Corso sulle Norme Tecniche per le costruzioni in zona sismica

(Ordinanza PCM 3274/2003. DGR Basilicata 2000/2003)

POTENZA. 2004

Allegato 2: Edifici esistentiEdifici in Cemento ArmatoPROGETTO SIMULATO

Dott. Ing. Marco VONA

DiSGG. Università di Basilicata Centro di Competenza Regionale sul Rischio Sismico (CRiS)

EDIFICI ESISTENTI: 11.2 Valutazione della sicurezza

11.2.3 Dati necessari per la valutazione11.2.3.3 Livelli di conoscenza

Geometria (carpenterie)

Dettagli strutturali Proprietà dei materiali

LC1 Progetto simulato in accordo alle norme dell’epoca

elimitate verifiche in-situ

Valori usuali per la pratica costruttiva dell’epoca

elimitate prove in-situ

LC2 Disegni costruttivi incompleti+

limitate verifiche in situoppure

estese verifiche in-situ

Dalle specifiche originali di progetto

+limitate prove in-situ

oppureestese prove in-situ

LC3 Disegni costruttivi completi+

limitate verifiche in situoppure

esaustive verifiche in-situ

Dai certificati di prova originali

+limitate prove in situ

oppureesaustive prove in-situ

Da disegni di carpenteria

originali con rilievo visivo a

campioneoppure

rilievo ex-novo completo

Conoscenza della struttura Progetto simulato

• Caratteristiche meccaniche dei materiali. in particolare del calcestruzzo• Problemi di aderenza• Degrado fisiologico e/o patologico• Quantità. qualità e disposizione delle armature• Dettagli costruttivi

Progetto simulato“Serve, in mancanza dei disegni costruttivi originali, a definire la quantità e la disposizione dell’armatura in tutti gli elementi con funzione strutturale o le caratteristiche dei collegamenti. Deve essere eseguito sulla base delle norme tecniche in vigore e della pratica costruttiva caratteristica all’epoca della costruzione.”

COME AFFRONTARE IL PROBLEMA DEL PROGETTO SIMULATO ?

Metodologia per il Progetto Simulato

Individuazione schema strutturale

Caratterizzazione dei materiali dell’edificio

Analisi dei carichi

Valutazione delle sollecitazioni

Dimensionamento e verifica elementi seguendo le modalità progettuali del periodo di costruzione dell’edificio in esame

Periodo di costruzione: Fonti di informazioni

• Normativa tecnica

• Manualistica Consolidata dell’epoca di costruzione

Periodo di costruzione: Fonti di informazioni

• Progetti “tipici” e consuetudini costruttive

Risultato: Individuare le caratteristiche strutturali tipiche di edifici esistenti realizzati in una certa regione ed in un certo periodo

Periodo di costruzione: normative di riferimentoEdifici in c.a.

- R.D. n. 2229 del 16/11/1939- Legge n. 1086 del 5/11/1971- Decreti attuativi: D.M. del 30/5/72. D.M. 30/5/74. …..

Carichi e sovraccarichi- Prime indicazioni legge n. 1684 25/11/1962 - Legge n. 642/2/1974- D.M. del 3/10/78

Zone sismiche- R.D. n. 2105 del 22/11/37- D.M. del 3/3/1975- Vasta classificazione sismica (1980)

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

SISMA

AZIONI

C.A.

Edifici pre ’71: Indicazioni sui solai

NormativaSollecitazione: M Metodi della scienza delle costruzioni. cond. più sfavorevoli di

caricoLimiti geometrici H ≥ max (L/30. 8cm) s ≥ 4 cmArmatura inferioreArmatura superioreArmatura di ripartiz. Arip ≥ 25 % Aprin min 3 φ 6 /ml

ManualisticaSollecitazione: M Sollecitazioni su trave continuaLimiti geometriciArmatura inferiore Aapp. = 1 φ 10; Acamp = t * (M * b ) ^1/2Armatura superiore Acamp. = 0; Aapp = t * (M * b ) ^1/2 Armatura di ripartiz.

Edifici pre ’71: Indicazioni sui Pilastri

NormativaSollecitazione: N Metodi della scienza delle costruzioni. cond. più sfavorevoli di

caricoH. bAf ≥ 0.8 % Area cls s.n. fino a 2000 cm2

≥ 0.5 % Area cls s.n. oltre 8000 cm2

Armatura trasversale passo ≤ min (1/2 Lmin.10φmin)

ManualisticaSollecitazione: N Pilastri intermedi carico assiale

perimetrali + armati per pressofless.H. b A = b *H = N / σc.amm

Af ≥ 0.8 % Area cls s.n. (Almeno 4 φ 12 o 14)Armatura trasv.

Edifici pre ’71: Indicazioni sulle travi

NormativaSollecitazione: M. T Metodi della scienza delle costruzioni. cond. più sfavorevoli di

caricoh ------Af ------A’f ------Armatura trasversale 50 % staffe; 50% piegati

ManualisticaSollecitazione: M. T Sollecitazioni su trave continua

h h = r * ( M / b ) ^1/2 ;b progettista (30÷40 travi emerg.; 70-80 a spessore)Af Af = t * (M * b ) ^1/2; 2 reggistaffe minimo

A’f 2 reggistaffe minimo (Tipicamente 2 φ 12) Armatura trasv. Piegati: diagramma T/z; momenti resistenti. Staffe aggiunte e calcolate a

passo costante

Caratteristiche tipiche edifici “non sismici”

• Assenza di un doppio reticolo di travi in due direzioni ortogonali • Telai in una sola direzione. ad esclusione del perimetro• Distribuzione delle rigidezze simmetrica in direzione trasversale• Collocazione frequentemente centrale del corpo scala • Tamponature in laterizio forato a doppia fodera

Telai diestremità

Travi portanti

Individuazione schema strutturale

Individuazione dell’organismo strutturale

• Posizione e dimensioni degli elementi strutturali• Orditura dei solai• Tipologia del corpo scala• ……

Dimensionamento e verifica elementi strutturali

Dall’esame di normative e manualistica si derivano gli elementi per la progettazione e la verifica degli elementi strutturali considerando i dati rilevati in situ e l’eventuale documentazione esistente

Azioni

• Solo carichi verticali• Permanenti: peso proprio + sovraccarichi permanenti• Accidentali: 200 kg/mq (civile abitazione)

Materiali

• Calcestruzzo resistenza media 160 kg/cm2

• Acciaio tipo Aq42

Coefficiente di omogenizzazione n = 10

Analisi dei carichi

Pesi specificiPCls=25 kN/m3 Platerizi=8 kN/m3 Pmassetto=15 kN/m3

Ptamponature=8 kN/m3

SOLAIO TIPO (interasse 33cm)Soletta 0.04*25 1.00 kN/m2

Travetti 0.08* 0.16*2.5*3 1.08 kN/m2

Laterizi 0.25* 0.18*8*3 1.08 kN/m2

Intonaco 0.01*14 0.14 kN/m2

Massetto 0.03*15 0.45 kN/m2

Pavimento 0.40 kN/m2

Inc. tramezzi 1.00 kN/m2

Totale 5.15 kN/m2

TRAVE EMERGENTE (luce 5.0 m)Dimensione 30x50 3.75 kN/m

PILASTRO (altezza 2.5 m)Dimensione 30x30 5.6 kN

Analisi dei carichi

Schema combinazioni di carico per solaio e trave

5 m 5 mA B

PermanentePermanente + Accidentale

Permanente + Accidentale

Permanente + Accidentale

Permanente + Accidentale Permanente

SOLAIO TIPO (interasse 33cm)Carico Permanente 5.15 kN/m2

Carico Accidentale 2.00 kN/m2

TRAVE EMERGENTE (luce 5.0 m)

C

Peso Proprio 3.75 kN/mPeso Tamponature 8.00 kN/m3

Fascia di solaio

Pilastri progettati a solo sforzo assiale

Pilastro Esterno Travi Solaio Accidentale Tampon. Long Tampon. Tras.5.6 kN 3.75 kN/m 5.15 kN/m2 2 kN/m2 8.0 kN/m3 8.0 kN/m3

Pilastro Interno Travi Solaio Accidentale Tampon. Tras.5.6 kN 3.75 kN/m 5.15 kN/m2 2 kN/m2 8.0 kN/m3

Dimensionamento e verifica del solaio

-8000

-6000

-4000

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

-8,00

-6,00

-4,00

-2,00

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Progetto e verifica con il metodo delle tensioni ammissibili

Solaio

Dimensionamento e verifica elementi strutturali

Dimensionamento e verifica trave emergente 30x50

-40000

-30000

-20000

-10000

0

10000

20000

30000

40000

50000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

COMB1COMB2COMB3

Progetto e verifica con il metodo delle tensioni ammissibili

Travi

Dimensionamento e verifica elementi strutturali

Dimensionamento e verifica dei pilastri

Pilastri Telaio Esterno

Livello Pilastro esterno Pilastro centrale Pilastro esterno

I(3 m)

4 Φ 14 L = 360

Staffe Φ 6/2030

30

30

304 Φ 16 L = 360

Staffe Φ 6/20 30

30

Staffe Φ 6/20

4 Φ 14 L = 360

II(6 m)

30

30

4 Φ 12 L = 360

Staffe Φ 6/20 30

30

Staffe Φ 6/20

4 Φ 16 L = 360

30

Staffe Φ 6/2030

4 Φ 12 L = 360

III(9 m)

4 Φ 12 L = 36030

30 Staffe Φ 6/15

30

30

4 Φ 14 L = 360

Staffe Φ 6/15

30

30

4 Φ 12 L = 360

Staffe Φ 6/15

IV(12 m)

30

30

Staffe Φ 6/15

4 Φ 12 L = 360

30

30

Staffe Φ 6/15

4 Φ 12 L = 36030

Staffe Φ 6/15

4 Φ 12 L = 360

30

Definizione dettagli costruttivi

Lo studio della manualistica di uso corrente permette di ipotizzare le tipologie di dettagli costruttivi presenti negli elementi strutturali

Sulla base delle verifiche in situ si possono individuare eventuali errori e/o carenze progettuali e costruttive