05-Riepilogo e interpretazione delle definizioni terminologiche nella clausola 3.1 della norma EN 15129:2018

Come standard europeo fondamentale nel campo delladispositivi anti-sismici, EN 15129:2018 include la clausola 3.1 ("Termini e definizioni"), che stabilisce un sistema linguistico tecnico unificato per questo dominio. Questa clausola non solo definisce il concetto fondamentale di "dispositivo anti-sismico" ma specifica anche 51 termini chiave che coprono prestazioni, tipi, composizione del sistema e parametri di progettazione dei dispositivi. Fornisce riferimenti tecnici precisi per la progettazione, la produzione, i test e l'applicazione dei dispositivi antisismici.-Di seguito è riportata una panoramica completa dei punti chiave di questa clausola, organizzata in base ai riepiloghi della classificazione principale e all'interpretazione del valore complessivo.

1. Dispositivo anti-sismico: La definizione principale della clausola, che si riferisce a un dispositivo destinato a essere integrato in una struttura per modificare la risposta della struttura alle azioni sismiche assorbendo, dissipando, isolando o reindirizzando le forze sismiche. Deve soddisfare i requisiti prestazionali sia negli scenari di progettazione sismica che non-sismica e possedere la funzione di migliorare la resilienza della struttura. Questo termine funge da punto di partenza logico per tutta la terminologia correlata.
2. Dispositivo: una definizione di categoria-ampia che comprende tutti i componenti che modificano la risposta sismica di una struttura isolando la struttura, dissipando energia o formando vincoli permanenti/temporanei tramite connessioni rigide. Delinea l'ambito della successiva classificazione dei tipi di dispositivi.
3. Collegamento alla struttura: Si riferisce a componenti meccanici (ad esempio, ancoraggi, perni) che fissano l'interfaccia del dispositivo alla struttura o alla fondazione. Questi componenti devono essere in grado di trasmettere le forze generate dal dispositivo e di impedirne lo spostamento relativo, fungendo da collegamenti critici per il funzionamento coordinato del dispositivo e della struttura.

1, Parametri relativi allo spostamento-

• Spostamento di progetto (d_bd): Lo spostamento totale del dispositivo causato dalla traslazione e dalla rotazione attorno all'asse verticale delsistema di isolamentoquando la struttura è soggetta esclusivamente alle azioni sismiche di progetto. Serve come punto di riferimento di spostamento di base per la progettazione delle prestazioni del dispositivo.
• Spostamento di progetto delsistema di isolamento (d_CD): Lo spostamento orizzontale del sistema di isolamento al centro della rigidezza effettiva nella direzione principale sotto le azioni sismiche di progetto, che riflette la risposta di spostamento complessiva del sistema di isolamento.
• Spostamento massimo (d_Ed): Perdispositivi anti-sismicinei ponti, ciò si riferisce allo spostamento orizzontale totale massimo (compresi tutti gli effetti dell'azione e un fattore di adeguamento dell'affidabilitàd_bd; per altre strutture, lo èd_bdamplificato da un fattore di affidabilità. Rappresenta l'indicatore del limite superiore per la progettazione dello spostamento del dispositivo.

2, Parametri relativi a forza e rigidità-

• Forza progettuale (V_bd): La forza o il momento corrispondente allo spostamento di progetto del dispositivo d_bd, che funge da punto di riferimento principale per la progettazione delle prestazioni di carico del dispositivo-.
• Rigidità effettiva (K_{eff, b}): Il rapporto tra la forza orizzontale totale trasmessa dal dispositivo e la componente dello spostamento di progetto nella direzione principale (rigidità secante). Viene utilizzato per semplificare la caratterizzazione del comportamento meccanico del dispositivo, ma può essere applicato ai calcoli della risposta strutturale solo se la struttura viene analizzata linearmente e tutti i dispositivi presentano smorzamento e rigidità costanti.
• Rigidità del primo ramo (K₁): La rigidezza secante di adispositivo non lineare (NLD)entro l'intervallo di 0,1 V_bda 0,2 V_bd. Dispositivi lineari (LD)utilizzare lo stesso metodo per il calcolo della rigidezza. Questo parametro riflette le caratteristiche di rigidità del dispositivo nella fase iniziale.
• Rigidità del secondo ramo (K₂): La rigidezza secante entro l'intervallo di 0,5 d_bda d_bdbasato su un ciclo bilineare teorico, che rappresenta la variazione di rigidità del dispositivo nella fase di grande-spostamento.

3． Parametri relativi all'energia e allo smorzamento-

• Rapporto di smorzamento efficace (ε_{eff, b}): L'equivalentesmorzamento viscosovalore del dispositivo durante la risposta ciclica allo spostamento di progetto, calcolato in base all'energia dissipata nel terzo ciclo di carico. Viene utilizzato per semplificare la caratterizzazione del dispositivodissipazione di energiacapacità, ma dovrebbero essere notati anche i limiti nella sua applicazione all’analisi strutturale.
• Domanda di duttilità: Espresso come d_bd/d₁(dove d₁è lo spostamento all'intersezione delle due linee di rigidezza nel ciclo bilineare teorico) basato sul ciclo bilineare teorico. Si tratta di un parametro chiave per valutare la domanda plastica dei dispositivi di dissipazione di energia-(EDD) in base all'isteresi del materiale.
• Dissipazione energeticacapacità: la capacità del dispositivo di dissipare energia durante i cicli di spostamento del carico-, fungendo da indicatore di prestazione principale per i dispositivi di dissipazione di energia-.

1, Classificazione per comportamento meccanico

1), Dispositivo lineare (LD):Presenta una relazione di spostamento lineare o quasi-carico lineare-nell'intervallo di d_bd. Ha una buona stabilità ciclica, una dipendenza minima dalla velocità e nessuno spostamento residuo dopo lo scarico (o spostamento residuo < 2% dello spostamento massimo), ad esempio alcuni dispositivi di supporto elastico.

2).Dispositivo non lineare (NLD):Presenta una relazione di carico-spostamento non lineare, con stabilità ciclica soddisfacente e dipendenza minima dalla velocità. È classificato come tale se soddisfa una delle seguenti condizioni: "rapporto di smorzamento effettivo > 15%" oppure "(K_{eff, b}-K₁)/K₁> 20%". Si suddivide ulteriormente in:

• a).Dispositivo-di dissipazione di energia (EDD):Possiede una forte capacità di dissipazione dell'energia (rapporto di smorzamento effettivo > 15%) e tipicamente ha uno spostamento residuo significativo dopo lo scarico, ad esempio, smorzatori viscosi fluidi.
• b).Dispositivo elastico non lineare (NLED): Immagazzina molta più energia elastica rispetto all'energia dissipata durante la fase di carico (rapporto di smorzamento effettivo < 15%, ma rapporto di differenza di rigidità > 20%), ad esempio, alcuni dispositivi a molla non lineari.

3). Dispositivo di tempra (HD): Un tipo di dispositivo non lineare in cui sia la rigidezza effettiva K_{eff, b}e la rigidezza del secondo ramo K₂sono maggiori della rigidezza del primo ramo K₁. La sua rigidità aumenta con lo spostamento.

4).Dispositivo addolcitore (SD): Un tipo di dispositivo non lineare in cui sia la rigidezza effettiva K_{eff, b}e la rigidezza del secondo ramo K₂ sono inferiori alla rigidezza del primo ramo K₁. La sua rigidità diminuisce con lo spostamento.

2, Classificazione per funzione e principio

1).Isolatore: Possiede le caratteristiche fondamentali richieste perisolamento sismico, in grado di sopportare il carico gravitazionale della sovrastruttura e di adattarsi allo spostamento orizzontale. Alcuniisolatorianche averedissipazione di energiae capacità autocentrate-che fungono da componenti principali del sistema di isolamento, ad esempioisolatori in gomma, isolatori scorrevoli a superficie curva.

2).Smorzatore viscoso fluido (FVD):La sua forza assiale in uscita dipende esclusivamente dalla velocità applicata. Raggiunge la dissipazione di energia attraverso la forza di reazione generata dal fluido viscoso che scorre attraverso orifizi/valvole, rendendolo un tipico dispositivo di dissipazione dell'energia-dipendente dalla velocità-.

3).Ammortizzatore a molla fluida (FSD):La sua forza assiale in uscita dipende sia dalla velocità applicata che dallo spostamento. Combina la dissipazione di energia viscosa del fluido con l'effetto di compressione progressiva di una molla, presentando sia funzioni di dissipazione di energia che di regolazione della rigidità.

4).Dispositivo di ritenuta fusibile (FR): Limita il movimento relativo dei componenti collegati quando il carico è al di sotto di una soglia di forza preimpostata (forza di sfondamento) e consente il movimento quando tale soglia viene superata. È ulteriormente classificato in base al principio come:

a).Dispositivo di ritenuta fusibile idraulico (HFR):Dispositivo di ritenuta che realizza la funzione fusibile attraverso l'apertura di una valvola di sicurezza basata su principi idraulici.

b).Dispositivo di ritenuta fusibile meccanico (MFR): Dispositivo di ritenuta che realizza la funzione fusibile attraverso la frattura di un componente sacrificale.

5). Dispositivi di tipo-connessione:

• a).Dispositivo di connessione permanente (PCD): Fornisce un vincolo stabile in una o due direzioni orizzontali, in grado di adattarsi alla rotazione e allo spostamento verticale senza trasmettere momenti flettenti o carichi verticali. Si divide in dispositivi di connessione mobili (con vincolo in una direzione) e dispositivi di connessione fissi (con vincolo in due direzioni).
• b).Dispositivo di connessione rigida (RCD): Collega due elementi strutturali senza trasmettere momenti flettenti o carichi verticali, comprendendo dispositivi di connessione permanenti, dispositivi di ritenuta fusibili e dispositivi di connessione temporanei.
• c).Dispositivo di connessione temporanea (TCD):La sua forza in uscita dipende dalla velocità applicata. Fornisce la forza di reazione richiesta quando attivato dinamicamente e la forza di reazione minima durante il movimento lento, utilizzata in scenari di contenimento sismico temporaneo.
• d).Unità di trasmissione degli urti (STU): La sua forza in uscita dipende dalla velocità applicata. Fornisce una connessione dinamica ad elevata-rigidità attraverso la forza di reazione generata dal fluido viscoso che scorre attraverso gli orifizi, con una forza di reazione trascurabile sotto carichi a bassa-velocità. Viene utilizzato in specifici scenari di trasmissione del carico d'urto.

6). Dispositivi autocentranti-:

a).Dispositivo autocentrante statico-(StRD): Un tipo didispositivo-di dissipazione dell'energiala cui curva di carico-spostamento nel terzo ciclo passa attraverso o è vicina all'origine delle coordinate (distanza inferiore o uguale a 0,1d_bd), in possesso di capacità di autocentramento-di base.

b).Dispositivo autocentrante supplementare (SRCD):La sua curva di carico-spostamento nel terzo ciclo passa attraverso o è vicina all'origine delle coordinate e fornisce una forza di almeno 0,1 V_bddurante lo scarico di piccolo-dislocamento (0.1d_bd). Viene utilizzato per contrastare gli effetti delle forze non-conservative e fornire una capacità complessiva di autocentramento-per il sistema strutturale.

1. Sistema di isolamento: Una raccolta di dispositivi utilizzati per ottenere l'isolamento sismico, che fungono da unità integrale per la progettazione dell'isolamento strutturale.
2. Interfaccia di isolamento: Nella progettazione dell'isolamento sismico, l'interfaccia che separa la sottostruttura dalla sovrastruttura e ospita il sistema di isolamento. Funge da supporto installativo e funzionale del sistema di isolamento.
3. Sottostruttura: La parte della struttura al di sotto dell'interfaccia di isolamento che è ancorata alla fondazione. Sopporta e trasmette il carico della sovrastruttura alla fondazione.
4. Sovrastruttura: La parte della struttura sopra l'interfaccia di isolamento che è isolata dalle azioni sismiche. Presenta effetti sismici ridotti attraverso il sistema di isolamento.
5. Elemento fondamentale: il componente chiave di un dispositivo lineare o non lineare che ne determina il comportamento meccanico, fornendo caratteristiche fondamentali come flessibilità, dissipazione di energia e capacità auto-centrante, ad esempio piastre di acciaio, fili in leghe a memoria di forma, componenti in gomma.
6. Controllo della produzione in fabbrica (FPC): Un controllo interno permanente della produzione implementato dagli impianti di produzione in conformità con le pertinenti specifiche tecniche armonizzate, con registrazioni documentate. Garantisce coerenza e conformità nel processo di produzione dei dispositivi antisismici-.
7. Gamma di prodotti: Un gruppo di prodotti fabbricati dallo stesso produttore, per il quale i risultati delle prove di tipo di una o più caratteristiche sono validi per tutti i prodotti della gamma. Semplifica il processo di certificazione del prodotto.
8. Tipo di prodotto-: Una raccolta di prodotti fabbricati utilizzando specifiche combinazioni di materie prime e processi di produzione, che rappresentano uno specifico livello o grado di prestazione, basato sulle caratteristiche chiave dei prodotti da costruzione. Serve come base per la standardizzazione dei prodotti e la gestione della classificazione.
9. Vita utile di un dispositivo: il periodo durante il quale si prevede che il dispositivo funzioni normalmente entro i parametri specificati. Si basa sulla dichiarazione del produttore ed è specificato nelle specifiche tecniche del progetto, fornendo una base per la pianificazione della manutenzione e della sostituzione del dispositivo.

Le definizioni terminologiche nella clausola 3.1 della norma EN 15129:2018 non sono un elenco isolato di concetti ma formano un sistema di linguaggio tecnico logicamente rigoroso che copre l'intero ciclo di vita didispositivi anti-sismici. Il suo valore si riflette principalmente nei seguenti tre aspetti:

Gli istituti di ricerca, progettazione, produzione e regolamentazione relativi ai dispositivi antisismici- sono distribuiti in diversi paesi europei. Definendo con precisione la connotazione e l'estensione dei termini, questa clausola fornisce un punto di riferimento unificato per la comunicazione tecnica inter-regionale e inter{3}}entità. Ad esempio, i criteri quantitativi (rapporto di smorzamento, rapporto di differenza di rigidità) per distinguere tra "dispositivi lineari" e "dispositivi non lineari"evitare confusione nella classificazione dei dispositivi causata da giudizi soggettivi; i chiari metodi di calcolo per parametri quali "rigidità effettiva" e "spostamento di progettazione" garantiscono la comparabilità dei risultati della valutazione delle prestazioni dei dispositivi tra diverse istituzioni, eliminando le barriere linguistiche per la collaborazione tecnica e la circolazione commerciale nel mercato pan-europeo.

Le definizioni terminologiche nella clausola attraversano l'intero processo di progettazione, produzione e applicazione del dispositivo, fornendo una guida tecnica chiara. Nella fase di progettazione, lo “spostamento di progetto d_bd" e "forza di progettazione V_bd" forniscono parametri di riferimento per l'impostazione dei parametri prestazionali del dispositivo, mentre la "richiesta di duttilità" e il "rapporto di smorzamento effettivo" guidano la progettazione della plastica e la verifica della capacità di dissipazione dell'energia didispositivi-di dissipazione dell'energia. Nella fase di produzione, definizioni come "controllo della produzione in fabbrica (FPC)" e "gamma di prodotti" standardizzano la gestione del processo produttivo e la logica di certificazione del prodotto. Nella fase di applicazione, la definizione di "sistema di isolamento" e "interfaccia di isolamento" chiarisce il posizionamento dei dispositivi nella struttura e i requisiti per l'integrazione del sistema, mentre la definizione di "vita utile" fornisce un riferimento temporale-per la manutenzione successiva. Inoltre, la clausola fa ripetutamente riferimento a standard come EN 1990 (elementi fondamentali della progettazione strutturale) ed EN 1998 (progettazione sismica degli edifici), garantendo ulteriormente l'allineamento della conformità tra la progettazione del dispositivo antisismico-e la progettazione strutturale complessiva.

Le definizioni terminologiche contenute nella clausola bilanciano “precisione” e “inclusività”, riservando spazio all’innovazione tecnologica indispositivi anti-sismici.Ad esempio, la definizione di "dispositivo anti-sismico" si concentra sulla "funzione (modifica della risposta sismica)" piuttosto che sulla specifica di strutture o principi specifici, consentendo alle tecnologie emergenti come i dispositivi in ​​lega a memoria di forma e gli smorzatori intelligenti di essere naturalmente incorporati nel quadro standard. I criteri di classificazione per "dispositivi non lineari"adottare indicatori quantitativi (rapporto di smorzamento, rapporto di differenza di rigidezza) invece di elencare tipologie specifiche, evitando l'obsolescenza del sistema terminologico dovuta all'iterazione tecnologica. Questo approccio "orientato alle funzioni-+definizione quantitativa" non solo garantisce la standardizzazione delle attuali applicazioni tecnologiche, ma fornisce anche un quadro di adattamento flessibile per il futuro sviluppo tecnologico.

Il sistema di definizione della terminologia di cui al punto 3.1 della norma EN 15129:2018 costituisce la pietra angolare della standardizzazione tecnica nel campo della normativa europea.dispositivi anti-sismici. Attraverso una classificazione chiara, una quantificazione precisa e una logica rigorosa, trasforma l'intera-catena degli elementi tecnici didispositivi anti-sismici-dal concetto all'applicazione-in simboli linguistici utilizzabili e verificabili. Non solo fornisce uno strumento di comunicazione tecnica unificato per ingegneri, produttori e istituti di regolamentazione, ma garantisce anche l'affidabilità delle prestazionidispositivi anti-sismicie la sicurezza delle applicazioni strutturali. Per i professionisti impegnati nell'ingegneria sismica, una profonda comprensione della connotazione dei termini in questo punto è un prerequisito chiave per padroneggiare il contenuto principale della norma EN 15129:2018 e promuovere l'applicazione standardizzata e lo sviluppo innovativo ditecnologia dei dispositivi anti-sismici.