Via agli argomenti del post:
- rottura fragile vs. rottura duttile nei pilastri in c.a.
una immagine metaforica per spiegarsi la gerarchia di resistenza
tra meccanismi di rottura delle sezioni in c.a.
- parlando con gli spettri
subito alla prova quanto appreso da un vecchio articolo sugli
spettri di risposta delle strutture soggette a terremoto
- il Veneto semplifica le norme sismiche
pare che non tutte le ciambelle riescano col buco, anche nelle
aule consiliari
ROTTURA FRAGILE VS. ROTTURA DUTTILE NEI PILASTRI IN C.A.
Questo e' un appunto per me. Che magari puo' servire anche a qualcun altro.
A monte dell'appunto c'e' questo: capita che progredendo nella comprensione delle cose si debba ampliare la propria borsa degli attrezzi, cioe' affiancare a modelli collaudati di pensiero anche altri schemi piu' evoluti ma piu' difficili da padroneggiare.
E' capitato molte volte all'universita'. Ricordo il salto dal modello rigido al modello elastico, ad esempio. Ma evoluzioni di questo tipo se ne possono trovare quante se ne vuole.
In ambito sismico il salto e' dal mondo elastico a quello elasto-plastico e, confesso, le cose non sono facili da capire. Mi scuso: facili da intuire, perche' i nuovi schemi devono diventare "nativi" del nuovo modo di pensare del progettista.
Il progettista deve vedere, sentire, colloquiare agilmente col nuovo modello mentale. E c'e' bisogno di allenamento.
Io ad esempio ho sempre bisogno di una metafora. Forse sara' cosi' anche per voi.
Mi e' molto piu' facile sentire le cose se all'inizio del ragionamento metto una metafora che mi agevoli nell'acquisire e consolidare il nuovo schema.
Ecco perche' passando in auto frequentemente davanti ad un vecchio edificio sentivo che li' stava per nascere qualcosa di speciale: o un bell'incidente, oppure una metafora da condividere con i lettori di POA.
Ok. Vengo al sodo.
L'edificio non ho potuto fotografarlo per questioni di privacy (dovevo sporgermi in proprieta' privata e avrei dato troppo nell'occhio). Ma vi disegno schematicamente il piano terra, quello - guarda caso - dei garage.
Quei moncherini di pilastro al piano terra erano messi li' per dirmi qualcosa. Qualcosa che doveva diventare la metafora di un concetto ingegneristico. Un concetto che in modo nativo mi avrebbe dovuto mettere in guardia quando si parla di strutture resistenti ai terremoti.
Cosa cambia tra l'avere pilastri alti 2,70 m piuttosto che moncherini alti 30 cm?
Lo chiedo all'edificio: caro edificio cosa ti cambia se prendo i tuoi pilastri di 2,70 m e li accorcio sino a 30 cm e ti sparo un bel terremoto? Nulla, mi risponde l'edificio. Perche' la massa sta sempre in alto e le forze inerziali non cambiano, e il taglio alla base dei pilastri e' sempre lo stesso (in prima battuta).
Ma l'edificio non ha mai sperimentato veramente il terremoto e quindi risponde per quello che conosce: cioe' il mondo elastico. Il meschino e' calcolato appunto con le tensioni ammissibili.
Ma nel mondo elasto plastico? E a rottura?
Ed ecco la semplice intuizione che sara' la mia metafora. E' nella figura seguente (si ritenga tendente a zero l'altezza della figura).
Vedo bene due meccanismi resistenti nel pilastro, e quindi due meccanismi di rottura differenti: per T e per M appunto (sarebbe piu' corretto dire per sforzi normali). Per taglio e per momento flettente, che siamo sempre stati abituati a tenere separati nei nostri ragionamenti.
Li vedo anche in serie: perche' la rottura di uno solo mi comporta il collasso del tutto.
Quindi la metafora dice: se il pilastro e' adeguatamente alto da poter sviluppare meccanismi di rottura (di sezione) per flessione, posso far si' che sia proprio questo meccanismo a dissipare, nella sezione, l'energia cinetica del terremoto, e conseguentemente la rottura sara' duttile (controllabile).
Se invece il pilastro e' troppo basso, allora presentera' un meccanismo di rottura per taglio (non riesce a flettersi) e l'energia cinetica del terremoto verra' necessariamente dissipata nella sezione in modo fragile (improvvisamente ed in modo non controllabile e inefficace).
Le capriole concettuali in questa metafora sono pari al terremoto. Me ne rendo conto. Tuttavia mi sembra che dopo questo lavorio cerebrale si possa avere uno schema chiaro per spiegarsi questo nuovo concetto di rottura duttile e rottura fragile della sezione (la norma attuale vuole che vi sia rottura/dissipazione per situazioni di progetto sismiche!).
Fuori da metafora e per concludere questo appuntaccio, noto che non ho fatto altro che scimmiottare indegnamente il punto 7.3.6.2 delle NTC-2008.
Nel caso dei pilastri, poi, quanto scritto qui e' invece elegantemente riassunto nella formula (7.4.5) sempre delle NTC-2008.
Nel caso del mio edificio, il progettista avra' verificato le sezioni dei pilastrini con le tensioni ammissibili e pertanto in campo rigorosamente elastico. Quindi non e' detto (e certamente non lo e') che la somma dei momenti resistenti alle estremita' del moncherino, divisa per la piccola lunghezza lp che ne risulta, dia un taglio minore di quello effettivamente resistente.
E quindi le sezioni dei pilastrini monchi collasseranno in maniera fragile. Quindi non sara' possibile controllare la dissipazione di energia cinetica introdotta dal terremoto. Quindi non sara' verificato lo SLU di tipo STR. Quindi tutti resteranno sotto.
Chi glielo va a dire?
PARLANDO CON GLI SPETTRI
E' un'appendice al discorso di prima.
E' vero che modificando la lunghezza lp dei pilastri al piano terra non varia T alla base dell'edificio?
In auto mi ero risposto di si', in quanto vedevo la stessa massa totale M soggetta allo stesso moto del suolo Ag (in termini di picco).
Tuttavia le cose non mi pare stiano proprio cosi'. Interroghiamo lo spettro di risposta.
Variando la lunghezza dei pilastri al piano terra, in realta' si varia il periodo proprio dell'edificio (la faccio semplice e prendo il primo modo di vibrare).
Cio' comporta che nello spettro di risposta in termini di accelerazioni del mio edificio ci si sposti verso periodi di oscillazione minori: cioe' l'edificio diventa piu' rigido.
Il risultato e' che il taglio alla base e' (generalmente) maggiore che prima. E conseguentemente l'edificio con pilastrini monchi e' doppiamente sotto scacco strutturale: per azioni taglianti maggiori e per meccanismo di rottura fragile.
Questo - da quello che ho capito io - e' un caso di possibile crollo per piano debole (non si dica soffice, per carita').
IL VENETO SEMPLIFICA LE NORME SISMICHE
Siamo anche fortunati: alla linguetta -2011- sotto il post n. 114 e' la prova che giusto un anno fa scrivevo qui alle Premiate del disegno di legge veneto n. 126, di semplificazione in tema di norme antisismiche.
Ora quella proposta e' legge regionale.
Anticipo solo una considerazione, riservandomi il dovuto spazio in un futuro post.
Se si va alla scheda del progetto di legge, si possono trovare vari testi intermedi. Cio' perche' la nascita di una legge e' un po' una catena di montaggio, dove chi ha titolo per farlo, puo' apportare varie modifiche.
Richiamo l'attenzione sul seguente passo:
"Le autorizzazioni previste (...) non si applicano ai progetti e alle opere di modesta complessità strutturale, privi di rilevanza per la pubblica incolumità, individuati dalla Giunta regionale (...)".
e su come il medesimo passo era proposto immediatamente prima del voto in aula:
"(...) per i progetti e le opere di modesta complessita' strutturale individuati dalla Giunta Regionale non si applicano (...)".
I due testi differiscono per quel inciso - privi di rilevanza per la pubblica incolumita' - inserito nel testo di legge all'ultimo momento con un emendamento di un consigliere.
Si': proprio un umano.
A questo punto qui alle Premiate si accettano suggerimenti su quali siano le strutture prive di rilevanza per la pubblica incolumita'. Per davvero.
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Mamma mia, questo lungo post andava bene per la "passione" di Pasqua.
Confermo che qui le cose sono stazionarie, con la lancetta a fondo scala su "Disaster".
Prima che mi prenda un attacco di panico, vi auguro 15 giorni di proficuo lavoro... e tanta salute.
Vs. POA
[ 143°] Capacity design in studing the collapse of c.a. cross sections.
No english version for this post... sorry.
