessione. Come caso studio viene analizzata una sottostruttura rappresentativa di un interpiano di un telaio composto acciaio-calcestruzzo.