Numerical modeling of the monotonic and cyclic behavior of exterior RC beam-column joints

Past and recent seismic events have highlighted undesirable brittle failure in RC frame structures, indicating that a substantial damage may result from beam-column joints in non-seismically designed buildings. This paper presents a numerical investigation on exterior RC joints under seismic loading based on a macro-modelling approach, which employs the “scissors model” to schematize the shear behavior of the joint and the bond-slip of the longitudinal steel rebars at the beam-joint interface. A set of literature experimental tests have been used to develop a model for the estimate of the maximum shear strength and a new multilinear shear stress-strain law of the joint element. Cyclic analyses have been also performed by implementing the “pinching4” material parameters available in OpenSees, governing the hysteresis rules and pinching effect.

I passati e i recenti eventi sismici hanno evidenziato meccanismi di rottura fragili negli edifici in c.a., riconducibili spesso a danni localizzati nei nodi trave-colonna. Questa memoria illustra uno studio numerico su nodi esterni in c.a. soggetti ad azione sismica tramite un approccio di macro-modellazione, con l’uso dello “scissors model” per la riproduzione del comportamento a taglio del nodo e del fenomeno di sfilamento delle barre metalliche all’interfaccia nodo-trave. È stato selezionato un gruppo di test sperimentali di letteratura per mettere a punto un modello numerico in grado di stimare la massima resistenza a taglio e proporre una legge multilineare tensione-deformazione dell’elemento nodale. Sono state effettuate anche analisi cicliche implementando opportunamente i parametri del materiale “pinching4” disponibile in OpenSees, utili a definire le leggi di isteresi e l’effetto pinching.