Fragilità da plasticità ciclica: una sintesi di Neuber nell’Eurocodice 3

The current approach to seismic calculation of steel structures, outlined by Eurocode 3, relies on models and parameters that simplify reality, potentially offering a less-than-accurate view of the dissipative capacity and actual behavior of the structure. Is it truly possible to represent the complex plastic behavior of a structure through a single value, such as the behavior factor? This is a contentious issue, especially considering that the main points of failure during real seismic events (characterized by low-cycle loads) are often the structural joints elements that are typically neglected in traditional calculation models. This thesis proposes an innovative approach based on Neuber’s energy law, which avoids the simplifications inherent in conventional methods. Instead of relying on complex nonlinear analyses, a linear static analysis is adopted, utilizing results in terms of stresses and strains to describe the actual cyclic and monotone plastic behavior of steel connections. These connections are modeled through QUAD4 Plate elements, with coarse mesh, accounting for their real plastic behavior.

L’approccio attuale al calcolo sismico delle strutture in acciaio, delineato dall’Eurocodice 3, si basa su modelli e parametri che semplificano la realtà, rischiando di offrire una visione non del tutto corretta della capacità dissipativa e del comportamento reale della struttura. Rappresentare il complesso comportamento plastico di una struttura attraverso un unico valore, come il fattore di comportamento , è davvero possibile? La questione è controversa, soprattutto se si considera che le principali sedi di rottura durante eventi sismici reali (caratterizzati da carichi di tipo oligociclico) sono spesso i nodi strutturali, elementi che nei modelli di calcolo tradizionali si tendono a trascurare. Questa tesi propone un approccio innovativo basato sulla legge energetica di Neuber, che evita le semplificazioni insite nei metodi convenzionali. Invece di affidarsi a complesse analisi non lineari, si adotta un’analisi statica lineare che sfrutta i risultati in termini di tensioni e deformazioni per descrivere il comportamento plastico monotono e ciclico effettivo di connessioni in acciaio, che vengono modellate attraverso elementi Plate QUAD4, con mesh rada, considerando il reale comportamento plastico.