Corso Le Nuove NTC 2008. Costruzioni Esistenti. Progettazione Strutturale in zona sismica.

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Costruzioni esistenti Corso: LE NUOVE NTC-2008 Progettazione strutturale in zona sismica Giorgio Monti Ordinario di Tecnica delle Costruzioni 1 Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Corso Le Nuove NTC 2008. Costruzioni Esistenti. Progettazione Strutturale in zona sismica. Prof Giorgio Monti Ordinario Tecnica delle Costruzioni

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Costruzioni esistenti

Corso: LE NUOVE NTC-2008

Progettazione strutturale in zona sismica

Giorgio Monti

Ordinario di Tecnica delle Costruzioni

1Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Contenuti

• Criteri generali

• Valutazione della sicurezza

• Classificazione degli interventi

• Procedure per la valutazione della sicurezza e la

redazione dei progetti

• Valutazione e progettazione in presenza di azioni

sismiche

– Costruzioni di muratura, di c.a., di acciaio, Edifici misti

• Criteri d’intervento

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CRITERI GENERALI

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Criteri generali

• La valutazione della sicurezza e la progettazione

degli interventi su costruzioni esistenti devono

tenere conto dei seguenti aspetti:

– la costruzione riflette lo stato delle conoscenze al tempo

della sua realizzazione

– possono essere insiti e non palesi difetti di impostazione e

di realizzazione

– la costruzione può essere stata soggetta ad azioni, anche

eccezionali, i cui effetti non siano completamente manifesti

– le strutture possono presentare degrado e/o modificazioni

significative rispetto alla situazione originaria.

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Patologie strutturali

• I danni osservati sono conseguenza di una tradizione progettuale e costruttiva che non teneva conto delle peculiarità dell’azione sismica:– Intensità sismica spesso maggiore di quella di progetto

– Variabilità in direzione e verso

– Carattere dinamico della risposta sismica

• Le principali patologie strutturali sono dovute a:– Errata concezione strutturale

– Errata concezione o esecuzione dei dettagli costruttivi.

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Errata concezione strutturale

• Assenza di telai in una delle 2 direzioni principali

• Diversa rigidezza tra corpi scala-ascensore e telai– conseguente concentrazione del danneggiamento degli

elementi più rigidi

• Assorbimento dell’azione sismica da parte di pochi elementi molto rigidi che trasmettono elevate sollecitazioni in fondazione

• Effetti torsionali dovuti ad irregolarità meccaniche e geometriche in pianta– ad es., presenza di elementi rigidi (corpi scala, pareti)

eccentrici rispetto al baricentro delle masse.

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Errata concezione strutturale

• Variazione di rigidezza e resistenza in elevazione– concentrazione di danni nei piani

meno rigidi e/o resistenti

• Giunti tecnici di insufficiente ampiezza– martellamento tra strutture adiacenti

• Presenza di pannelli esterni– la cui caduta può provocare danni

• Presenza di tamponatureall’interno di campi di telaio– l’interazione potrebbe essere

dannosa.

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Errata concezione o esecuzione

dei dettagli costruttivi

• Interasse eccessivo tra le staffe, che comporta:– scarso

confinamento del nucleo di calcestruzzo

– scarso contenimento dei ferri longitudinali

– scarsa resistenza a taglio con rottura fragile

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Errata concezione o esecuzione

dei dettagli costruttivi

• Ancoraggio insufficiente delle staffe

• Inadeguata armatura trasversale nel nodo

• Rotture a taglio nelle travi– i tradizionali ferri piegati assorbono lo sforzo di taglio in un

solo verso

• Travi a spessore non ben concepite– non consentono un’adeguata trasmissione degli sforzi nei

pilastri.

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Collassi sismici

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Collassi sismici

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Collassi sismici

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Collassi sismici

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Collassi sismici

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Collassi sismici

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Collassi sismici

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Definizione dei modelli strutturali

• Si dovrà tenere conto che:

– la geometria e i dettagli costruttivi sono definiti e la loro

conoscenza dipende solo dalla documentazione disponibile

e dal livello di approfondimento delle indagini conoscitive

– la conoscenza delle proprietà meccaniche dei materiali non

risente delle incertezze legate alla produzione e posa in

opera, ma solo della omogeneità dei materiali stessi

all’interno della costruzione, del livello di approfondimento

delle indagini conoscitive e dell’affidabilità delle stesse

– i carichi permanenti sono definiti e la loro conoscenza

dipende dal livello di approfondimento delle indagini

conoscitive.

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Procedura

• Si dovrà prevedere:

– l’impiego di metodi di analisi e di verifica dipendenti dalla

completezza e dall’affidabilità dell’informazione disponibile

– l’uso, nelle verifiche di sicurezza, di adeguati “fattori di

confidenza”, che modificano i parametri di capacità in

funzione del livello di conoscenza relativo a:

• Geometria

• Dettagli costruttivi

• Materiali.

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VALUTAZIONE DELLA

SICUREZZA

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Stati Limite di riferimento

• La valutazione della sicurezza e la progettazione

degli interventi sulle costruzioni esistenti potranno

essere eseguiti con riferimento ai soli SLU

– Nel caso in cui si effettui la verifica anche nei confronti

degli SLE i relativi livelli di prestazione possono essere

stabiliti dal Progettista di concerto con il Committente

• Le verifiche agli SLU possono essere eseguite

rispetto alla condizione di salvaguardia della vita

umana (SLV) o, in alternativa, alla condizione di

collasso (SLC).

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pensione pensio

pensione

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Quando eseguire le valutazioni della sicurezza (1/2)

• Le costruzioni esistenti devono essere sottoposte a

valutazione della sicurezza quando ricorra anche

una delle seguenti situazioni:

– riduzione evidente della capacità resistente e/o

deformativa della struttura o di alcune sue parti dovuta a:

• azioni ambientali (sisma, vento, neve e temperatura),

• significativo degrado e decadimento delle caratteristiche meccaniche

dei materiali,

• azioni eccezionali (urti, incendi, esplosioni),

• situazioni di funzionamento ed uso anomalo,

• deformazioni significative imposte da cedimenti del terreno di

fondazione

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Quando eseguire le valutazioni della sicurezza (2/2)

– provati gravi errori di progetto o di costruzione

– cambio della destinazione d’uso della costruzione o di parti

di essa, con variazione significativa dei carichi variabili e/o

della classe d’uso della costruzione

– interventi non dichiaratamente strutturali, qualora essi

interagiscano, anche solo in parte, con elementi aventi

funzione strutturale e, in modo consistente, ne riducano la

capacità o ne modifichino la rigidezza.

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Obiettivi della valutazione della sicurezza

• Deve permettere di stabilire se:

– l’uso della costruzione possa continuare senza interventi

– l’uso debba essere modificato (declassamento, cambio di

destinazione e/o imposizione di limitazioni e/o cautele

nell’uso)

– sia necessario procedere ad aumentare o ripristinare la

capacità portante

• Il Progettista dovrà esplicitare, in un’apposita

relazione, i livelli di sicurezza attuali o raggiunti con

l’intervento e le eventuali conseguenti limitazioni da

imporre nell’uso della costruzione.

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CLASSIFICAZIONE DEGLI

INTERVENTI

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• Si individuano le seguenti categorie di intervento:

– interventi di adeguamento atti a conseguire i livelli di

sicurezza previsti dalle presenti norme

– interventi di miglioramento atti ad aumentare la

sicurezza strutturale esistente, pur senza necessariamente

raggiungere i livelli richiesti dalle presenti norme

– riparazioni o interventi locali che interessino elementi

isolati, e che comunque comportino un miglioramento delle

condizioni di sicurezza preesistenti.

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INTERVENTO DI

ADEGUAMENTO

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Quando si deve perseguire l’adeguamento

• E’ obbligatorio a chiunque intenda:

– sopraelevare la costruzione

– ampliare la costruzione mediante opere strutturalmente

connesse alla costruzione

– apportare variazioni di classe e/o di destinazione d’uso

che comportino incrementi dei carichi globali in fondazione

superiori al 10%

– effettuare interventi strutturali volti a trasformare la

costruzione mediante un insieme sistematico di opere che

portino ad un organismo edilizio diverso dal precedente.

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INTERVENTO DI

MIGLIORAMENTO

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Quando si può perseguire il miglioramento

• È possibile eseguire interventi di miglioramento nei

casi in cui non ricorrano le condizioni prima

specificate

• Per i beni di interesse culturale

(“testimonianze aventi valore di civiltà”)

in zone dichiarate a rischio sismico è in ogni caso

possibile limitarsi ad interventi di miglioramento

effettuando la relativa valutazione della sicurezza.

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RIPARAZIONE O INTERVENTO

LOCALE

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Quando gli interventi sono considerati locali

• Quando riguardano:

– singole parti e/o elementi della struttura

– interessano porzioni limitate della costruzione

• Il progetto e la valutazione della sicurezza potranno

essere riferiti alle sole parti e/o elementi interessati

• Si dovrà documentare che, rispetto alla

configurazione precedente:

– non si siano prodotte sostanziali modifiche al

comportamento delle altre parti e della struttura

– gli interventi comportino un miglioramento delle condizioni

di sicurezza preesistenti.

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PROCEDURE PER LA VALUTAZIONE

DELLA SICUREZZA E LA

REDAZIONE DEI PROGETTI

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Procedure per la valutazione della sicurezza e la

redazione dei progetti

• Analisi storico-critica

• Rilievo

• Caratterizzazione meccanica dei materiali

• Livelli di conoscenza e fattori di confidenza

• Azioni.

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Procedure

Analisi storico-critica

• Ai fini di una corretta individuazione del sistema

strutturale esistente e del suo stato di sollecitazione

è importante ricostruire:

– il processo di realizzazione

– le successive modificazioni subite nel tempo dal manufatto

– gli eventi che lo hanno interessato.

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Procedure

Analisi storico-critica

• L’individuazione dell’origine e delle possibili evoluzioni delle

problematiche strutturali dell’edificio, e più in generale il

comportamento dell’edificio, sono strettamente legati anche

alla successione delle fasi costruttive.

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Procedure

Analisi storico-critica

• Inoltre talvolta la storia sismica diviene strumento di

comprensione della storia edilizia.

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Procedure

Rilievo

• Il rilievo geometrico-strutturale dovrà essere riferito:

– Alla geometria complessiva dell’organismo

– Alla geometria degli elementi costruttivi

• Comprendendo i rapporti con le eventuali strutture in aderenza

• Il rilievo deve individuare:

– l’organismo resistente della costruzione

– la qualità e lo stato di conservazione dei materiali e degli

elementi costitutivi

• Dovranno essere rilevati i dissesti, in atto o

stabilizzati, con attenzione all’individuazione dei

quadri fessurativi e dei meccanismi di danno.

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Procedure

Rilievo

• Il rilievo “informato”

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30x50

30x50

30x50

30x50

30x50

30x50

30x50

30x50

30x50

30x50

100x24

30x50

1 Ø

10

L=

100

cm

L=

100

cm

1 Ø

10 1

Ø 1

81

Ø 1

8

1 Ø

18

1 Ø

18

1 Ø

16

1 Ø

10

L=

565

cm

1 Ø

10

L=

565

cm

L=

365

cm

L=

365

cm

L=

390

cm

L=

695

cm

L=

695

cm

2 Ø

14

L=

450

cm

Zo

na p

iena

Zo

na p

iena

36 cm 36 cm20 cm 20 cm

20 cm 20 cm

20 cm

20 cm

9 cm

8 cm

8 cm

36 cm 36 cm

7 cm

7 cm

9 cm

9 cm

9 cm

5 cm

5 cm

5 cm

5 cm

5 cm

4 cm

4 cm

5 cm

3 cm

5 cm

3 cm30

10

19

31 32 33

11

20

12

21 22

3534 36

14

24

13

23

15

25

37 38 39

16

26 27

17

28

1 2 3 54 6 7 8

40

18

29

9

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Procedure

Caratterizzazione meccanica dei materiali

• Ci si baserà su:

– documentazione già disponibile

– verifiche visive in situ

– indagini sperimentali.

39Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Procedure

Caratterizzazione meccanica dei materiali

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R.D.1907

Fe Omog.

T.Ammissibile σ Kg/mmq 10

Fe Omog. Fe Colato

T.Rottura Ftk Kg/mmq 38 50

T.Snervamento Fyk Kg/mmq

T.Ammissibile σ Kg/mmq 12 12

Allungamento A % 27 21

Acc.Dolce Acc.Semid Acc. Duro

T.Rottura Ftk Kg/mmq 42-50 50-60 60-70

T.Snervamento Fyk Kg/mmq 23 27 31

T.Ammissibile σ Kg/mmq 14 16 20

Allungamento A % 20 16 14

AQ 42 AQ 50 AQ 60 A.Spe. A A.Spe. B

T.Rottura Ftk Kg/mmq 42 50 60 60 70

T.Snervamento Fyk Kg/mmq 23 27 31 44 51

T.Ammissibile σ Kg/mmq 14 16 20 22 26

Allungamento A % 20 16 14

R'ck>25 R'ck>35

Fe B 22 Fe B 32 A 38 A 41 Fe B 44

T.Rottura Ftk Kg/mmq 34 50 46 50 55

T.Snervamento Fyk Kg/mmq 22 32 38 41 44

T.Ammissibile σ Kg/mmq 12 16 22 24 26

Allungamento A % 24 23 14 14 12

R'ck>25 R'ck>25 R'ck>25

Fe B 22k Fe B 32k Fe B 38k Fe B 44k

T.Rottura Ftk Kg/mmq 34 50 46 55

T.Snervamento Fyk Kg/mmq 22 32 38 44

T.Ammissibile σ Kg/mmq 12 16 22 26

Allungamento A % 24 23 14 12

R'ck>25 R'ck>35

DM 1974 --- DM 1976

R.D.1939

DM 1972 n.190

RD 1928 R.D.1932

Circolare M.L.L.PP 1957

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Procedure

Caratterizzazione meccanica dei materiali

• Le indagini dovranno essere motivate, per tipo e

quantità, dal loro effettivo uso nelle verifiche

– Nel caso di beni culturali e nel recupero di centri storici,

dovrà esserne considerato l’impatto in termini di

conservazione del bene.

41Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Procedure

Caratterizzazione meccanica dei materiali

• Prove LC3

42Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Procedure

Caratterizzazione meccanica dei materiali

• I valori delle resistenze meccaniche dei materiali

vengono valutati sulla base delle prove effettuate

sulla struttura e prescindono dalle classi

discretizzate previste nelle norme per le nuove

costruzioni.

43Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Procedure

Livelli di conoscenza e fattori di confidenza

• Sulla base degli approfondimenti effettuati nelle fasi

conoscitive sopra riportate, saranno individuati i

livelli di conoscenza dei diversi parametri coinvolti

nel modello (geometria, dettagli costruttivi e

materiali)

• Vengono quindi definiti i correlati fattori di

confidenza, da utilizzare come ulteriori coefficienti

parziali di sicurezza che tengono conto delle

carenze nella conoscenza dei parametri del

modello.

44Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Procedure

Livelli di conoscenza e fattori di confidenza

45Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

COSTO

CONOSCENZA

intervento acquisizione dati

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Procedure

Azioni

• I valori delle azioni e le loro combinazioni da

considerare nel calcolo sono quelle definite dalla

norma per le nuove costruzioni

• Per i carichi permanenti, un accurato rilievo

geometrico-strutturale e dei materiali potrà

consentire di adottare coefficienti parziali modificati,

assegnando valori di gG adeguatamente motivati.

• Nei casi per i quali è previsto l’adeguamento, i

valori di calcolo delle altre azioni saranno quelli

previsti dalla norma.

46Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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VALUTAZIONE E PROGETTAZIONE IN

PRESENZA DI AZIONI SISMICHE

47Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Valutazione e progettazione in presenza di azioni

sismiche

• Costruzioni in muratura

• Costruzioni in cemento armato o in acciaio

• Edifici misti

• Criteri e tipi d’intervento

• Progetto dell’intervento.

48Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Costruzioni in muratura

49Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Costruzioni in muratura

Meccanismi resistenti

• Si possono manifestare meccanismi locali e

meccanismi d’insieme, da verificare entrambi:

– I meccanismi locali interessano singoli pannelli murari o

più ampie porzioni della costruzione, e sono favoriti

dall’assenza o scarsa efficacia dei collegamenti tra pareti e

orizzontamenti e negli incroci murari

– I meccanismi globali sono quelli che interessano l’intera

costruzione e impegnano i pannelli murari

prevalentemente nel loro piano.

50Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

Page 51: Corso Le Nuove NTC 2008. Costruzioni Esistenti. Progettazione Strutturale in zona sismica.

Costruzioni in muratura

Meccanismi resistenti locali e globali

51Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Collasso per disgregazione della tessitura muraria

Espulsione del paramento esternoCortesia del prof. Liberatore

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Collasso per disgregazione della tessitura muraria

Espulsione del paramento esternoCortesia del prof. Liberatore

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Collasso per disgregazione della tessitura muraria

Espulsione del paramento esternoCortesia del prof. Liberatore

Page 55: Corso Le Nuove NTC 2008. Costruzioni Esistenti. Progettazione Strutturale in zona sismica.

Collasso per disgregazione della tessitura muraria

Disgregazione per degrado della maltaCortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi locali

Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano

56Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Meccanismi locali

Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano

Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE

Distacchi delle pareti di facciata

Sfilamento delle travi ortogonali alla facciata

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi locali

Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano

Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi locali

Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano

Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi locali

Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano

Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi locali

Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano

Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi locali

Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano

Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi locali

Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano

Modi di deformazione della cella muraria: FLESSIONE

Collegamenti tra pareti efficaci, ad es. grazie all’inserimento di catene

Travi ortogonali collegate alla facciata

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi locali

Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano

Modi di deformazione della cella muraria: FLESSIONE

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi locali

Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano

Modi di deformazione della cella muraria: FLESSIONE

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi locali

Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano

Modi di deformazione della cella muraria: FLESSIONE

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi globali

Collasso delle pareti murarie nel piano

TaglioScorrimento

Flessione

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi globali

Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi globali

Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi globali

Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi globali

Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi globali

Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi globali

Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi globali

Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio

Cortesia del prof. Liberatore

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Meccanismi globali

Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio

Cortesia del prof. Liberatore

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Costruzioni in muratura

Meccanismi locali

• Si può far ricorso ai metodi dell’analisi limite

dell’equilibrio delle strutture murarie, tenendo conto:

– della resistenza a compressione

– della tessitura muraria

– della qualità della connessione tra le pareti murarie

– della presenza di catene e tiranti.

• E’ possibile valutare la capacità sismica in termini di:

– Resistenza

• applicando un opportuno fattore di struttura

– Spostamento

• determinando l’andamento dell’azione orizzontale che la struttura è

progressivamente in grado di sopportare all’evolversi del meccanismo.

76Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Costruzioni in muratura

Meccanismi globali

• Deve considerare, per quanto possibile, il sistema

strutturale reale della costruzione, con attenzione a:

– rigidezza e resistenza dei solai

– efficacia dei collegamenti degli elementi strutturali

77Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Costruzioni in muratura

Meccanismi globali

• Nel caso di muratura irregolare, la resistenza a taglio

di calcolo per azioni nel piano di un pannello in

muratura potrà essere calcolata facendo ricorso a

formulazioni alternative rispetto a quelle adottate per

opere nuove, purché di comprovata validità.

78Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Muratura irregolare?

79Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Costruzioni in muratura

Edifici in aggregato

80Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Costruzioni in muratura

Edifici in aggregato

• Per gli edifici in aggregato, contigui, a contatto o

interconnessi con edifici adiacenti, i metodi di

verifica di uso generale per gli edifici di nuova

costruzione possono non essere adeguati

• Occorre tenere conto delle possibili interazioni

derivanti dalla contiguità strutturale con gli edifici

adiacenti

• Dovrà essere individuata l’unità strutturale (US)

oggetto di studio, evidenziando le azioni che su essa

possono derivare dalle US contigue.

81Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Costruzioni in muratura

Edifici in aggregato

L’Unità Strutturale

• L’US dovrà:

– Avere continuità da cielo a terra per quanto riguarda il

flusso dei carichi verticali

– Essere di norma delimitata:

• da spazi aperti, o

• da giunti strutturali, o

• da edifici contigui strutturalmente ma, almeno tipologicamente, diversi

• Dovranno essere inoltre valutati gli effetti di:

– Spinte non contrastate causate da orizzontamenti sfalsati di

quota sulle pareti in comune con le US adiacenti

– Meccanismi locali derivanti da prospetti non allineati

– US adiacenti di differente altezza.

82Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Costruzioni in muratura

Edifici in aggregato

L’Unità Strutturale

83Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Costruzioni in muratura

Edifici in aggregato

L’Unità Strutturale

• La rappresentazione

dell’US attraverso

piante, alzati e

sezioni permetterà

di valutare la

diffusione delle

sollecitazioni e

l’interazione fra le

US contigue.

84Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Costruzioni in muratura

Edifici in aggregato

Analisi globale dell’Unità Strutturale

• L'analisi globale di una singola unità strutturale

assume spesso un significato convenzionale e

perciò può utilizzare metodologie semplificate

• La verifica di una US con solai sufficientemente rigidi

può essere svolta, anche per edifici con più di due

piani, mediante l'analisi statica non lineare

– Analizzando e verificando separatamente ciascun

interpiano dell'edificio

– Trascurando la variazione della forza assiale nei maschi

murari dovuta all'effetto dell'azione sismica

– Trascurando gli effetti torsionali (tranne angoli e testate).

85Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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86Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Costruzioni in muratura

Edifici in aggregato

Analisi globale dell’Unità Strutturale

• Nel caso di solai flessibili si potrà procedere

all'analisi delle singole pareti o dei sistemi di pareti

complanari, ciascuna parete essendo soggetta ai

carichi verticali di competenza ed alle corrispondenti

azioni del sisma nella direzione parallela alla parete.

87Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Costruzioni in cemento armato o in acciaio

88Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Costruzioni in cemento armato o in acciaio

Meccanismi resistenti

• Viene attivata la capacità di elementi e meccanismi

resistenti, che possono essere “duttili” o “fragili”

– I meccanismi duttili possono essere attivati in maniera diffusa

su tutta la costruzione, oppure in maniera non uniforme, ad

esempio localizzandosi in alcune parti critiche o su un piano

• La plasticizzazione di un elemento o l’attivazione di un meccanismo

duttile in genere non comportano il collasso della struttura

– I meccanismi fragili possono localizzarsi in qualsiasi punto

della struttura e possono determinarne il collasso.

89Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

d

R

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90

La gerarchia delle resistenze

• Si tratta di valutare la domanda sugli e/m fragili in

base alla capacità degli e/m duttili

F

F

Fy

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91

La gerarchia delle resistenze

• Si tratta di valutare la domanda sugli e/m fragili in

base alla capacità degli e/m duttili

FyFy

Fy

La forza non può crescere

oltre Fy e quindi l’elemento

fragile subisce una domanda

Fy

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Costruzioni in cemento armato o in acciaio

Meccanismi resistenti

• Verifiche Domanda < Capacità

– Meccanismi “duttili” in termini di deformazione

– Meccanismi “fragili” in termini di resistenza

• Il calcolo della capacità dipende dal LC:

– Meccanismi duttili: si impiegano le proprietà dei materiali

esistenti divise per i fattori di confidenza

– Meccanismi fragili: si impiegano le proprietà dei materiali

esistenti divise per i corrispondenti coefficienti parziali e

per i fattori di confidenza.

92Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Edifici misti

93Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Edifici misti

• Situazioni ricorrenti sono:

– edifici i cui muri perimetrali siano in muratura portante e la

struttura verticale interna sia rappresentata da pilastri (per

esempio, in c.a. o acciaio)

– edifici in muratura che abbiano subito sopraelevazioni, il

cui sistema strutturale sia, per esempio, in c.a. o acciaio, o

edifici in c.a. o acciaio sopraelevati in muratura

– edifici che abbiano subito ampliamenti in pianta, il cui il

sistema strutturale (per esempio, in c.a. o acciaio) sia

interconnesso con quello esistente in muratura.

94Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Edifici misti

95Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Edifici misti

96Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Edifici misti

97Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

Page 98: Corso Le Nuove NTC 2008. Costruzioni Esistenti. Progettazione Strutturale in zona sismica.

Edifici misti

• Per queste situazioni è necessario prevedere

modellazioni che tengano in considerazione le

particolarità strutturali identificate e l’interazione tra

elementi strutturali di diverso materiale e rigidezza,

ricorrendo, ove necessario, a metodi di analisi non

lineare di comprovata validità.

98Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Criteri e tipi d’intervento

99Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Criteri e tipi d’intervento

Criteri

• La scelta del tipo, della tecnica, dell’entità e

dell’urgenza dell’intervento dipende dai risultati

della precedente fase di valutazione

• Si deve mirare a:

– Prioritariamente, contrastare lo sviluppo di meccanismi

locali e/o di meccanismi fragili

– Migliorare il comportamento globale della costruzione.

100Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Criteri e tipi d’intervento

Tipi (generali)

• In generale dovranno essere valutati e curati gli

aspetti seguenti:

– riparazione di eventuali danni presenti

– riduzione delle carenze dovute ad errori grossolani

– miglioramento della capacità deformativa ("duttilità") di

singoli elementi

– riduzione delle condizioni che determinano situazioni di

forte irregolarità degli edifici, in termini di massa,

resistenza e/o rigidezza, anche legate alla presenza di

elementi non strutturali

– riduzione delle masse, anche mediante demolizione

parziale o variazione di destinazione d’uso

101Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Criteri e tipi d’intervento

Tipi (generali)

– riduzione dell’impegno degli elementi strutturali originari

mediante l’introduzione di sistemi d’isolamento o di

dissipazione di energia

– riduzione dell’eccessiva deformabilità degli orizzontamenti

– miglioramento dei collegamenti degli elementi non

strutturali

– incremento della resistenza degli elementi verticali

resistenti, tenendo eventualmente conto di una possibile

riduzione della duttilità globale per effetto di rinforzi locali

– realizzazione, ampliamento, eliminazione di giunti sismici o

interposizione di materiali atti ad attenuare gli urti

– miglioramento del sistema di fondazione, ove necessario.

102Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

Page 103: Corso Le Nuove NTC 2008. Costruzioni Esistenti. Progettazione Strutturale in zona sismica.

Criteri e tipi d’intervento

Tipi (murature)

– miglioramento dei collegamenti tra solai e pareti o tra

copertura e pareti e fra pareti confluenti in martelli murari

ed angolate

– riduzione ed eliminazione delle spinte non contrastate di

coperture, archi e volte

– rafforzamento delle pareti intorno alle aperture.

103Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Criteri e tipi d’intervento

Tipi (c.a. e acciaio)

– rinforzo di tutti o parte degli elementi

– aggiunta di nuovi elementi resistenti, quali pareti in c.a.,

controventi in acciaio, etc.

– eliminazione di eventuali comportamenti a piano “debole”

– introduzione di un sistema strutturale aggiuntivo in grado di

resistere per intero all’azione sismica di progetto

– eventuale trasformazione di elementi non strutturali in

elementi strutturali, come nel caso di incamiciatura in c.a.

di pareti in laterizio.

104Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

Page 105: Corso Le Nuove NTC 2008. Costruzioni Esistenti. Progettazione Strutturale in zona sismica.

Criteri e tipi d’intervento

Tipi (acciaio)

– miglioramento della stabilità locale e flesso-torsionale degli

elementi e globale della struttura

– incremento della resistenza dei collegamenti

– miglioramento dei dettagli costruttivi nelle zone dissipative

e nei collegamenti trave-colonna

– introduzione di indebolimenti locali controllati, finalizzati ad

un miglioramento del meccanismo globale di collasso.

105Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

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Progetto dell’intervento

• Deve comprendere:

– verifica della struttura prima dell’intervento con

identificazione delle carenze e del livello di azione sismica

per la quale viene raggiunto lo SLU (e SLE se richiesto)

– scelta motivata del tipo di intervento

– scelta delle tecniche e/o dei materiali

– dimensionamento preliminare dei rinforzi e degli eventuali

elementi strutturali aggiuntivi

– analisi strutturale considerando le caratteristiche della

struttura post-intervento;

– verifica della struttura post-intervento con determinazione

del livello di azione sismica di SLU (e SLE se richiesto).

106Costruzioni esistenti - Giorgio Monti

Page 107: Corso Le Nuove NTC 2008. Costruzioni Esistenti. Progettazione Strutturale in zona sismica.

GRAZIE PER L’ATTENZIONE

107Costruzioni esistenti - Giorgio Monti