VERIFICA DI MECCANISMI LOCALI

DI COLLASSO

Edifici esistenti

Comportamento sismico delle strutture in muratura

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura

L’IMPIANTO STRUTTURALE

Muri Paralleli o nel piano Muri Ortogonali o fuori piano

y

x

sisma

Comportamento sismico delle strutture in muratura

Cosa si può verificare:1. Pareti non collegate tra loro, direzione

del solaio perpendicolare al sisma (scarica il peso sulle pareti A)

2. Pareti non collegate tra loro direzione del solaio parallelo al sisma (scarica il peso sulle pareti B)

3. Pareti non collegate solaio molto rigido nel piano

4. Pareti collegate e solaio molto deformabile nel piano

5. Pareti ben collegati tra loro e al solaio rigido

5. Pareti ben collegati tra loro e al solaio rigido

Comportamento scatolare della struttura

Le azioni sismiche vengono assorbite prevalentemente dagli elementi più rigidi e non possono verificarsi fenomeni di collasso locali

Comportamento sismico delle strutture in muratura

1. Pareti non collegate tra loro, direzione del solaio perpendicolare al sisma (scarica il peso sulle pareti A)

2. Pareti non collegate tra loro direzione del solaio parallelo al sisma (scarica il peso sulle pareti B)

3. Pareti non collegate solaio molto rigido nel piano

4. Pareti collegate e solaio molto deformabile nel piano

Comportamento sismico delle strutture in muratura

1. Pareti non collegate tra loro, direzione del solaio perpendicolare al sisma (scarica il peso sulle pareti A)

2. Pareti non collegate tra loro direzione del solaio parallelo al sisma (scarica il peso sulle pareti B)

3. Pareti non collegate solaio molto rigido nel piano

4. Pareti collegate e solaio molto deformabile nel piano

Comportamento sismico delle strutture in muratura

1. Pareti non collegate tra loro, direzione del solaio perpendicolare al sisma (scarica il peso sulle pareti A)

2. Pareti non collegate tra loro direzione del solaio parallelo al sisma (scarica il peso sulle pareti B)

3. Pareti non collegate solaio molto rigido nel piano

4. Pareti collegate e solaio molto deformabile nel piano

Comportamento sismico delle strutture in muratura

1. Pareti non collegate tra loro, direzione del solaio perpendicolare al sisma (scarica il peso sulle pareti A)

2. Pareti non collegate tra loro direzione del solaio parallelo al sisma (scarica il peso sulle pareti B)

3. Pareti non collegate solaio molto rigido nel piano

4. Pareti collegate e solaio molto deformabile nel piano

Comportamento sismico delle strutture in muratura

1. Pareti non collegate tra loro, direzione del solaio perpendicolare al sisma (scarica il peso sulle pareti A)

2. Pareti non collegate tra loro direzione del solaio parallelo al sisma (scarica il peso sulle pareti B)

3. Pareti non collegate solaio molto rigido nel piano

4. Pareti collegate e solaio molto deformabile nel piano

Comportamento sismico delle strutture in muratura

1. Pareti non collegate tra loro, direzione del solaio perpendicolare al sisma (scarica il peso sulle pareti A)

2. Pareti non collegate tra loro direzione del solaio parallelo al sisma (scarica il peso sulle pareti B)

3. Pareti non collegate solaio molto rigido nel piano

4. Pareti collegate e solaio molto deformabile nel piano

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura

Edifici esistenti – verifica dei meccanismi locali di collasso

Edificio esistente rinforzato – analisi dei meccanismi locali (se ancora ci sono) e verifica globale

Edifici nuovi – verifica globale della struttura - no meccanismi di collasso locali

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura

Ribaltamento semplice

il meccanismo è fortemente condizionato dalle condizioni di ammorsamento alle estremità. Se, ad esempio per ragioni costruttive, la parete è stata realizzata successivamente rispetto agli edifici contermini, senza alcun

ammorsamento, si avrà un ribaltamento globale, cioè che interessa tutta l’estensione della parete. Il meccanismo è favorito da una copertura spingente.

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura

Condizioni di vincolo della parete interessata dalmeccanismo:- Assenza di vincolo in sommità;- Assenza di collegamento alle pareti ortogonali.

Carenze e vulnerabilità associate al meccanismo:- Assenza di cordoli o catene ai piani;- Orizzontamenti deformabili e/o mal collegati;- Intersezioni murarie di cattiva qualità;- Presenza di spinte non contrastate sulla parete;- Muratura a sacco o paramenti mal collegati.

Sintomi che manifestano l’avvenuta attivazione del meccanismo:- Lesioni verticali in corrispondenza delle intersezioni murarie (angolate e martelli murari);- Fuori piombo della parete ribaltante;

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura

Schema ed esempio di ribaltamento semplice di parete monolitica a più piani

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura

Schema ed esempio di ribaltamento semplice di parete posta all’ultimo piano

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura

VERIFICA A FLESSIONE

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura

legame elasticok

D

k

D

k

D

legame plastico legame elastico bilineare

DuDy

koke

DuDy

ko

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura

S

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

So

-So

(7)

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

So

-So

(7)

S

(1)

(4)

So

-So

(7)

S

(5)

(6)

(2)

(3)

(a) (b) (c) (d)

G

So

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura

legame elasticok

D

k

D

k

D

legame plastico legame elastico bilineare

DuDy

koke

DuDy

ko

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

C8A.4. ANALISI DEI MECCANISMI LOCALI DI COLLASSO IN EDIFICIESISTENTI IN MURATURA

Negli edifici esistenti in muratura spesso avvengono collassi parziali per causesismiche, in genere per perdita dell'equilibrio di porzioni murarie; la verifica neiriguardi di questi meccanismi, secondo le modalità descritte nel seguito, assumesignificato se è garantita una certa monoliticità della parete muraria, tale daimpedire collassi puntuali per disgregazione della muratura. Meccanismi locali siverificano nelle pareti murarie prevalentemente per azioni perpendicolari al loropiano, mentre nel caso di sistemi ad arco anche per azioni nel piano. Le verifichecon riferimento ai meccanismi locali di danno e collasso (nel piano e fuori piano)possono essere svolti tramite l’analisi limite dell’equilibrio, secondo l’approcciocinematico, che si basa sulla scelta del meccanismo di collasso e la valutazionedell’azione orizzontale che attiva tale cinematismo.

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

L’applicazione del metodo di verifica presuppone quindi l’analisi dei meccanismilocali ritenuti significativi per la costruzione, che possono essere ipotizzati sullabase della conoscenza del comportamento sismico di strutture analoghe, giàdanneggiate dal terremoto, o individuati considerando la presenza di eventuali statifessurativi, anche di natura non sismica; inoltre andranno tenute presente la qualitàdella connessione tra le pareti murarie, la tessitura muraria, la presenza di catene,le interazioni con altri elementi della costruzione o degli edifici adiacenti.………………….

Per ogni possibile meccanismo locale ritenuto significativo per l’edificio, il metodo siarticola nei seguenti passi:- trasformazione di una parte della costruzione in un sistema labile (catena

cinematica), attraverso l’individuazione di corpi rigidi, definiti da piani di fratturaipotizzabili per la scarsa resistenza a trazione della muratura, in grado di ruotareo scorrere tra loro (meccanismo di danno e collasso);

- valutazione del moltiplicatore orizzontale dei carichi a0 che comportal’attivazione del meccanismo

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

Anche nel caso di ribaltamento semplice della parete dell’ultimo piano, nel caso in cui c’è anche lo scarico del solaio si ha un sistema a due gradi di libertà e quindi è necessario trasformarlo in un sistema ad un grado di libertà

- trasformazione della curva così ottenuta in curva di capacità, ovvero in accelerazione a* e spostamento d* spettrali, con valutazione dello spostamento ultimo per collasso del meccanismo

Analisi cinematica lineare Analisi cinematica non lineare

Fattore di struttura qServe solo l’accelerazione di collasso (moltiplicatore di collasso)

Trasformazione della curva di capacità del sistema a più gradi di libertà nella curva di capacità del sistema equivalente ad un grado di libertà

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

Per ottenere il moltiplicatore orizzontale a0 dei carichi che porta all’attivazione del meccanismo locale di danno si applicano ai blocchi rigidi che compongono la catena cinematica le seguenti forze: i pesi propri dei blocchi, applicati nel loro baricentro; i carichi verticali portati dagli stessi (pesi propri e sovraccarichi dei solai e della copertura, altri elementi murari non considerati nel modello strutturale); un sistema di forze orizzontali proporzionali ai carichi verticali portati, se queste non sono efficacemente trasmesse ad altre parti dell'edificio; eventuali forze esterne (adesempio quelle trasmesse da catene metalliche); eventuali forze interne (ad esempio le azioni legate all’ingranamento tra i conci murari).

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)

Verifica di meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura (C8A.4)