COMPORTAMENTO E RINFORZO SISMICO DEGLI EDIFICI … · 2015. 1. 28. · COMPORTAMENTO E RINFORZO...
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COMPORTAMENTO E RINFORZO SISMICO DEGLI EDIFICI ESISTENTI
- Vulnerabilità degli edifici storici ; crolli e danni ricorrenti
- Principali cinematismi e intensità della corrispondente sollecitazione sismica
- Interventi sismici ricorrenti:
PROBLEMATICHE DEGLI EDIFICI ESISTENTI SOGGETTI AL SISMA
• diaframmi di piano
• coperture sismiche
• rinforzo delle pareti sismo-resistenti.
PROBLEMI APERTI E RICERCHE IN CORSO IN DIPARTIMENTO
- Caratteristiche dei diaframmi e delle coperture sismiche (rigide o deformabili )
- Connessioni diaframmi- pareti
- Valutazione delle sollecitazioni nelle pareti sismo-resistenti : effetti benefici del
dondolio (rocking )
- Resistenza e duttilità delle murature
Vulnerabilità degli edifici storici ; crolli e danni ricorrenti
Martellamento coperture
PRINCIPALI CINEMATISMI E INTENSITÀ DELLA CORRISPONDENTE SOLLECITAZIONE SISMICA
Sollecitazione massima : F Qα=
h
a h
2 5
100 100α ≈ ÷
10 20
100 100α ≈ ÷
40 150
100 100α ≈ ÷
Danneggiamento delle
pareti per azioni nel
piano
INTERVENTI SISMICI RICORRENTI
a) Incatenamenti
b) Diaframmi di piano Anti ribaltamentob) Diaframmi di piano
c) Coperture scatolari sismiche
d) Rinforzo delle pareti sismo-resistenti
Anti ribaltamento
Le catene possono essere:
a) incatenamenti
La soluzione delle catene perimetrali è inefficace
in caso di :murature scadenti
x
Le catene possono essere:
• esterne o entro fori praticati con la
carotatrice.
• attive, passive, aderenti o non aderenti:
le catene attive con debole pretensione e
non aderenti limitano la fessurazione e
rendono l’intervento quasi reversibile ma
devono essere protette dalla corrosione.
• tesate con martinetto o con sistemi a
vite.
b) Diaframmi di piano
(trasferimento delle azioni sismiche)
Necessità di diaframmi
di piano o falda
Presenza di porticati
� Catene inefficaci;
Possibile soluzione:
diaframma di piano.
cappa c.a.
connettori
Lastra sottile in c.a. ordinario oppure ad alte prestazioni
Progressivamente si riduce l’effetto irrigidente
rispetto ai carichi verticali (1-2-3), ci si muove
verso un intervento di solo miglioramento sismico
1
A2| FORMAZIONE DIAFRAMMA DI PIANO
assito esistente
pannello multistrato
chiodatefasce metalliche
(a)
Diaframma in pannelli di legno multistratoDiaframma in sottili lastre di acciaio
32
assito esistente
3-5 mm
a spinottoconnettori
saldature
lastra di acciaio
spinotto
(b)
Mf
V
LH
Fc
di piano
diaframma
Fo
setto resistente a taglioparete parallela al sismasez.A
A2| FORMAZIONE DIAFRAMMA DI PIANO
ritegni
ripartitori
Il diaframma raccoglie le forze inerziali e
le trasferisce ai setti resistenti al sisma:
A) Elementi costituenti il diaframma:
- CORDOLI o CORRENTI- PANNELLO D’ANIMA- RIPARTITORI
B) Connessioni :
- Impedire il distacco delle pareti caricate fuori piano >> RITEGNI- Trasferimento dell’azione di taglio tra impalcato e muratura >>> SPINOTTI
ritegni
Pannello
d’anima
distacco della pareteritegni
c) coperture scatolari antisismiche
Bione- copertura scatolare antisismica
d) Rinforzo delle pareti sismo-resistenti
1. Effetti del dondolio (rocking) degli archi-diaframma delle chiese: danni alle volte e rimedi
PROBLEMI APERTI E RICERCHE IN CORSO IN
DIPARTIMENTO
2. Effetti benefici del dondolio (rocking): riduzione delle sollecitazioni nelle pareti sismo-resistenti
3. Resistenza e duttilità delle pareti sollecitate a taglio (tamponamenti duttili e dissipativi, duttilità dei maschi murari ecc…)
1. Effetti del dondolio (rocking) degli archi-diaframma delle chiese: danni alle volte e rimedi (Marini, Preti, Bolis)
2. Effetti benefici del dondolio (rocking): riduzione delle sollecitazioni nelle pareti sismo-resistenti (Preti, Bolis Cominelli,
Loda)
PROBLEMI APERTI E RICERCHE IN CORSO IN
DIPARTIMENTO
3. Resistenza e duttilità delle pareti sollecitate a taglio (tamponamenti duttili e dissipativi, duttilità dei maschi murari ecc…Marini, Metelli, Cominelli, Messali)
4. Rinforzo sismico con materiali innovativi (Plizzari, Minelli, Tiberti,
Facconi, Conforti, Reggia, Macobatti, Tinini, Monfardini)
5. Rinforzo sismico di edifici post-bellici (doppia pelle)
1. Effetti del dondolio (rocking) degli archi-diaframma delle chiese: danni alle volte e rimedi
A4| MECCANISMO ROCKING
hye
Fo
ye
ye'
roof boxstructure
2 Effetti benefici del dondolio (rocking): riduzione delle sollecitazioni nelle pareti sismo-resistenti
L
*
,
*
2
R
yd
R F
R
F
F=
∆=β
Effetto benefico del dondolio dei maschi murariEffetto benefico del dondolio dei maschi murari
Si ipotizza che siano impediti i meccanismi di primo modo
(“comportamento scatolare”) e si studia la risposta della struttura
sollecitata nel proprio piano:
Maschi murari
Traverse
Facciata: RISULTATIFacciata: RISULTATI
2) ANALISI DINAMICAANALISI DINAMICA (terremoto dell’Aquila):
Acc
eler
azi
on
e [m
/s2]
Sp
ost
am
ento
[m
]
dx,max,top = 12,8 cm
drift = dx,top / H = 1,28%
acc,max,top = 2,65 m/s2
Tempo [s] Tempo [s]
Il rocking nel piano costituisce un’importante risorsa di stabilità per le strutture!
In sintesi:
------------- Analisi dinamica ------------- ----- Statica ------α α α α =
Moltiplicatore
di collasso
ΨΨΨΨ = coeff. di
sicurezza al
ribaltamento
3. Resistenza e duttilità delle pareti sollecitate a taglio (tamponamenti dissipativi, duttilità dei
maschi murari ecc…)
Seismic Response and Design Criteria for Ductile Infills with Sliding JointsUniversity of Brescia - Marco Preti
BARE FRAME
“UNDER-ESTIMATED” COLLAPSE MECHANISM
EXPECTED MECHANISM: NTC 2008; EC8
9th International Conference on Structural Analysis of Historical Constructions, Mexico City, 14–17 October 2014 University of Buffalo, October, 22nd 2014 32
INFILLED FRAME PROBABLE MECHANISM (Paulay and Priestley 1992, etc.)
Seismic Response and Design Criteria for Ductile Infills with Sliding JointsUniversity of Brescia - Marco Preti
Turkey South of Italy
9th International Conference on Structural Analysis of Historical Constructions, Mexico City, 14–17 October 2014 University of Buffalo, October, 22nd 2014 33
PROVE DI TAGLIO-COMPRESSIONE SU PANNELLI DI MURATURA
Pannello murario riprodotto in laboratorio
Fascia di piano forte
Fascia di piano forte
Carico Verticale
Tesi di Laurea :
CAPACITA’ DI DEFORMAZIONE DI MASCHI MURARI SOLLECITATI A TAGLIONEGLI EDIFICI STORICI, SOGGETTI A FESSURAZIONE DIAGONALE
Laureando:Alessio Falocchi
A.A. 2012 - 2013
Ipotesi:-Edificio storico di 2-3 piani-Impalcati e tetto in legno-Presenza di maschi muraridi dimensioni analoghe
Carico Orizzontale
Immagine: Palazzo Colleoni Martinengo, ex Tribunale, Via Moretto 76, Brescia
PROVE DI TAGLIO-COMPRESSIONE SU PANNELLI DI MURATURA
Banco di prova
Tesi di Laurea :
CAPACITA’ DI DEFORMAZIONE DI MASCHI MURARI SOLLECITATI A TAGLIONEGLI EDIFICI STORICI, SOGGETTI A FESSURAZIONE DIAGONALE
Laureando:Alessio Falocchi
A.A. 2012 - 2013
PROVE DI TAGLIO-COMPRESSIONE SU PANNELLI DI MURATURA
Risultati della prova sul campione TC1 (68 giorni di maturazione)
• 1^ FASE DI CARICO (tratto OC)
• 2^ FASE DI CARICO (tratto DG)
Curva carico orizzontale-spostamento orizzontale
• 2^ FASE DI CARICO (tratto DG)
Verso
- 0,32 1,43 13,35 9,34 0,95%
+ 0,29 - 31,55 - 2,25%
Tesi di Laurea :
CAPACITA’ DI DEFORMAZIONE DI MASCHI MURARI SOLLECITATI A TAGLIONEGLI EDIFICI STORICI, SOGGETTI A FESSURAZIONE DIAGONALE
Laureando:Alessio Falocchi
A.A. 2012 - 2013
Ordine degli Ingegneri di Ancona Ancona, 10 ottobre 2014
CICLO DI SEMINARI SULLE STRUTTURE IN LEGNO
QUARTO SEMINARIO: IL LEGNO NELLE STRUTTURE ESISTENTI
3) Fessurazione diagonale (Turnsek e Cacovich)
τ στ= = +; 1
1.5
cr v
uR cr mt
mt
T b t ff
τ στ= = +
Risorsa post-fessurazione
uRT N tgϕ=
τ1.5
cr
uRT b t
τ=
γuR
T N tgϕ=
Definizione di un nuovo modello analitico per la valutazione della resistenza a compressione delle
murature in malta di calce di bassa resistenza
01
2
bt bm
cr
f tf
tg l tg
τ
ϕ χ ϕ= −
crl
ldl ττ τ+ −∫
giunto di malta
btf
mfτ
0l
A
O ττsl
elss>elss<
crl
crl
00
0 0
( )2 1
2
slsl cr
sl cr sl cr cr
ldl l ll
l l l
ττ τχ
τ τ
+ −= ≅ = −∫
mf
ϕτ
Definizione di un nuovo modello analitico per la valutazione della resistenza a compressione delle
murature in malta di calce di bassa resistenza
mftf malta
mf
tf ϕ
btf
giunto di
σ
Corso di Dottorato in “Recupero di Edifici Storici e Contemporanei”
COMPORTAMENTO DELLE MURATURE STORICHE AL COLLASSO: MECCANISMI DI
ROTTURA, EFFETTI DEL CONFINAMENTO E FENOMENI REOLOGICI
Campione 11C
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007
Deformation [-]
Str
es
s [
MP
a]
a-b: media
c: malta
σ = 0
σ > 0,3MPa
giunto di
malta
giunto di
malta
L’ intervento di confinamento
Fv
TFc
Fv
T
N
Campione confinatoL’ intervento di confinamento
6,8‰
Conclusioni
CampioneDeformazione
verticale
1 7‰
*
ss
A
b Hρ =
⋅
0sρ =mu
ε =
2 2%
3 2,1%
*
*
31,7 10sρ −= ⋅
31 10sρ −= ⋅
rotazione ultima(drift): Ref. Vol. UTETu muϕ ε=
Per analizzare la risposta del solo tamponamento, si è realizzato in laboratorio un telaio di
prova in calcestruzzo che consente di simulare il meccanismo di collasso dei pilastri,
mediante cerniere in acciaio collocate alle estremità degli stessi.
Rinforzo di tamponamenti in muratura mediante intonaci
“armati” con rete in fibra di vetro
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Cerniere plastiche
all’estermità dei pilastri
Cerniere fisiche
sul telaio di prova
Rinforzo di tamponamenti in muratura mediante intonaci
“armati” con rete in fibra di vetro
Fasi di realizzazione in laboratorio dell’intonaco di rinforzo
1. Infissione degli spinotti di collegamento con il telaio in calcestruzzo
2. Applicazione dell’aggrappante su trave e pilastri e del primo strato di malta sul pannello
3. Posizionamento della rete e dei connettori per il pannello
4. Stesura dello strato finale di malta fino allo spessore di almeno 1,5 cm
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