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SEMINARIO ANNUALE GLIS
L’ADEGUAMENTO DEGLI EDIFICI
CON I SISTEMI ANTISISMICI PESCARA, 18 OTTOBRE 2013
APPLICAZIONI DEI SISTEMI ANTISISMICI E DEL
METODO CAM ALL’EDILIZIA RESIDENZIALE
Antonello Salvatori
Università degli Studi dell’Aquila
Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile Architettura ed Ambientale
Il terremoto del 6 aprile 2009
L’evento del 6 aprile 2009, iniziato all’1:32.39 UTC (Tempo
Universale Coordinato), è stato un terremoto distensivo (Fig. 1)
di magnitudo momento MW = 6.3 e momento sismico M0 = 3.7
x 1018 N m (INGV). Le coordinate dell’epicentro sono 42.348 N,
13.380 E, con profondità focale pari a circa 10 km (Celebi et al
2009).
L’AquilaL’Aquila
Faglia normale
(distensiva)
L’Aquila
Il terremoto del 6 aprile 2009
L’intensità macrosismica massima, risentita a Onna, è stata
pari a X MCS, mentre nell’area centrale de L’Aquila il
risentimento medio è stato pari a IX MCS. Altri valori di
intensità macrosismiche significativi sono: Castelnuovo IX-X,
Paganica IX, Poggio di Roio IX, Tempera IX, Villa Sant'Angelo
IX, Colle di Roio VIII, Roio Piano VIII.
I valori di accelerazione efficace EPA corrispondenti in prima
approssimazione alle intensità macrosismiche sono: X MCS =
0.37 g, IX-X = 0.30 g, IX MCS = 0.24 g, VIII MCS = 0.15 g
(Decanini et al 1995).
Il numero delle vittime ammonta a 309, delle quali 135 avvenute
in 15 edifici con struttura di cemento armato, che costituiscono
circa l’1 % del patrimonio edilizio in cemento armato, le altre
occorse in costruzioni in muratura.
Il terremoto del 6 aprile 2009
Stazione EPA
g
AQV-EW 0.471
AQV-NS 0.502
AQG-EW 0.316
AQG-NS 0.309
AQA-EW 0.254
AQA-NS 0.384
AQK-EW 0.220
AQK-NS 0.245
AQU-EW 0.209
AQU-NS 0.156
Il terremoto del 6 aprile 2009
AQA_EW
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
T (s)
Cy (
g) elastic
m=2
m=4
AQA_NS
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
T (s)
Cy (
g)
AQG_EW
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
T (s)
Cy (
g)
AQG_NS
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
T (s)
Cy (
g)
Il terremoto del 6 aprile 2009
AQM_EW
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
T (s)
Cy (
g)
AQM_NS
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
T (s)
Cy (
g)
Il terremoto del 6 aprile 2009
0
5
10
15
20
25
30
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
T (s)
d (
cm
)
AQK_EW 6 apr 01:33
AQK_EW 6 apr 02:37AQK_EW 6 apr 23:15
AQK_EW 7 apr 17:48AQK_EW 9 apr 00:53
AQK_EW 9 apr 19:38
0
5
10
15
20
25
30
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
T (s)
d (
cm
)
AQK_NS 6 apr 01:33
AQK_NS 6 apr 02:37
AQK_NS 6 apr 23:15
AQK_NS 7 apr 17:48
AQK_NS 9 apr 00:53
AQK_NS 9 apr 19:38
0
5
10
15
20
25
30
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
T (s)
d (
cm
)
AQG_EW 6 apr 01:33
AQG_EW 6 apr 02:37
AQG_EW 7 apr 17:48
AQG_EW 9 apr 00:53
AQG_EW 9 apr 19:38
0
5
10
15
20
25
30
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
T (s)
d (
cm
)
AQG_NS 6 apr 01:33
AQG_NS 6 apr 02:37
AQG_NS 7 apr 17:48
AQG_NS 9 apr 00:53
AQG_NS 9 apr 19:38
Il terremoto del 6 aprile 2009
Il terremoto del 6 aprile 2009
Il terremoto del 6 aprile 2009
Il terremoto del 6 aprile 2009
Il terremoto del 6 aprile 2009
Il terremoto del 6 aprile 2009
Il terremoto del 6 aprile 2009
Il terremoto del 6 aprile 2009
Il terremoto del 6 aprile 2009
Il terremoto del 6 aprile 2009
IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:
LE STRUTTURE: COLLASSI STRUTTURALI
IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:
LE STRUTTURE
ROTTURE LOCALIZZATE NEI NODI NON CONFINATI
CRITICITA’ DELLE RIPRESE DI GETTO
IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:
LE STRUTTURE
ROTTURE A TAGLIO CAUSATE DALLE FINESTRE A NASTRO
IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:
LE STRUTTURE: COLLASSI STRUTTURALI
IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:
LE STRUTTURE: COLLASSI STRUTTURALI
CARENZA DEI MATERIALI
ROTTURA SULLE RIPRESE DI GETTO
COMPORTAMENTO FRAGILE: ROTTURE PER TAGLIO
MANCANZA DI CURA NEI DETTAGLI COSTRUTTIVI
IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:
LE STRUTTURE: COLLASSI STRUTTURALI
CARENZA DEI MATERIALI
ROTTURA SULLE RIPRESE DI GETTO
COMPORTAMENTO FRAGILE: ROTTURE PER TAGLIO
PILASTRI CORTI: ROTTURE PER TAGLIO
ASSENZA DI STAFFE
IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:
LE STRUTTURE: COLLASSI STRUTTURALI
IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:
LE STRUTTURE: COLLASSI STRUTTURALI
ROTTURE A TAGLIO
DEI PILASTRI TOZZI
CON FINESTRE
A NASTRO
IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:
LE STRUTTURE: COLLASSI STRUTTURALI
ROTTURA DEI PILASTRI
PER IRREGOLARITA’
STRUTTURALE: FORMA
E PIANO PILOTIS
IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:
LE STRUTTURE: COLLASSI STRUTTURALI
IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:
LE STRUTTURE: COLLASSI STRUTTURALI
IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:
LE STRUTTURE: ROTTURE DEI NODI
IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:
LE STRUTTURE: ROTTURE DEI NODI
IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:
LE STRUTTURE: ROTTURE DEI PILASTRI
IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:
LE STRUTTURE: ROTTURE DEI PILASTRI
IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:
LE STRUTTURE: ROTTURE DEI PILASTRI
IL COMPORTAMENTO DELLE
STRUTTURE IN MURATURA
IL COMPORTAMENTO DELLE
STRUTTURE IN MURATURA
IL COMPORTAMENTO DELLE
STRUTTURE IN MURATURA
IL COMPORTAMENTO DELLE
STRUTTURE IN MURATURA
IL COMPORTAMENTO DELLE
STRUTTURE IN MURATURA
IL COMPORTAMENTO DELLE
STRUTTURE IN MURATURA
IL COMPORTAMENTO DELLE
STRUTTURE IN MURATURA
42
Adeguamento sismico delle strutture
Deficit di resistenza (valori medi):
Meccanismi duttili: 12%
Meccanismi fragili: 18%
Nodi; 62%
Media: 31%
SI RENDE NECESSARIO
L’ADEGUAMENTO SISMICO
DELLE STRUTTURE
Obiettivi:
1. Raggiungimento dei livelli di sicurezza prescritti dalle NTC08;
2. Abbattimento dei costi di riparazione post-evento sismico;
3. Aumento della capacità di dissipazione energetica;
Danni strutturali → PILASTRI E PARETI
I principali MECCANISMI DI ROTTURA nei pilastri sono:
- Crisi a presso-flessione
- Crisi fragile per taglio
- Interazione con le tamponature
Epoca di costruzione degli edifici in cui risiedono famiglie
La quasi totalità di queste strutture manifesta evidenti carenze strutturali, principalmente
dovute alle lacune culturali contenute nelle precedenti normative tecniche per le costruzioni in
zona sismica
I principali meccanismi di crisi nelle tamponature sono:
- Schiacciamento della tamponatura in prossimità degli spigoli
- Crisi per trazione diagonale
- Scorrimento orizzontale nella zona centrale del pannello
Danni non strutturali → TAMPONATURE
IL METODO CAM E L’ISOLAMENTO SISMICO FERRARA 2013
RIL
IEV
O D
EL D
AN
NO
IL METODO CAM E L’ISOLAMENTO SISMICO FERRARA 2013
Strategie di PROTEZIONE SISMICA
- Incremento della CAPACITA’ della struttura
- Riduzione della DOMANDA SISMICA
“Lo scopo è quello di avvicinare la capacità della struttura alla domanda sismica e di ridurre
cosi la vulnerabilità dell’edificio”
L’applicazione della tecnologia CAM
- AUMENTA LA RESISTENZA a taglio di pilastri e
travi
- AUMENTA LA DUTTILITA’, cioè permette di
incrementare il valore della deformazione
convenzionale ultima del calcestruzzo
Derivanti dall’azione di confinamento
L’inserimento degli ISOLATORI permette di:
- AUMENTARE IL PERIODO PROPRIO DI
OSCILLAZIONE proprio di oscillazione della
struttura in modo da ridurre la forzante di
accelerazione
- RIDURRE GLI SPOSTAMENTI relativi tra gli
impalcati
45
Applicabilita’ dell’isolamento sismico al costruito aquilano
62%19%
2%
1%14%
2%
Agibilità edifici in C.A.
A
B
C
D
E
F63%11%
3%
1%
17%
5%
Agibilità edifici misti
A
B
C
D
E
F
49%
11%3%
1%
30%
6%
Agibilità edifici muratura
A
B
C
D
E
F
A: Agibile;
B: Temporaneamente inagibile ma agibile con provvedimenti di pronto intervento
C: Parzialmente inagibile ;
D: Temporaneamente inagibile da rivedere con approfondimento;
E: Inagibile;
F: Inagibile per cause esterne;
Edifici in muratura Edifici in C.A. Edifici misti
Spostamento in sommità in direzione X
46
Spostamento in sommità in direzione Y
47
Taglio alla base in direzione X
48
Taglio alla base in direzione Y
49
Accelerazione in direzione X
50
Accelerazione in direzione Y
51
IL SISTEMA DI ISOLAMENTO ALLA BASE
ISOLATORI IN GOMMA AD ELEVATO SMORZAMENTO,
COMUNEMENTE DENOMINATI HDRB (HIGH DAMPING RUBBER
BEARING).
QUESTI ELEMENTI SONO COSTITUITI DA PIASTRE IN ACCIAIO
(ARMATURA), DI SPESSORE LIMITATO, IMMERSE IN UNA
MATRICE ELASTOMERICA (GOMMA) E A QUESTA COLLEGATE
MEDIANTE VULCANIZZAZIONE.
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
ISOLAMENTO
SISMICO
RIDUZIONE
DEL DRIFT
RIDUZIONE
DEL TAGLIO
ALLA BASE
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
CASO DI STUDIO 1 – ISOLAMENTO IN TESTA AI PILASTRI
DEL PIANO INTERRATO
EDIFICIO IN C.A. TECNICHE MISTE: ISOLAMENTO + C.A.M.
EDIFICIO IN C.A. TECNICHE MISTE: ISOLAMENTO + C.A.M.
EDIFICIO IN C.A. TECNICHE MISTE: ISOLAMENTO + C.A.M.
EDIFICIO IN C.A. TECNICHE MISTE: ISOLAMENTO + C.A.M.
EDIFICIO IN C.A. TECNICHE MISTE: ISOLAMENTO + C.A.M.
EDIFICIO IN C.A. TECNICHE MISTE: ISOLAMENTO + C.A.M.
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
EDIFICIO
CON DANNI
STRUTTURALI
AI PILASTRI
DEL PIANO
INTERRATO
DANNI SEVERI
A TRAMEZZI E
TAMPONATURE
AI PRIMI DUE
LIVELLI
DANNI LIEVI
AGLI ALTRI
LIVELLI
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
SOTTODIMENSIONAMENTO DELLA FONDAZIONE ROTTURE A TAGLIO
DEI PILASTRI
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
RINFORZO DEL PILASTRO DI BASE – PULVINO TAGLIO DEL PILASTRO
APPLICAZIONI DELL’ISOLAMENTO SISMICO
A L’AQUILA
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
TAGLIO DEL PILASTRO – DECOMPRESSIONE INSERIMENTO ISOLATORE
APPLICAZIONI DELL’ISOLAMENTO SISMICO
A L’AQUILA
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
FASI TRANSITORIE ISOLAMENTO VANO ASCENSORE
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila1
INSERIMENTO ISOLATORE A SCORRIMENTO ISOLATORE ELASTOMERICO
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
SISTEMA GLOBALE – ISOLATORI A SCORRIMENTO – ISOLATORI ELASTOMERICI
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
ISOLATORI ELASTOMERICI E PULVINI GIUNTO SCALA DI INGRESSO
APPLICAZIONI DELL’ISOLAMENTO SISMICO
A L’AQUILA
APPLICAZIONI DELL’ISOLAMENTO SISMICO
A L’AQUILA
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
CASO DI STUDIO 2 – SISTEMA DI ISOLAMENTO IN FONDAZIONE – PIEDE PILASTRI
STRUTTURA ANTE INTERVENTO RINFORZO FONDAZIONI - BAGGIOLI
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
ARMATURA BAGGIOLO DI BASE VISTA D’INSIEME RINFORZI ALLA BASE
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
RINFORZO DEI PILASTRI AL PIANO TERRA CAMICIE DI SOLLEVAMENTO
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
TAGLIO DEL PILASTRO – DECOMPRESSIONE INSERIMENTO ISOLATORE A SCORRIMENTO
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
INSERIMENTO ISOLATORE ELASTOMERICO PIANO DI MOVIMENTAZIONE ISOLATORI
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
REALIZZAZIONE DEL PIANO RIGIDO IN TESTA AL SISTEMA DI ISOLAMENTO
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
GIUNTO DI ISOLAMENTO COMPLETAMENTO DEL PIANO RIGIDO
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
ISOLATORI E PIANO RIGIDO IN ACCIAIO IMPIANTISTICA ED
ISOLAMENTO ALLA BASE
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
CASO 3 – STRUTTURA CON ISOLAMENTO ALLA BASE CON DOPPI PENDOLI
ISOLATORE A DOPPIO PENDOLO GIUNTI FLESSIBILI DEGLI IMPIANTI
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
PIANO RIGIDO IN ACCIAIO IMPIANTISTICA ED ISOLAMENTO
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
CASO 4 – ISOLAMENTO IN TESTA AI PILASTRI IN ASSENZA DI PULVINI
EDIFICIO DA ISOLARE IN RETROFITTING DANNEGGIAMENTO AI PILASTRI DEL P.T.
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
DANNEGGIAMENTO DEI PILASTRI AL P.T. ARMATURA DI RINFORZO
PILASTRI DI BASE
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
STRUTTURA ISOLATA POST INTERVENTO SISTEMA DI ISOLAMENTO SENZA PULVINI
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
ISOLATORE A SCORRIMENTO ISOLATORE ELASTOMERICO
Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti
Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila
ISOLAMENTO SU PIANO SFALZATO: GIUNTO DI MOVIMENTO SCALA - SOVRASTRUTTURA
EDIFICIO IN C.A. RETROFITTING CON ISOLAMENTO SISMICO
EDIFICIO IN C.A. RETROFITTING CON ISOLAMENTO SISMICO
EDIFICIO IN C.A. RETROFITTING CON ISOLAMENTO SISMICO
EDIFICIO IN C.A. RETROFITTING CON ISOLAMENTO SISMICO
EDIFICIO IN C.A. RETROFITTING CON ISOLAMENTO SISMICO
EDIFICIO IN C.A. RETROFITTING CON ISOLAMENTO SISMICO
EDIFICIO IN C.A. RETROFITTING CON ISOLAMENTO SISMICO
EDIFICIO IN C.A. RETROFITTING CON ISOLAMENTO SISMICO
EDIFICIO IN C.A. RETROFITTING CON ISOLAMENTO SISMICO
EDIFICIO IN C.A. RETROFITTING CON ISOLAMENTO SISMICO
COME SI COMPORTANO GLI EDIFICI ISOLATI?
LA NUOVA FACOLTÀ DI SCIENZE UMANE
DELL’UNIVERSITÀ DELL’AQUILA
Sisma Mw = 6,3
Indenne da danni
(parte già edificata)
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
La tecnologia CAM permette mediante la posa in opera di
angolari in acciaio di dimensioni appropriate e nastri pretesi in
acciaio di conseguire una serie di effetti tra cui l’incremento di
duttilità e resistenza degli elementi confinati.
La resistenza flessionale degli elementi risulta migliorata in
quanto gli angolari inseriti costituiscono una vera e propria
armatura a flessione aggiuntiva.
L’inserimento delle fascette nonché della porzione resistente a
taglio degli angolari in acciaio consente di considerare anche
un incremento della resistenza a taglio dei singoli elementi.
IL METODO C.A.M.
Per quanto riguarda l’incremento di resistenza a taglio dovuto
ai nastri ad alta resistenza si procede secondo la formula:
ed agli angolari in acciaio:
nella quale tj, b, s sono rispettivamente spessore, larghezza e
interasse delle bande e fyw è la resistenza di calcolo a
snervamento dell’acciaio, αt è l’inclinazione delle fessure per
taglio.
La normativa fa riferimento ai cerchiaggi passivi quando indica
di assumere come tensione di calcolo il 50% della fy per
“limitare l’ampiezza delle fessure e assicurare l’integrità del
conglomerato, consentendo il funzionamento del meccanismo
resistente dell’elemento preesistente” in quanto nel caso di
cerchiaggi attivi con nastri pretesi la limitazione dell’ampiezza
delle fessure e l’integrità del conglomerato sono garantite
anche per tensioni di calcolo maggiori.
=
86.0
5.07.31
c
yssnccc
f
fff
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M. RINFORZI FLESSIONALI
IL METODO C.A.M. RINFORZI A TAGLIO
IL METODO C.A.M. RINFORZI A TAGLIO
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.
IL METODO C.A.M.