Seismic behaviour of composite steel-concrete frames with dissipative devices

device devoted to improve the seismic resistance of steel and composite steel-concrete structures is analyzed. After a first part that focuses on experimental tests already carried out, the device is applied to different structures. The devices are properly design for each type of structure to obtain best performance in terms of global collapse mechanism. Three composite steel-concrete frames are considered: all are made of S355 structural steel; first (Frames 1) is eight story building, the second (Frames 2) is four story building and the third (Frame 3) two story building. Non-linear static analyses (Pushover) was performed for building design to MDC whit PGA of 0.2g. The software SAP2000 is used for all the analyses executed, both for the phase concerning the experimental tests and the one concerning the analyses performed on the frames considered. The key concept of the device is the concentration of the damage inside it, forcing the plastic hinge to remain within the fuse and avoiding the spreading of inelasticity near the beam to column connection. Moreover the results show the prevention of the formation of the soft story plastic mechanism. Global frame performance was investigate through behaviour factor assessment based on static pushover capacity curve. Most approaches for behaviour factor assessment are presented. Each proposal comes with its own definition of safety target and seismic performance assessment method. Comparison between different method result and supposed initial behaviour factor conclude this thesis work.

Viene analizzato un dispositivo sviluppato per migliorare la resistenza sismica di acciaio e strutture in acciaio-calcestruzzo. Dopo una prima parte che si concentra su prove sperimentali già effettuate, il dispositivo viene applicato a differenti strutture. I dispositivi sono adeguatamente progettati per ogni tipo di struttura per ottenere le migliori prestazioni in termini di meccanismo di collasso globale. Tre telai in acciaio-calcestruzzo vengono presi in considerazione: tutti sono fatti di acciaio strutturale S355; il primo (Frame 1) è un edificio di otto piani, il secondo (Frame 2) è di quattro e il terzo (Telaio 3) è a due piani. Analisi statiche non lineari (Pushover) sono state fatte per verificare la progettazione degli edifici di media duttilità progettati con accelerazione 0,2g. Il software utilizzato per tutte le analisi SAP2000 è, sia per la fase relativa alle prove sperimentali che per quella relativa alle analisi effettuate sui telai considerati. Il concetto fondamentale è la concentrazione del danneggiamento dovuto al sisma, forzando la cerniera plastica a rimanere all'interno del fusibile ed evitando la diffusione del danno al vicino collegamento trave-colonna. Inoltre i risultati mostrano la prevenzione della formazione del meccanismo di soft-story. Prestazioni globali del telaio sono state indagate attraverso valutazione dei fattori di comportamento sulla base di curva di capacità. La maggior parte degli approcci per la valutazione del fattore di comportamento sono presentati. Ogni metodo è dotato di una propria definizione del target di sicurezza e di valutazione delle prestazioni sismiche. Il confronto tra i diversi risultati e il presunto fattore di comportamento iniziale concludere questo lavoro di tesi.