Il ruolo delle connessioni nella risposta sismica di un telaio a controventi concentrici

This paper investigates the role of column-beam connection in the seismic response of braced frames. The focus is defining optimal characteristics of the brace system to reduce the absolute and residual displacements, given the same capacity. Indeed, when residual drifts are greater than 0.5%, direct and indirect repair costs are not financially viable. In particular, we have compared concentric braces system with tension only diagonal bracing and with buckling restrained bracing. To evaluate the role of the connections, structural schemes with gradually increasing joint stiffness are considered, ranging from a braced frame with ideal hinged connections to a system with fully restrained beam-column connections. At this regard, a reference building with 11 storeys is considered. The building is characterised by plan and vertical regularity, therefore only one frame in the transverse direction is analysed. Dynamic non-linear analyses are conducted and the absolute and residual displacements of the various systems are evaluated. The results show that the buckling inhibited braces lead to lower maximum displacements compared to tension only bracing systems. In addition, the increase of the joint stiffness leads to a gradual decrease of the axial deformation in the diagonal elements. Finally, it is not possible to define a trend for the residual drifts.

L’articolo si propone di investigare il ruolo della connessione trave-colonna nella risposta sismica di telai controventati. A parità di sollecitazione, l’obiettivo è definire le caratteristiche ottimali del controvento in modo da contenere gli spostamenti di interpiano sia in termini assoluti sia in ter- mini residui. Infatti oltre lo 0.5% di drift residuo, i costi di riparazione, diretti o indiretti, non ri- sultano più finanziariamente sostenibili. In particolare in questa sede sono stati confrontati controventi concentrici con sola diagonale tesa attiva e controventi ad instabilità impedita. Per valutare il ruolo delle connessioni sono stati con- siderati schemi strutturali caratterizzati da rigidezze del giunto via via crescente partendo dal caso di telaio controventato con vincoli di cerniera ideale fino al caso di connessione rigida trave- pilastro. Al riguardo è stato preso a riferimento un edificio a uso residenziale con struttura portan- te in acciaio costituito da 11 piani fuori terra. Data la regolarità in pianta e in elevazione dell’edificio è stato analizzato un solo telaio in direzione trasversale. Sono state condotte analisi dinamiche non-lineari e valutati gli spostamenti d’interpiano massimi e residui oltre alle deforma- zioni dei controventi. I risultati hanno mostrato che i controventi a instabilità impedita conducono a livelli di spostamento massimo inferiori rispetto ai controventi con sola diagonale tesa attiva. Inoltre, all’aumentare della rigidezza del giunto, a parità di controvento, la deformazione attesa negli elementi diagonali diminuisce progressivamente. Infine, per quanto riguarda lo spostamento residuo non è stato possibile individuare un trend definito.