Resistenza al collegamento orizzontale e robustezza strutturale

Abbiamo chiesto, avete risposto, abbiamo ascoltato e abbiamo realizzato!

I fornitori di software sono stati a lungo criticati per non dare ai propri clienti ciò che desiderano realmente – hanno una lunga storia di offrire ciò che i fornitori pensano che vogliano!

Per questo motivo IDEA StatiCa ha commissionato un sondaggio tra i propri utenti nel Regno Unito. L'obiettivo del sondaggio era comprendere meglio le esigenze e i desideri dei nostri clienti.

Come risultato diretto di ciò, abbiamo introdotto un nuovo metodo di analisi chiamato resistenza al collegamento orizzontale nella nuova versione 22.1 di IDEA StatiCa, rilasciata nell'ottobre 2022.  Ma cosa affronta questa nuova funzionalità?

Noi, come ingegneri strutturali, sappiamo come dovrebbero comportarsi gli edifici e questi vengono progettati per resistere alle forze che possiamo prevedere con ragionevole certezza. Cosa succede, tuttavia, quando si verificano eventi che non possiamo prevedere? I danni accidentali da impatto o esplosione sono circostanze eccezionali e possono essere considerati nella progettazione di un edificio. Sebbene molti paesi e i loro codici di progettazione affrontino questo tema, mi avvicinerò a questo articolo da una prospettiva Eurocodice, affrontando in particolare la conformità al contesto normativo del Regno Unito.

La robustezza è definita nella BS EN 1991-1-7 Azioni sulle strutture. Azioni generali. Azioni accidentali, come segue:

"La robustezza è la capacità di una struttura di resistere a eventi come incendi, esplosioni, impatti o le conseguenze di errori umani, senza subire danni sproporzionati rispetto alla causa originale."

Per gli edifici con struttura in acciaio, ciò è principalmente garantito da un adeguato progetto dei collegamenti, sebbene con l'aumentare della complessità degli edifici entrino in gioco altri fattori. Questo è anche un requisito per l'approvazione ai sensi dei Regolamenti Edilizi del Regno Unito.

Il requisito ha un certo background storico: nel 1968 il disastro del Ronan Point è un esempio di collasso progressivo che ha portato a un collasso sproporzionato. Confusi? I termini collasso sproporzionato e collasso progressivo sono spesso usati in modo intercambiabile, ma è possibile fare una distinzione: il collasso progressivo è la propagazione del collasso strutturale dal punto iniziale di cedimento di uno o più elementi strutturali localizzati. Se si verifica un collasso progressivo, non necessariamente si traduce in un collasso sproporzionato. Vedere il Documento Approvato A per ulteriori informazioni.

Facendo riferimento a SteelConstruction.info - Robustezza Strutturale, alla Pubblicazione SCI P391 e alle Guide Pratiche IStructE al Collasso Sproporzionato sullo stesso argomento, si può osservare che l'approccio più comune consiste nell'utilizzare un efficace collegamento orizzontale attraverso il progetto dei collegamenti per mantenere i pilastri in posizione, consentendo l'azione catenaria delle travi di solaio.

Le forze di progetto variano in funzione della classe dell'edificio e per la Classe 2a (vedere il Documento Approvato A per la definizione dettagliata) ogni elemento di collegamento, inclusi i suoi collegamenti d'estremità, deve essere in grado di sostenere un carico di trazione di progetto per lo stato limite accidentale nel caso di collegamenti interni e perimetrali.

Esempio di calcolo

Ho utilizzato l'esempio di progetto 2 della Pubblicazione SCI P358 (comunemente denominata il 'Green Book') per verificare l'approccio:

Pilastro principale, C = 305x305 UC 137 - Trave principale, B = 406x178 UB 74

Forza di collegamento orizzontale = 175kN

Risultati di deformazione, tensione e appoggio:

Le verifiche di progetto includono anche la resistenza a trazione dei bulloni e delle saldature, che possono essere esaminate graficamente e in forma tabellare.

La legge del materiale per questa analisi è stata adattata per conformarsi alle indicazioni dell'SCI e alle parti pertinenti dell'Eurocodice, dove si afferma che la resistenza ultima può essere utilizzata per valutare le capacità dei componenti. Alcune verifiche specifiche menzionate nella guida SCI sono coperte esplicitamente dall'uso dell'analisi non lineare e dalle verifiche delle piastre.

Sintesi

Quando gli è stato chiesto quanto sia importante questa funzionalità e cosa significhi per il mercato del Regno Unito, Theodore Tsirozidis (Direttore di IDEA StatiCa UK) ha dichiarato:

"Una delle nostre massime priorità in IDEA StatiCa UK è fornire ai nostri clienti tutti gli strumenti e le funzionalità necessari per rispondere nel miglior modo possibile alle esigenze del mercato del Regno Unito."

Continua dicendo:

"La verifica delle forze di collegamento è stata la funzionalità più richiesta dai nostri utenti, e siamo davvero entusiasti che questa funzionalità sia ora disponibile nella versione 22.1 e senza costi aggiuntivi."

Conclude:

"D'ora in poi, IDEA StatiCa sarà in grado di produrre progettazioni ancora più robuste e contribuire alla realizzazione di strutture che, in caso di incidenti, non risulteranno in un collasso sproporzionato."

Grazie ancora per aver dedicato il tempo a leggere questo articolo che mette in evidenza solo uno dei tanti miglioramenti apportati a IDEA StatiCa Connection. Se non l'avete ancora fatto, non dimenticate di scaricare la nuova versione 22.1.