Analisi Elasto-Plastica di un nodo tipo di strutture in acciaio

Con l'introduzione dei primi criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica, si è potuto riqualificare il territorio italiano relativamente alle accelerazioni sismiche del terreno.
L'entità delle nuove accelerazioni rilevate ha imposto ai progettisti di valutare l'azione derivante dal sisma in maniera differente rispetto al passato, quando la progettazione era eseguita prevalentemente in campo elastico; successivamente si è compreso come sia il comportamento post elastico a prevenire il rischio sismico.
Quanto detto si traduce nell'adottare criteri di progettazione legati ai concetti della gerarchia delle resistenze, o “capacity design”.
In questa trattazione verranno sviscerati i concetti di gerarchia delle resistenze studiando ed applicando i criteri di duttilità, ai nodi strutturali traendone importanti considerazioni in merito alla risposta strutturale nel suo insieme.
Partendo da una struttura appartenente ad un progetto esistente, è stato studiato un giunto di tipo trave-colonna con il metodo delle componenti, in accordo con le istruzioni fornite dagli Eurocodici.
Suddividendo il giunto in componenti elasto-plastiche ed analizzandone tutte le resistenze di progetto, è emerso che la giunzione di partenza era caratterizzata da un momento resistente governato dalla rottura dei bulloni.
Quest'ultimi avendo una deformabilità sensibilmente inferiore, ad esempio rispetto a quella del piatto d'estremità del giunto o delle ali della colonna, la potenziale capacità rotazionale della giunzione in condizioni ultime non era adeguatamente sfruttata.
A seguito di qualche tentativo di ottimizzazione del nodo, si è giunti ad una configurazione dotata di capacità deformativa idonea per un'analisi di tipo non-lineare, pertanto ne è stato determinato il momento resistente plastico.
Determinando il valore della rigidezza rotazionale, si è potuto capire che il nodo ottimizzato ha un comportamento semi-rigido. Inserendo tale valore all'interno del software di calcolo, per ogni nodo dello stesso tipo, si è ottenuta una ridistribuzione degli sforzi della struttura, modificando così lo stato tensionale di travi e colonne.