In questo articolo andremo a parlare della duttilità in fase di progettazione fornendo i concetti base per comprenderla al meglio.

La duttilità in fase di progettazione deve essere accuratamente valutata, infatti essa è la capacità di sopportare elevati spostamenti in campo anelastico senza che vi sia una significativa riduzione delle capacità meccaniche.

Infatti, nell’ambito del materiale di costruzione, sia esso cemento armato o acciaio, la duttilità si ricava dallo studio del diagramma tensione-deformazione, rappresentato tramite un comportamento elastico-perfettamente plastico.

La definizione generale di duttilità risulta quindi essere:

Duttilità = deformazione ultima/deformazione al limite elastico

Mentre, nel caso si stia valutando la struttura nel suo complesso, occorre ricordare che la crisi negli elementi portanti, siano essi travi, pilastri o pareti avvenga per flessione, in quanto la rottura taglio o per torsione sono fragili e quindi non dissipative.

Altri fattori importanti che concorrono nel migliorare la duttilità della struttura sono:

  • Ridondanza degli elementi strutturali;
  • Regolarità altimetrica e planimetrica nella distribuzione delle masse, rigidezze e resistenze;
  • Elementi strutturali adeguatamente collegati tra loro;
  • Contenere la massa e garantire una sufficiente rigidezza.

Una ridondanza di elementi strutturali consente di distribuire in maniera uniforme le sollecitazioni, evitando rotture fragili e ritardando eventuali fenomeni di collasso.

Una regolarità altimetrica e planimetrica nella distribuzione delle masse, rigidezze e resistenze permette di ridurre gli effetti torsionali sgraditi.

Un adeguato collegamento tra gli elementi strutturali assicura un percorso chiaro alle azioni orizzontali, generalmente provocate dal sisma, fino alle strutture di fondazione.

Una massa contenuta e, allo stesso tempo, una rigidezza sufficiente riducono i danni agli elementi non strutturali e gli effetti del secondo ordine.

Per valutare la duttilità in ambito strutturale si fa riferimento al seguente rapporto:

Duttilità strutturale = spostamento massimo/spostamento al limite elastico.

Negli edifici di nuova costruzione, come stabilito dalle norme tecniche per le costruzioni  del 2018 (NTC 2018), bisogna fare riferimento alla progettazione in capacità o capacity design.

Se vuoi avere maggiori informazioni sulla progettazione in capacità (capacity design) clicca qui.

Infine, per quanto riguarda il singolo elemento si fa riferimento al legame momento-rotazione, prendendo in riferimento un tratto di lunghezza pari all’altezza della sezione trasversale.

In caso in cui il momento sollecitante raggiunga il valore di plasticizzazione, si crea una cerniera plastica, questo modello viene chiamato a plasticità concentrata.

Bibliografia:

Aurelio Ghelfi e Pietro Lenza. (2017). Edifici antisismici in cemento armato. Dario Flaccovio editore.

Salvatore Lombardo, Valutazione della vulnerabilità sismica degli edifici esistenti in cemento armato, Dario Flaccovio editore, anno 2012.