Un spettro di risposta rappresenta le risposte massime del sistema per un gruppo di sistemi con grado di libertà singolo (EMS) a una determinata eccitazione del sistema, ad esempio il valore medio di diverse registrazioni sismiche. Gli EMS hanno le stesse proprietà di smorzamento, ma periodi propri diversi. Le risposte massime del sistema dei singoli EMS sono rappresentate in funzione del periodo proprio dell'EMS; questo grafico è il cosiddetto spettro di risposta.
Il metodo con spettro di risposta presenta grandi vantaggi in termini di tempo di calcolo. Rappresenta inoltre un metodo comune, specificato in diverse norme costruttive. Si noti, tuttavia, che si tratta di un metodo approssimato per determinare le forze interne massime del modello. Informazioni dettagliate sul metodo con spettro di risposta sono disponibili, ad esempio, in Wilson [1] o Tedesco [2].
Per l'analisi è disponibile un metodo con spettro di risposta multimodale. È possibile impostare gli spettri rilevanti secondo norma o crearli in modo personalizzato. Gli spettri utilizzati nel modello sono gestiti nella finestra di dialogo Spettro di risposta.
Base
Nella scheda Base è possibile specificare il tipo di spettro di risposta presente e definirne i parametri.
Tipo di definizione
Specificare come si desidera definire lo spettro di risposta. Nell'elenco sono disponibili quattro tipi di definizione.
Personalizzato
Se si descrive uno spettro di risposta in modo personalizzato, è possibile specificare i valori caratteristici nella sezione "Periodi e accelerazioni": inserire nella tabella i periodi T o le frequenze f con le relative accelerazioni Sa riga per riga.
Tramite la tabella è possibile definire individualmente il diagramma accelerazione-periodo o accelerazione-frequenza. L'ordine delle righe inserite può essere arbitrario. È così possibile integrare successivamente coppie di valori che si trovano tra valori già definiti.
Poiché deve essere presente uno spettro di risposta coerente, i valori vengono visualizzati in rosso in caso di ordine errato. In questo caso, utilizzare il pulsante
per ordinare le righe in ordine crescente.
Con il pulsante
è possibile eliminare la riga della tabella selezionata.
Il pulsante
consente di importare da Excel i valori tabulari di un diagramma. Con il pulsante
è possibile esportare in Excel lo spettro di risposta personalizzato.
Le funzioni per salvare gli spettri personalizzati in una libreria e ricaricarli da lì sono ancora in sviluppo. Pertanto, i pulsanti
sono bloccati.
Se le coppie di valori hanno un passo temporale costante tra loro, attivare la casella di controllo ΔT sotto la tabella. Specificare quindi il passo del periodo nel campo accanto
. Se ora si inseriscono le accelerazioni nella tabella, il tempo viene impostato automaticamente con i passi ΔT. È possibile modificare il passo ΔT in qualsiasi momento per inserire ulteriori coppie di valori con un passo temporale diverso. Questa funzione è descritta nel capitolo
Accelerogrammi
.
Personalizzato con fattore g
Con questa possibilità è possibile definire manualmente i valori tabulari di uno spettro di risposta come descritto nella sezione Personalizzato. Inserire nella tabella "Periodi e accelerazioni" i valori dei periodi T o delle frequenze f con le relative accelerazioni Sa.
L'accelerazione è adimensionale: ogni valore inserito viene moltiplicato per il fattore g definito nei dati di base del modello (impostazione predefinita: g = 10 m/s²). Se necessario, è possibile modificare il valore dell'accelerazione di gravità nella scheda Impostazioni e opzioni.
Generare da accelerogramma
È possibile generare lo spettro di risposta da uno degli Accelerogrammi definiti per il modello o creati qui nella finestra di dialogo.
Selezionare l'accelerogramma nell'elenco. Il pulsante
consente di verificare i parametri dell'accelerogramma selezionato e, se necessario, di modificarli. Con il pulsante
è possibile creare un nuovo accelerogramma secondo criteri personalizzati o importarlo da una
Libreria
di terremoti registrati.
Selezionare nell'elenco la "Direzione" dell'asse globale in cui deve essere impostato lo spettro di risposta. A seconda della direzione, gli accelerogrammi possono presentare diversi andamenti accelerazione-periodo.
Con le ulteriori opzioni è possibile modificare i "Parametri di conversione" con cui viene generato lo spettro di risposta dall'accelerogramma. Dopo ogni modifica, lo spettro di risposta viene aggiornato nel diagramma. Nella scheda "Valori tabulari" è possibile verificare i valori del periodo T e dell'accelerazione Sa.
- Lo "Smorzamento" viscoso D è lo smorzamento del gruppo di sistemi con grado di libertà singolo (EMS) per i quali vengono calcolate le risposte massime del sistema. Le accelerazioni generate sono tanto minori quanto più alto è lo smorzamento viscoso impostato.
- L'"Intervallo" descrive la durata tra il tempo minimo Tmin come periodo del primo EMS e il tempo massimo Tmax come periodo dell'ultimo EMS, utilizzato nella generazione dello spettro di risposta.
- Il "Numero di campioni" rappresenta il numero di passi tra il tempo minimo e massimo (periodo). Con questo valore è possibile influenzare il numero di punti dati generati. Il numero di campioni influisce anche sulla precisione con cui viene approssimato l'accelerogramma sottostante.
Secondo norma
È possibile generare lo spettro di risposta dai parametri definiti in una norma. È preimpostata la norma specificata nella scheda Norme I dei dati di base del modello.
Se si modifica la norma nei dati di base, i parametri e i valori standard si adattano alle specifiche del regolamento.
Se nella scheda Parametri del modello è stata definita la posizione geografica dell'opera, vengono utilizzate le accelerazioni del luogo corrispondente.
È possibile selezionare i parametri negli elenchi o definirli manualmente a seconda del tipo di parametro e della norma. Molti regolamenti distinguono tra uno spettro di progetto lineare con l'uso di un coefficiente di duttilità q e uno spettro di risposta elastico con l'uso di un coefficiente per lo smorzamento η. Definire la "Forma dello spettro" tramite l'elenco.
La "Direzione dello spettro" controlla se viene utilizzato uno spettro di risposta orizzontale o verticale.
Alcune celle sono occupate da parametri fissi. Ad esempio, secondo EN 1998-1 CEN i parametri S, TB, TC e TD sono determinati dalle classi del terreno da A a E; i valori non possono essere modificati. Se si desidera comunque modificare questi parametri, specificare la classe del terreno Altro. Questa opzione è disponibile per diverse norme. Abilita i parametri associati.
Diagramma
Nella sezione inferiore è rappresentato il diagramma dello spettro di risposta generato dalle specifiche. Le funzioni del diagramma sono descritte nel capitolo Spettro di risposta .
Valori tabulari
La scheda Valori tabulari è disponibile solo se lo spettro di risposta viene generato tramite il tipo di definizione Generare da accelerogramma.
In questa scheda è possibile verificare i valori dei periodi T con le relative frequenze f e accelerazioni Sa. La tabella corrisponde quindi all'input di uno spettro di risposta descritto nella sezione Personalizzato. I valori in questa tabella non possono tuttavia essere modificati.