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
1Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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
2Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
CRITERI GENERALI
3Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
4Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
5Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
6Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
7Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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
8Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
9Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
Collassi sismici
10Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
Collassi sismici
11Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
Collassi sismici
12Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
Collassi sismici
13Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
Collassi sismici
14Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
Collassi sismici
15Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
Collassi sismici
16Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
17Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
18Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
VALUTAZIONE DELLA
SICUREZZA
19Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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).
20Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
pensione pensio
pensione
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
21Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
22Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
23Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
CLASSIFICAZIONE DEGLI
INTERVENTI
24Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
• 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.
25Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
INTERVENTO DI
ADEGUAMENTO
26Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
27Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
INTERVENTO DI
MIGLIORAMENTO
28Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
29Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
RIPARAZIONE O INTERVENTO
LOCALE
30Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
31Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
PROCEDURE PER LA VALUTAZIONE
DELLA SICUREZZA E LA
REDAZIONE DEI PROGETTI
32Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
33Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
34Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
35Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
Procedure
Analisi storico-critica
• Inoltre talvolta la storia sismica diviene strumento di
comprensione della storia edilizia.
36Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
37Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
Procedure
Rilievo
• Il rilievo “informato”
38Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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
Procedure
Caratterizzazione meccanica dei materiali
• Ci si baserà su:
– documentazione già disponibile
– verifiche visive in situ
– indagini sperimentali.
39Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
Procedure
Caratterizzazione meccanica dei materiali
40Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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
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
Procedure
Caratterizzazione meccanica dei materiali
• Prove LC3
42Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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
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
Procedure
Livelli di conoscenza e fattori di confidenza
45Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
COSTO
CONOSCENZA
intervento acquisizione dati
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
VALUTAZIONE E PROGETTAZIONE IN
PRESENZA DI AZIONI SISMICHE
47Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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
Costruzioni in muratura
49Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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
Costruzioni in muratura
Meccanismi resistenti locali e globali
51Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
Collasso per disgregazione della tessitura muraria
Espulsione del paramento esternoCortesia del prof. Liberatore
Collasso per disgregazione della tessitura muraria
Espulsione del paramento esternoCortesia del prof. Liberatore
Collasso per disgregazione della tessitura muraria
Espulsione del paramento esternoCortesia del prof. Liberatore
Collasso per disgregazione della tessitura muraria
Disgregazione per degrado della maltaCortesia del prof. Liberatore
Meccanismi locali
Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano
56Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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
Meccanismi locali
Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano
Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE
Cortesia del prof. Liberatore
Meccanismi locali
Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano
Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE
Cortesia del prof. Liberatore
Meccanismi locali
Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano
Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE
Cortesia del prof. Liberatore
Meccanismi locali
Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano
Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE
Cortesia del prof. Liberatore
Meccanismi locali
Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano
Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE
Cortesia del prof. Liberatore
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
Meccanismi locali
Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano
Modi di deformazione della cella muraria: FLESSIONE
Cortesia del prof. Liberatore
Meccanismi locali
Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano
Modi di deformazione della cella muraria: FLESSIONE
Cortesia del prof. Liberatore
Meccanismi locali
Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano
Modi di deformazione della cella muraria: FLESSIONE
Cortesia del prof. Liberatore
Meccanismi globali
Collasso delle pareti murarie nel piano
TaglioScorrimento
Flessione
Cortesia del prof. Liberatore
Meccanismi globali
Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio
Cortesia del prof. Liberatore
Meccanismi globali
Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio
Cortesia del prof. Liberatore
Meccanismi globali
Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio
Cortesia del prof. Liberatore
Meccanismi globali
Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio
Cortesia del prof. Liberatore
Meccanismi globali
Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio
Cortesia del prof. Liberatore
Meccanismi globali
Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio
Cortesia del prof. Liberatore
Meccanismi globali
Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio
Cortesia del prof. Liberatore
Meccanismi globali
Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio
Cortesia del prof. Liberatore
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
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
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
Muratura irregolare?
79Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
Costruzioni in muratura
Edifici in aggregato
80Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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
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
Costruzioni in muratura
Edifici in aggregato
L’Unità Strutturale
83Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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
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
86Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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
Costruzioni in cemento armato o in acciaio
88Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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
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
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
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
Edifici misti
93Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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.
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Edifici misti
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Edifici misti
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Edifici misti
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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.
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Criteri e tipi d’intervento
99Costruzioni esistenti - Giorgio Monti
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
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
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
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
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
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.
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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).
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GRAZIE PER L’ATTENZIONE
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