Ingegneria Forum

Espongo un mio personalissimo dubbio circa l'impiego dei fattori di struttura e di come si confrontano gli spettri allo SLD e allo SLV.
Settimo capoverso del §7.3.1 del DM'08:
"La scelta del fattore di struttura deve essere adeguatamente giustificata. Il valore adottato deve dar luogo ad azioni di progetto agli stati limite ultimi coerenti con le azioni di progetto assunte per gli stati limite di esercizio.
A questo proposito interviene anche la circolare 617, con una nota  a piè pagina del §C7.2.1, secondo cui lo spettro SLD può presentare accelerazioni maggiori di quello SLV, poichè si assume che per costruzioni di classe I e II non sono previste verifiche di resistenza alo SLD ma solo allo SLV, limitando tale "privilegio" solo alle costruzioni di classe III e IV (§7.3.7.1 DM'08).
A tal proposito mi trovo personalmente in dissenso con questa interpretazione, lecitamente supportata dalle norme, che molti colleghi fanno, circa l'adozione di fattori di struttura "pieni" (ossia i limiti superiori proposti dalle norme) nei casi in cui questo comporti l'abbattimento dello spettro SLV fin sotto a quello SLD.
Il fattore di struttura dovrebbe essere giustificato, esso è però difficilmente calcolabile e quindi sostanzialmente viene fatto un "atto di fede" assegnando alla struttura quella duttilità potenziale. Solo per dare qualche numero, per strutture a telaio in c.a., a fronte del nostro 5.95 (CDA) e 3.9 (CDB)  in Giappone non vanno oltre 3.3, negli USA ed in Nuova Zelanda arrivano addirittura ad 8-9.
Trovo assurdo accettare che un edifico, solo perchè si trovi in classe II, si danneggi nei suoi componenti strutturali già per piccoli terremoti da SLD. Certo, siamo tutti daccordo che la duttilità potenziale che l'edificio possiede (o forse sarebbe meglio dire si spera che possieda) garantisce dei sicuri margini di sicurezzza nei confonti della pur non forte azione sismica, ma accettare plasticizzazioni già allo SLD può voler dire eseguire costose riparazioni su componenti strutturali già per piccoli terremoti. Ed in questa evenienza il progettista, pur avendo applicato (alla lettera) il DM'08 non fa una bella figura nei confronti del committente.
In conclusione io ritengo che quando lo spettro SLD è superiore allo spettro SLV il fattore di struttura adottato non è coerente ai sensi del §7.3.1 del DM'08, e pertanto in questi casi sono necessarie verifiche allo SLD sia nei confronti degli spostamenti che nei confronti delle resistenze anche per strutture di classe II.
Personalmente, lavorando sempre in zone ad alta sismicità, non mi sono mai trovato nella condizione di spettro SLD> di spettro SLV (che invece può accadere molto frequentemente in zone meno sismiche) ed ho sempre adottato senza sconti i valori massimi di q suggeriti dalle norme. Dico questo perchè voglio fin da subito precisare che non sono un sostenitore di q=1, ma pittosto vorrei fare una riflessione sul valore da asumere del fattore di struttura e di come spesso ci si dimentica che nello spirito di una normativa prestazionale alla quale il DM'08 si ispira, i valori masssimi raccomandati di un parametro (in questo caso q) non sono nè cogenti nè tantomeno sempre giustificati.

P.S.
Avevo già provato a discutere dell'argomento, qui:
http://www.ingegneri.info/forum/viewtopic.php?f=13&t=42107
poi purtroppo come spesso accade in quel forum la discussione è degenerata ed è andata verso un binario morto.

Zax, hai centrato il punto.
Il problema è che la circolare, con quella nota, giustificherebbe una situazione del genere, che, a mio giudizio, nessun progettista dovrebbe mai tollerare.
Il mio era anche uno spunto su come in genere si stabilisce il fattore di struttura, assumendo molto spesso in modo acritico i valori massimi suggeriti dalle norme per quella tipologia strutturale.

La forma degli spettri è differente ma si riesce in pochi tentativi a trovare un fattore di struttura compatibile.
A titolo di esempio:
Struttura a telaio a 3 piani, regolare in pianta (alfa_u/alfa_1 = 1,3) ed in altezza (Kr =1).
Comune di Treviso (zona 3), Vn=50 anni, Cu=1.
Categoria terreno C, cat. topografica T1.
Fattore di struttura massimo per CD"A": 5,85
Fattore di struttura massimo per CD"B": 3,9
Spettro di progetto allo SLD calcolato per rapporto di smorzamento del 5% (eta = 1) e del 17,5% (eta=2/3).
Spettro di progetto allo SLV calcolato per i seguenti valori di q: 1,5 2,5 3,9 5,85
http://imageshack.us/photo/my-images/571/spettri.jpg/

Spettri ricavati con Spettri-NTCver.1.0.3
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E' possibile osservare come con i valori massimi di q per  CD"A" e CD"B" lo spettro SLV è nettamente al di sotto di quello SLD con smorzamento al 5%.
La situazione è un pò diversa con smorzamento al 17,5% (eta = 2/3) dove è solo lo spettro SLV con q=5,85 ad essere al di sotto di quello SLD.
A mio avviso lo spettro SLV "più coerente" con quello SLD al 5% di smorzamento risulta in questo caso essere quello con q=2,5.

Due parole infine sul rapporto di smorzamento.
Il fatto di fare una verifica di resistenza allo SLD per edifici di classe III e IV con un eta =2/3 l'avevo già notato e la cosa mi ha lasciato un pò perplesso.
Premetto che non sono riuscito a trovare conforto in merito sull'EC8.
Quel valore di eta corrisponderebbe ad un rapporto di smorzamento secondo me eccessivamente ottimistico (almeno per strutture in c.a.) ossia pari al 17,5%.
Riporto a tal proposito alcuni valori di riferimento per edifici in c.a. del rapporto di smorzamento:
- Momento flettente sotto il 50% dello snervamento, strutture molto armate (leggera fessurazione): 2-3%
- Momento flettente sotto il 50% dello snervamento, strutture normalmente armate (piena fessurazione): 3-5%
- Momento flettente prossimo allo snervamento: 7-10%
dati ricavati dal libro "Earthquake Spectra and Design" di Newmark e Hall.
Sempre lo stesso testo suggerisce valori dal 15 al 20% solo per strutture in legno con giunti inchiodati.