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AvantiPrestazioni e capacità delle mega colonne composite con sezioni di acciaio laminato a caldo
L'ottimizzazione dei materiali da costruzione, compresa la riduzione dimensionale dei componenti strutturali del sistema, è fondamentale nella moderna costruzione di grattacieli. I componenti strutturali compositi costituiti da cemento e acciaio sono una soluzione sostenibile. Questo documento di ricerca indaga l'uso di mega colonne composite con sezioni di acciaio laminato a caldo fissate nel calcestruzzo, utilizzate come sistemi strutturali verticali. I test sono stati condotti per esplorare la capacità massima, gli spostamenti, la distribuzione delle sollecitazioni, la duttilità e la rigidità, culminando in metodi di progettazione semplificati basati su codici europei, cinesi e americani.
Estratto del documento
“Le colonne in cemento armato rinforzato con acciaio (SRC) sono ampiamente utilizzate nei grattacieli, poiché forniscono una maggiore capacità portante e una migliore duttilità rispetto alle tradizionali colonne in semplice cemento armato (RC). Questo tipo di sistema strutturale non è ancora esplicitamente trattato nei codici di progettazione. Questo documento mira a presentare il comportamento di una nuova configurazione di mega colonne: colonne in cemento armato con rinforzo in profili in acciaio isolati (ISRC). È stato condotto un test in due fasi su colonne ISRC in scala progettate sulla base di una tipica mega colonna di un edificio molto alto. La fase 1 dello studio include sei colonne ISRC in scala 1/4 sotto carichi statici: ogni due colonne di prova, esse vengono caricate staticamente con un rapporto di eccentricità di 0, 10% e 15%, rispettivamente. La fase 2 dello studio include quattro colonne ISRC in scala 1/6 sotto carichi quasi statici: ogni due colonne di prova, esse sono state caricate sotto carichi sismici simulati con rapporti di eccentricità equivalenti rispettivamente del 10% e del 15%. Un'analisi agli elementi finiti (FEA) è stata condotta come supplemento ai test fisici per fornire una visione più approfondita del comportamento delle "mega colonne". Viene definito un metodo di distribuzione plastica dei carichi esteso per valutare la capacità delle colonne di prova. Il metodo si basa su semplificazioni simili a quelle proposte negli EC4 [1]. L'ambito di quest'ultimo standard è limitato alla considerazione di un unico profilo in acciaio. Il metodo è convalidato da confronti con risultati sperimentali e di simulazione numerica utilizzando programmi avanzati agli elementi finiti, che mostrano una buona precisione nei risultati. "
Documento di ricerca, estratto e immagini: © Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin
Introduzione: Constructalia