Analisi a lungo termine di edifici alti in calcestruzzo armato soggetti ad azioni torsionali di tipo permanente generate dalla geometria strutturale

Concerning the tall buildings’ panorama, the continuum development of materials and construction techniques has brought a constantly increasing in the architectural complexity of the designed structures. This complexity is reflected also in the observed structural behaviour, which shows non-conventional stresses’ and strains’ state that arises from the interaction between the non-conventional geometry and the applied loads. If those are not adequately taken into account at the design phase, they could bring the structures and the non-structural systems towards ill operational state during the service life of the building. Among the examples of these phenomena, the problem of the interaction between reinforced concrete core of tall buildings and the presence of torsional actions has been taken in consideration in the current thesis. The studied torque is due to the presence of inclined systems of columns, which implies the arising of horizontal actions at the level of the slabs and taken by the core as applied torque moments. Moreover, the analysis has to properly include the long term effects bound to the application to concrete elements of a long-lasting state of stress. It has also been taken into account the construction phase approach for the arising of the structure. The object of the work developed is to provide a simplified approach able to catch in an easy but reliable way the deformations’ trend considering all of these aspects, through fast manual evaluation. The starting point has been the approach applied for the studying of the column shortening.

Nell’ambito degli edifici alti, il continuo sviluppo dei materiali e delle tecniche di costruzione ha condotto ad un’evoluzione delle forme architettoniche portando alla progettazione di edifici con strutture sempre più irregolari e complesse. Ciò ha ripercussioni sul comportamento strutturale degli stessi, in quanto si generano stati di sollecitazione legati all’interazione tra i carichi applicati e la geometria della costruzione. Essi, se non debitamente studiati in fase di progettazione, possono comportare un cattivo funzionamento della struttura e delle componenti non strutturali durante la vita di servizio e addirittura ad un’anticipata condizione di non operatività. Tra gli esempi di tali condizioni, nel lavoro sviluppato si è preso in considerazione il caso degli edifici alti con nucleo centrale in calcestruzzo armato soggetti a torsione. L’azione torcente studiata è conseguenza della presenza di sistemi di colonne inclinate, che quindi, anche in presenza di soli carichi verticali, portano alla nascita di azioni orizzontali ai vari piani. Esse si ripercuotono come azioni torcenti sul nucleo. Inoltre, si rende necessario considerare gli effetti legati alla viscosità, in quanto rappresentano uno stato sollecitativo che si mantiene nel tempo. È stata considerata anche la costruzione per fasi della struttura. L’obbiettivo del lavoro di tesi è stato quello di studiare un approccio semplificato che includesse tutto ciò e permettesse valutazioni manuali rapide e attendibili, almeno per una fase progettuale di tipo preliminare. L’intero sviluppo è stato eseguito partendo dall’approccio utilizzato per lo studio delle deformazioni assiali delle colonne in calcestruzzo armato, estendo l’analisi ai nuclei soggetti a torsione.