Criteri progettuali diconsolidamento delle strutture in muratura

XIV Convengo INAIL La sicurezza antisismica in edilizia – Tivoli L’Aquila 9-11/12/09 Adriano Castagnone

Criteri progettuali di consolidamentodelle strutture danneggiate

Ing. Adriano Castagnone

Criteri progettuali di

consolidamento delle

strutture in muratura



Aspetti rilevanti circa i criteri

progettuali:

1.Definizione degli obiettivi

2.Fase conoscitiva

3.Fase progettuale



Gli obiettivi da raggiungere sono

conseguenza di:

• indicazioni della committenza

• inquadramento normativo.

1. Definizione degli obiettivi



NTC08 - § 8.4 Classificazione degli interventiSi individuano le seguenti categorie di intervento:

1. interventi di adeguamento: raggiungere i livelli di sicurezza previsti per le nuove costruzioni;

2. interventi di miglioramento: aumentare la sicurezza strutturale esistente, senza raggiungere i livelli richiesti per le nuove costruzioni;

3. riparazioni o interventi locali: interessano elementi isolati, con miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti.



8.4 Classificazione degli interventi

Gli interventi di adeguamento e miglioramentodevono essere sottoposti a collaudo statico (no per l’intervento locale)

Per i beni di interesse culturale in zone dichiarate a rischio sismico, ai sensi del comma 4 dell’art. 29 del D. lgs. 22 gennaio 2004, n. 42 “Codice dei beni culturali e del paesaggio”, è in ogni caso possibile limitarsi ad interventi di miglioramento effettuando la relativa valutazione della sicurezza.



8.4 Classificazione degli interventi

MINISTERO PER I BENI E LE ATTIVITÀ CULTURALIDIPARTIMENTO PER I BENI CULTURALI E

PAESAGGISTICIDIREZIONE GENERALE PER I BENI ARCHITETTONICI E PAESAGGISTICI

Linee Guidaper l’applicazione al patrimonio culturale della

normativa tecnicadi cui all’Ordinanza P.C.M. 3274/2003



Interventi di adeguamento



8.4.1 Intervento di adeguamento

È fatto obbligo di procedere alla valutazione della sicurezza e, qualora necessario, all’adeguamento della costruzione, a chiunque intenda:

a) a) sopraelevare la costruzione;

b) ampliare la costruzione mediante opere strutturalmente connesse alla costruzione;




c) apportare variazioni di classe e/o di destinazione d’uso che comportino incrementi dei carichi globali in fondazione superiori al 10%;

resta comunque fermo l’obbligo di procedere alla verifica locale delle singole parti e/o elementi della struttura, anche se interessano porzioni limitate della costruzione;

Civileabitazione

Attivitàcommerciale

+10% carichiglobali in fond.

Variazionedi carico




d) effettuare interventi strutturali volti a trasformare la costruzione mediante un insieme sistematico di opere che portino ad un organismo edilizio diverso dal precedente.

In ogni caso, il progetto dovrà essere riferito all’intera costruzione e dovrà riportare le verifiche dell’intera struttura post-intervento, secondo le indicazioni del presente capitolo.

Muraturaportante

Elementiin c.a. e muratura non portante




Eccezione: variazione dell’altezza dell’edificio, per la realizzazione di cordoli sommitali, sempre che resti immutato il numero di piani, non è considerata sopraelevazione o ampliamento, ai sensi dei punti a) e b). In tal caso non è necessario procedere all’adeguamento, salvo che non ricorrano le condizioni di cui ai precedenti punti c) o d).

Esecuzione dicordoli sommitali



Interventi di miglioramento



8.4.2 Intervento di miglioramento

Tutti gli interventi che siano comunque finalizzati ad accrescere la capacità di resistenza delle strutture esistenti alle azioni considerate.

È possibile eseguire interventi di miglioramento nei casi in cui non ricorrano le condizioni specificate al paragrafo 8.4.1.

Muraturaportante

Rinforzo con elementi in c.a. e muratura preesistente




Il progetto e la valutazione della sicurezza dovranno essere estesi a tutte le parti della struttura potenzialmente interessate da modifiche di comportamento, nonché alla struttura nel suo insieme.

Non è richiesto di raggiungere il livello di sicurezza previsto per le nuove costruzioni.




ISTRUZIONI

La valutazione della sicurezza per un intervento di miglioramento è obbligatoria, come specificato nel § 8.3 delle NTC, ed è finalizzata a determinare l'entità massima delle azioni, considerate nelle combinazioni di progetto previste, cui la struttura può resistere con il grado di sicurezza richiesto.

Nel caso di intervento di miglioramento sismico, la valutazione della sicurezza riguarderà, necessariamente, la struttura nel suo insieme, oltre che i possibili meccanismi locali.




In generale ricadono in questa categoria tutti gli interventi che, non rientrando nella categoria dell'adeguamento, fanno variare significativamente: • la rigidezza, • la resistenza • e/o la duttilità dei singoli elementi o parti strutturali• e/o introducono nuovi elementi strutturali, così che il comportamento strutturale locale o globale, particolarmente rispetto alle azioni sismiche, ne sia significativamente modificato.




Ovviamente la variazione dovrà avvenire in senso migliorativo, ad esempio:•impegnando maggiormente gli elementi più resistenti,•riducendo le irregolarità in pianta e in elevazione,•trasformando i meccanismi di collasso da fragili a duttili.

Occorre dimostare questo miglioramento attraverso l’analisi pre e post intervento.



Interventi di riparazione o intervento locale



8.4.3 Riparazione o intervento locale

Questi interventi riguardano singole parti e/o elementi della struttura e interesseranno porzioni limitate della costruzione. Il progetto e la valutazione della sicurezza potranno essere riferiti alle sole parti e/o elementi interessati

Occorre dimostrare che rispetto alla configurazione precedente al danno, al degrado o alla variante, non siano prodotte sostanziali modifiche al comportamento delle altre parti e della struttura nel suo insieme e che gli interventi comportino un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti.




La relazione di cui al par. 8.2 che, in questi casi, potrà essere limitata alle sole parti interessate dall’intervento ed a quelle con esse interagenti, dovrà documentare le carenze strutturali riscontrate, risolte e/o persistenti, ed indicare le eventuali conseguenti limitazioni all’uso della costruzione.




ISTRUZIONIInterventi di riparazione, rafforzamento o sostituzione di singoli elementi strutturali (travi, architravi, porzioni di solaio, pilastri, pannelli murari) o parti di essi,

… �




a condizione che l'intervento non cambi significativamente il comportamento globale della struttura, soprattutto ai fini della resistenza alle azioni sismiche, a causa di una variazione non trascurabile di rigidezza o di peso.




Può rientrare in questa categoria anche la sostituzione di coperture e solai,

solo a condizione che ciò non comporti una variazione significativa di rigidezza nel proprio piano, importante ai fini della ridistribuzione di forze orizzontali, né un aumento dei carichi verticali statici (<10%).




Interventi di ripristino o rinforzo delle connessioni tra elementi strutturali diversi (ad esempio tra pareti murarie, tra pareti e travi o solai, anche attraverso l'introduzione di catene/tiranti) migliorano anche il comportamento globale della struttura, particolarmente rispetto alle azioni sismiche.




Variazione della configurazione di un elemento strutturale, attraverso la sua sostituzione o un rafforzamento localizzato (ad esempio l'apertura di un vano in una parete muraria, accompagnata da opportuni rinforzi) possono rientrare in questa categoria solo a condizione che si dimostri che la rigidezza dell'elemento variato non cambi significativamente e che la resistenza e la capacità di deformazione, anche in campo plastico, non peggiorino ai fini del comportamento rispetto alle azioni orizzontali.



NTC08 - § 8.3 Valutazione della sicurezzaQuando valutare il livello di sicurezza:• Evidenza di minor capacità resistente o deformativa• Degrado dei materiali• A seguito di azioni eccezionali• Situazioni di funzionamento ed uso anomalo• Cedimenti del terreno di fondazione• Errori di progettazione o di costruzione• Cambio di destinazione d’uso con variazione dei carichi o

della classe d’uso• Richiesta di aumento della capacità portante• …



NTC 08 - § 8.2 Criteri generali: diversi approcci

Nuove costruzioni Edifici esistenti

• Normativa dell’epoca di realizzazione• Possibili difetti nascosti• Analisi storia dei carichi• Possibile degrado• Geometria, dettagli costruttivi, materiali sono rilevabili (con difficoltà) e possono essere diversi rispetto al progetto

Si lavora su ipotesi e prescrizioni da realizzare




2.Fase conoscitiva

3.Fase progettuale



8.5 Procedure per la valutazione della sicurezza e la redazione dei progetti

8.5.1 Analisi storico-criticaStoria del manufatto: parti originarie, parti di accrescimento.

Controllo della qualità di:collegamenti verticali tra pareti;collegamenti orizzontali tra solai e pareti;architravi su porte e finestre;fasce di muratura situate tra le aperture;elementi spingenti come archi o volte;tipologia della muratura.




Per muratura controllo della qualità di:

•collegamenti verticali;•architravi;•fasce di muratura che stanno tra le aperture;•elementi spingenti come archi o volte;•tipologia della muratura.




8.5.2 RilievoPrima fase di rilievo geometrico e delle caratteristiche degli elementi strutturali.

Rilievo di eventuali nicchie, cavità, punti deboli per l’analisi del terremoto.

Orditura dei solai, tipologia.

Tipologia delle fondazioni (aspetto critico).




8.5.3 Caratterizzazione meccanica dei materiali

Prove e controlli dei materiali e delle strutture



8.5.4 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza

Livelli di conoscenza:

LC1: “Conoscenza limitata”

LC2: “Conoscenza adeguata”

LC3: “Conoscenza accurata”I LC condizionano il metodo di analisi e la resistenza dei materiali attraverso Fattori di Confidenza (1.35, 1.2, 1) che riducono le resistenze medie, ottenute dalle prove in situ.



C8A.1.B Costruzioni in calcestruzzo armato o in acciaio: dati necessari per la valutazione



C8A.1.B Costruzioni in c.a.

Verifiche limitate, estese, esaustive



C8A.1.B Costruzioni in acciaio

Verifiche limitate, estese, esaustive



Controllo strutturale

Prove in sito e laboratorio

Prove distruttive (carotaggio)

Prove non distruttive (prove soniche)



Prove in sito non distruttive




2.Fase conoscitiva

3.Fase progettuale



� Privilegiare i materiali e le modalità

costruttive originarie;

� verificare la compatibilità, durabilità,

reversibilità e l’efficacia degli interventi, in

particolare per i beni storici e ambientali;

� migliorare regolarità e duttilità della

struttura.

Criteri guida

Interventi sulle strutture in muratura



1. Riparazione e rinforzo di parti esistenti

2. Sostituzione di elementi strutturali danneggiati

3. Inserimento di nuovi elementi strutturali


Tipologie



C8A.5.5 INTERVENTI CHE MODIFICANO LA DISTRIBUZIONE

DEGLI ELEMENTI VERTICALI RESISTENTI

C8A.5.6 INTERVENTI VOLTI AD INCREMENTARE LA RESISTENZA

NEI MASCHI MURARI

C8A.5.7 INTERVENTI SU PILASTRI E COLONNE

C8A.5.8 INTERVENTI VOLTI A RINFORZARE LE PARETI INTORNO

ALLE APERTURE

C8A.5.9 INTERVENTI ALLE SCALE

C8A.5.10 INTERVENTI VOLTI AD ASSICURARE I COLLEGAMENTI

DEGLI ELEMENTI NON STRUTTURALI

C8A.5.11 INTERVENTI IN FONDAZIONE

C8A.5.12 REALIZZAZIONE DI GIUNTI SISMICI

Interventi sulle strutture: Istruzioni NTC 08



C8A.4. ANALISI DEI MECCANISMI LOCALI DI COLLASSO IN

C8A.7.1 INCAMICIATURA IN C.A.

C8A.7.2 INCAMICIATURA IN ACCIAIO

C8A.7.2.1 Aumento della resistenza a taglio

C8A.7.2.2 Azione di confinamento

C8A.7.2.3 Miglioramento della giunzioni per aderenza

C8A.7.3 PLACCATURA E FASCIATURA IN MATERIALI COMPOSITI

Interventi sulle strutture




Sostituzione parziale

con la tecnica

“cuci e scuci”



Iniezioni di leganti per consolidamento




Iniezioni armate

per migliorare

l’immorsamento




Effetto di contenimento

con cerchiature




Ancoraggi d’angolo




Paletti Piastre

Inserimento di catene collegate con:




Risarcitura e rinforzo della muratura mediante rete elettrosaldata e betoncino




Sostituzione di un impalcato esistente con un solaio in laterocemento




Irrigidimento di un solaio in legno con soletta indipendente e

cordolo in c.a.




Eliminazione della spinta nelle volte con posa di tiranti metallici




Contenimento della spinta. Cerchiatura mediante cavi attivi.




Eliminazione della spinta dei correnti in un tetto di legno


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