Gianmaria Di Lorenzo, Giusy Terracciano, Raffaele Landolfo
Università di Napoli “Federico II”, Dipartimento di Strutture per l’Ingegneria e l’Architettura, Napoli, Italy
Il pre-dimensionamento, basato sui rapporti di forma o rapporti altezza-luce, ha un ruolo chiave nell’iter progettuale sia nella fase di concezione che di validazione/controllo del progetto strutturale, rappresentando uno dei principali parametri indice. I rapporti di forma, globali o locali, sono intesi come una rivisitazione in chiave contemporanea della “Teoria delle proporzioni” e possono essere ottenuti per analogia strutturale o mediante analisi parametriche eseguite investigando le principali grandezze che influenzano la domanda e la capacità dei sistemi strutturali oggetti di studio. Adottando l’approccio parametrico, nel presente lavoro sono stati ricercati i rapporti di forma di profili laminati a caldo a doppio T ad ali strette europei soggetti a differenti condizioni al contorno (carichi e vincoli) e realizzati con i principali tipi/gradi di acciaio per impiego strutturale. I risultati sono poi stati estesi al caso delle travi alveolari e composte acciaio-calcestruzzo e ai profili ad ali larghe. L’obiettivo è la validazione e disaggregazione dei dati presenti nella letteratura, allo scopo di poterli utilizzare in modo più affidabile ed efficace nella progettazione strutturale eseguita con strumenti tradizionali o avanzati che utilizzano il BIM implementato attraverso famiglie parametriche di membrature o sistemi. I risultati ottenuti consentono di analizzare, sin dalla fase di concezione, diverse alternative progettuali, divenendo inoltre uno strumento di ottimizzazione strutturale speditiva, implementabile anche con l’ausilio degli algoritmi su cui si basa l’intelligenza artificiale.
1. INTRODUZIONE
Seguendo un approccio scientifico e non euristico [1], definiti i requisiti e i livelli prestazionali attesi, la concezione strutturale di nuove costruzioni o di interventi di retrofit/riabilitazione strutturale avviene effettuando, in modo consapevole, tre scelte, consecutive e consequenziali, definite rispettivamente: scelta tecnologica o del materiale per impiego strutturale (I Step); scelta tipologica o dello schema resistente (II Step); scelta dimensionale o della dimensione di primo tentativo (III Step) (figura 1).
La terza scelta, nota anche come pre-dimensionamento, viene effettuata utilizzando opportuni rapporti di forma presenti in letteratura [2, 3], denominati nel linguaggio anglosassone Span-to-Depth Ratio,riferiti ai loro inversi (L/h). Queste grandezze possono essere ottenute per via empirica, basandosi sull’esperienza, per analogia strutturale con il confronto con costruzioni simili o, infine, attraverso analisi parametriche condotte analizzando le variabili chiave che governano la progettazione strutturale. Il pre-dimensionamento non va confuso con il dimensionamento strutturale, che avviene in una fase successiva dell’iter progettuale, ovvero a valle del processo di modellazione ed analisi strutturale ricercando, per i sistemi non dissipativi o per le parti dissipative di sistemi sismo resistenti (capacity design), le incognite geometriche strettamente necessarie tali da garantire, per i diversi stati limite (SLi), l’uguaglianza e in generale la compatibilità tra domanda (DSLi) e capacità (CSLi).[…]
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