G. Manfredi

7/17/2019 G. Manfredi

http://slidepdf.com/reader/full/g-manfredi 1/92

Esperienze dal terremoto

e qu a

Prof. Gaetano Manfredi

Presidente ReLUIS

Dipartimento di Ingegneria Strutturale

Università di Napoli Federico II

[email protected]

Potenza, 25 ottobre 2012



REte dei Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica

TERREMOTO DE L'AQUILA:

emergenza post‐terremoto come centro di competenza del

Verifiche di agibilità su edilizia pubblica

A partire dall’8 aprile sono iniziate le verifiche di agibilità chehanno coinvolto circa 680 squadre per un totale di 2000

Rilievo

del

danno

di

edifici

monumentali

A partire dal 14 aprile sono iniziate verifiche di agibilità che

hanno coinvolto circa 500 squadre per un totale di 1400

g orn uomo

Supporto funzione idro‐geo (con AGI)



Valutazioni di agibilità

. .ore 7.00 (30 ore post-sisma)

DICOMAC e REISS

ROMOLIa COPPITO, AQ



Valutazioni di agibilità

o. spezon no a . .

Inspected buildingsInspected buildings edifici esaminatiedifici esaminati

7 April 26 July7 Aprile 26 Luglio



Statistics per type of use

PRIVATE PUBLIC HOSPITALS

BARRACKS SCHOOLS PROD.ACTIVITIES




Verifiche di agibilità sulle scuole di L’Aquila

‐ par re a apr e n z a e ver c e ag su scuo e

competenza comunale (da nido a medie) e provinciale

’

‐ A l’Aquila visitate 53 scuole di competenza comunale (su un

totale di

54,

manca

solo

la

De

Amicis

parzialmente

crollata)

e 9 scuole di competenza provinciale (su un totale di 16, quelle che

mancano sono s a e sc e a e con s c e a pa azzo ; n o a e,

156 corpi di fabbrica

‐ In termini di studenti le scuole comunali visitate ospitano circa

6,300 studenti (su circa 7,000 totali) e quelle provinciali circa

4,000

studenti (su

circa

5,000

totali)



Esempi di danni a scuole classificate A

Scuola primaria di Monticchio a L’Aqui la



Esempi di danni a scuole classificate B

Scuola primaria di Paganica a L’Aquila



Esempi di danni a scuole classificate E

Scuola materna S. Elia a L’Aquila




Verifiche di

agibilità

sulle

scuole

di

L’Aquila

1 piano

Sul totale di 156, i corpi A, B ed E sono 140 (i restanti 16 sono: 4 C, 4 D, 8 F)

A13% A, 6% B, 3% E (TOT: 22%)

2 piani

8% A, 12% B, 12% E (TOT: 33%)

4% A, 10% B, 8% E (TOT: 23%)

4 piani , ,

5 piani1% A, 1% B, 0% E (TOT: 2%)

B E




Verifiche di

agibilità

sulle

scuole

di

L’Aquila

Telai in c.a. % su solo telai in c.a.

Sul totale di 156, i corpi A, B ed E sono 140 (i restanti 16 sono: 4 C, 4 D, 8 F)

A

31% A, 43% B, 26% E

Telai in c.a. (% sul totale tipologie)17% A, 24% B, 15% E (TOT 56%)

ura ura su so o mura ura30% A, 24% B, 46% E

Muratura (% sul totale tipologie)6% A, 5% B, 10% E (TOT 21%)

Pareti in c.a. (% su solo pareti in c.a.)27% A, 73% B, 0% E

Pareti in c.a. (% sul totale tipologie)3% A, 7% B, 0% E (TOT 10%)

B E




La ricostruzione



Classificazione degli Interventi sugli edifici esistentiClassificazione degli Interventi sugli edifici esistenti

Si individuano le seguenti categorie di intervento:

interventi di adeguamento sismicoatti a conseguire i livelli di sicurezza previsti dalle norme;

interventi di miglioramento sismico ,

necessariamente raggiungere i livelli richiesti dalle presenti norme;

r paraz on o ra orzamen ocache interessino elementi isolati, e che comunque comportino

miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti senza variare inmaniera sostanziale i rapporti di rigidezza degli elementi.

sottoposti a collaudo statico.



RICOSTRUZIONE DELL’EDILIZIA PRIVATA

Tre categorie di intervento sono state pianificate in relazione ai

risultati delle verifiche di agibilità:

1. Riparazione con un rimborso a forfait pari a 10000+2500

“ ”

2. Riparazione completa + rafforzamento locale (di elementi

strutturali e non strutturali con 150-250€/s m er edfici

“B”, “C” e per edifici “E” con estesi danni non strutturali emodesti danni strutturali

3. Riparazione completa + miglioramento sismico con 400-

600 €/sqm per edifici “E” buildings con estesi danni strutturali

4. Ricostruzione o sostituzione di edifici crollati o non

recuperabili

. orme spec a per cen r s or c



Danni agli elementi non strutturali:Danni agli elementi non strutturali:



Danni agli elementi non strutturali:Danni agli elementi non strutturali:

Tipica rottura per lo schiacciamento della tamponatura in prossimità deglian oli dove è a licata direttamente la ressione di contatto.

Si osserva anche la fessura diagonale in testa al pilastro



I nodi traveI nodi trave--colonnacolonna

Assenza di staffe nel nodo

Instabilità armatura pilastro passante nel nodo




Assenza di staffe nel nodo

Scarsa qualità del calcestruzzo



Indice

1. Introduzione

2. Interventi strutturali (di riparazione o intervento locale)

2.1. Strutture in c.a.

. . . n erven su no rave-p as ro es ern

2.1.2. Interventi di rafforzamento locale per carichi vert ical i

2.2. Strutture in muratura

2.2.1. Interventi di prevenzione dei meccanismi fuori dal piano. . . n erven r paraz one e e es on

2.2.3. Interventi di rafforzamento locale di elementi inflessi per carichi verticali

3. Interventi non strutturali

3.1. Tamponature

. . . n erven co egamen o per me ra e a p as r e rav emergen

3.1.2. Interventi di collegamento perimetrale a pilastri e travi a spessore3.1.3. Interventi di collegamento trasversale delle tamponature a doppia fodera

3.1.4. Interventi con rete per prevenire rot ture fragil i

. . .

3.1.6. Interventi di sostituzione o ricostruzione delle tamponature

3.4. Tramezzature

3.4.1. Intervento di collegamento perimetrale a pilastri e travi/solai. . .

3.4.3. Interventi di sosti tuzione o ricostruzione delle tramezzature

3.5. Altri elementi non struttural i e arredi potenzialmente pericolosi in caso di caduta

3.5.1. Controsoffitti

. . .

3.5.3. Componenti pensil i (riferimento a Linee Guida Consiglio Superiore)

4. APPENDICE – LLGG CSLLPP x intesa



www.reluis.it



Scopo delle Linee Guida

Nell’ambito degli interventi previsti dagli Indirizzi, le presenti

’

di interventi ricadenti nelle seguenti categorie:

- ri arazione di elementi non strutturali danne iati A.1 ne liIndirizzi);

- riparazione locale di elementi strutturali (A.4 negli Indirizzi);

- interventi su tamponature e paramenti esterni nondanneggiati volti a prevenire crolli pericolosi per

’ .

- interventi di rafforzamento locale di singole parti e/o

elementi di strutture in cemento armato e muratura, aisensi dell’art. 8.4.3 del DM 14.01.08 e della relativa

Circolare n. 617 del 2 febbraio 2009 (B.2 negli Indirizzi).



Gruppo di lavoro

Mauro Dolce, Giacomo Di Pasquale,

au o oron

Gaetano Manfredi, Andrea Prota,

Alberto Balsamo e Ivano Iovinella



Indice

1. Scopo delle linee guida2. Introduzione

2.1. Danni ai nodi di strutture in c.a.

. . ann a s ru ure n mura ura

2.3. Danni alle tamponature di strutture in c.a.

2.4. Danni alle partizioni.


3.1.1. Criteri per il progetto del rafforzamento locale di nodi non confinati

. . .

3.1.3. Lavorazioni esecutive per intervento con materiali compositi3.1.4. Lavorazioni esecutive per intervento con incamiciatura in acciaio

. .

3.2.1. Incatenamenti

3.2.2. Intervento di scuci e cuci

. . .3.2.4. Intervento di sarcitura delle lesioni

3.2.5. Intervento di ristilatura dei giunti

3.3. Interventi di rafforzamento locale er carichi verticali

3.3.1. Interventi di rafforzamento locale di travi e solai in c.a.

3.3.2. Interventi di rafforzamento locale di travi e solai in legno



Indice

4. Interventi non strutturali4.1. Tamponature

4.1.1. Interventi di collegamento perimetrale a pilastri e travi emergenti

4.1.2. Interventi di collegamento perimetrale a pilastri e travi a spessore

4.1.3. Lavorazioni per intervento di collegamento perimetrale (travi emergenti)

4.1.4. Lavorazioni per intervento di collegamento perimetrale ( travi a spessore). .5. ntervent co egamento trasversa e e e tamponature a opp a o era

4.2. Partizioni

4.2.1. Intervento di collegamento perimetrale a pilastri e travi/solai

. . . avoraz on per n erven co egamen o per me ra e a p as r e rav so a

4.2.3. Intervento con rete per prevenire rotture fragili4.2.4. Lavorazioni esecutive per intervento con rete per prevenire rotture fragili

.

6. Gruppo di Lavoro

7. Appendice A: Cause di degrado di elementi in legno



Indice.

2. Introduzione2.1. Danni ai nodi di strutture in c.a.

. .

2.3. Danni alle tamponature di strutture in c.a.

2.4. Danni alle partizioni

. r paraz one o n erven o oca e

3.1. Strutture in c.a.. . .

3.1.2. Note per il ripristino e la preparazione dei supporti3.1.3. Lavorazioni esecutive per intervento con materiali compositi

3.1.4. Lavorazioni esecutive er intervento con incamiciatura in acciaio


3.2.1. Incatenamenti

3.2.2. Intervento di scuci e cuci3.2.3. Lavorazioni esecutive per intervento di scuci e cuci

3.2.4. Intervento di sarcitura delle lesioni

3.2.5. Intervento di ristilatura dei giunti

3.3. Interventi di rafforzamento locale per carichi verticali

3.3.1. Interventi di rafforzamento locale di travi e solai in c.a.3.3.2. Interventi di rafforzamento locale di travi e solai in legno



Indice

1. Introduzione

.


2.1.1. Interventi sui nodi trave-pilastro esterni2.1.2. Interventi di rafforzamento locale per carichi verticali


2.2.1. Interventi di prevenzione dei meccanismi fuori dal piano

2.2.2. Interventi di riparazione delle lesioni

2.2.3. Interventi di rafforzamento locale di elementi inflessi per carichi verticali

3. Interventi non strutturali

3.1. Tamponature

3.1.1. Interventi di collegamento perimetrale a pilastri e travi emergenti

. . .3.1.3. Interventi di collegamento trasversale delle tamponature a doppia fodera



Intervento locale sui nodi trave-pilastro esterni

NODOD’ANGOLO NODOINTERMEDIO

- Fasce diagonali in tessuto metallico uniassiale- Dimensionate per assorbire azioni dovute alla tamponatura (puntone equivalente)




NODOD’ANGOLO

NODOINTERMEDIO

- Tessuto quadriassiale in fibra di carbonio sul pannello di nodo

- Incremento della resistenza a trazione del pannello di nodo (CNR DT 200)




NODO

D’ANGOLO

NODO

INTERMEDIO

- Confinamento estremità dei pilastri con tessuto uniassiale in fibra di carbonio

- Incremento della c e quindi della curvatura della sezione (CNR DT 200)




NODO

D’ANGOLO

NODO

INTERMEDIO

- Fasce ad U (ancoraggio tessuto pannello e rinforzo a taglio trave) in tessuto

un ass a e n ra car on o

- Incremento di resistenza a taglio della trave (CNR DT 200)



Indice

3.1.4. Interventi con rete per prevenire rotture fragili

3.1.5. Interventi di ri arazione delle lesioni

3.1.6. Interventi di sostituzione o ricostruzione delle tamponature

3.4. Tramezzature

. . .

3.4.2. Intervento con rete per prevenire rotture fragili

3.4.3. Interventi di sostituzione o ricostruzione delle tramezzature

. .

caduta (Intesa Rep. 7/CU del 28/1/2009)3.5.1. Controsoffitti

3.5.2. Aggetti

3.5.3. Componenti pensili (riferimento a Linee Guida Consiglio Superiore)

4. APPENDICE – LLGG CSLLPP x intesa



Collegamento perimetrale tamponature/tramezzature

Caso della trave emergente

ll l /



Collegamento perimetrale tamponature/tramezzatureCaso della trave emergente

C ll i l /




C ll t i t l t t /t t




C ll m nt p rim tr l t mp n tur /tr m zz tur



Collegamento perimetrale tamponature/tramezzatureCaso della trave a spessore: vista finale

ACCORDO DI COLLABORAZIONE



ACCORDO DI COLLABORAZIONE

VALUTAZIONE SISMICA SUGLI EDIFICI PUBBLICI

tra

RELUIS e Provveditorato alle OOPP Lazio, Sardegna e Abruzzosiglato lo scorso 2 luglio 2009

,

Provveditorato alle Opere Pubbliche in relazione ai lavori sulle’

anno scolastico. Si tratta di 15 scuole di competenza comunale

e 4 di competenza provinciale.In tali scuole si stanno mettendo in opera numerose tipologie di

intervento che sono incluse nel manuale degli interventi.



• Le scuole del cratere sono rimaste

chiuse do o il 6 A rile 2009.• Le famiglie hanno subito chiesto

• La necessità di un ro rammacompleto che garantisse scuole sicure

subito una priorità



Ri arazione e rafforzamento locale di 35 lessiscolastici con estesi danni alla componenti non

strutturali e modesti danni strutturali per 7000studenti

La tempistica del programma:

• z v u u

• inizio ro ettazioni e rove ma io 2009• inizio lavori luglio 2009

• consegna scuole tra il 21 settembre ed il 5 ottobre

Prime applicazioni sulle strutture scolastiche



Prime applicazioni sulle strutture scolastiche

Alcune immagini dai cantieri di scuole di l’Aquila



Alcune immagini dai cantieri di scuole di l Aquila

Scuola media Dante Alighieri: fasi di preparazione intervento nodi





Scuola elementare a Paganica




g q

Scuola elementare a Paganica: fasi di preparazione intervento nodi




g q

Istituto ITIS




g q

Istituto ITIS: ripristino giunti




g q

Isti tuto Tecnico Commerciale: interventi di collegamento perimetrale

Rafforzamento locale sui nodi trave-pilastro esterniF di li i lli i i l



Fasce diagonali in tessuto metallico uniassiale

Rafforzamento locale sui nodi trave-pilastro esterniT t d i i l i fib di b i l ll di d



Tessuto quadriassiale in fibra di carbonio sul pannello di nodo

Rafforzamento locale sui nodi trave-pilastro esterniC fi t t ità d i i l t i t t i i l i fib di b i



Confinamento estremità dei pi lastri con tessuto uniassiale in fibra di carbonio

Rafforzamento locale sui nodi trave-pilastro esterniFasce ad U (ancoraggio tessuto pannello e rinforzo a taglio trave) in tessuto



Fasce ad U (ancoraggio tessuto pannello e rinforzo a taglio trave) in tessuto

uniassiale in f ibra di carbonio




Scuola media Dante Alighieri

Rafforzamento locale sui nodi trave-pilastro esterni



Rafforzamento locale su tamponature e partizioniCollegamento perimetrale



Collegamento perimetrale




Isti tuto Tecnico Commerciale: interventi di collegamento perimetrale

Rafforzamento locale su partizioniInserimento di rete portaintonaco



p

Seismic assessment of school buildings



SEISMIC

SAFETY

ASSESSMENT

OF

SCHOOL

BUILDINGS

IN

L'AQUILA

9 RC BUILDINGS

• TORRIONE school (1 building);

• “ ”. . . . . . . . • RENDINA school (6 buildings);




SEISMIC

SAFETY

ASSESSMENT

OF

SCHOOL

BUILDINGS

IN

L'AQUILA

9 RC BUILDINGS

• TORRIONE school (1 building);

• “ ”. . . . . . . . • RENDINA school (6 buildings);

execute) could increase the global seismic capacity of existing RC structures?




TORRIONE

Built in 1961

SAP ‐ model

Seismic assessment of school buildingsI P S I A S A R



I.P.S.I.A.S.A.R.

2 story building 4 story building

Built in 1969

A

Bui t in 1969

Seismic assessment of school buildings6 b ildi B ilt 1982 1999



G

6 buildings, Built 1982‐1999

D

C

E

B1

B2 RENDINA




3 school

complexes

– 9

buildings

Knowledge Level KL2, by means of in situ and laboratory investigations

6 pushover analysis 3 Modal Response

pec rum ana ys s

Lumped plasticity model

analysis software FEM

. .

Safety verifications by post‐processor EXCEL

Capacity curve and progressive failures



First brittle failure on joint (tensilestress)

PUSHOVER ANALYSIS

250

CURVA DI CAPACITA'CAPACITY CURVE

V [kN]

200

150

100

t 0.30 c p f

0d [m]

c ja f k v

f f p

2

2

at

220,00 0,02 0,04 0,06 0,08

c j

c

hb

N

f a

c j

jh

hb

V

v j




First brittle (shear) failure on columns

PUSHOVER ANALYSIS

250

CURVA DI CAPACITA'CAPACITY CURVE

V [kN]

200

150

100

0d [m] min = 0

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 max =




Displacement capacity

LS Significant damage; (plastic hinge 3/4u)

250,0

CURVA DI CAPACITA'

CAPACITY CURVE

Displacement demand

V [kN]

200,0

150,0

100,0

50,0

0,0

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08

Safety index: PGA capacity/demand ratioTHE PARAMETER HAS BEEN ADOPTED TO COMPUTE THE CAPACITY DEMAND RATIO



THE PARAMETER HAS BEEN ADOPTED TO COMPUTE THE CAPACITY DEMAND RATIO

0.7

DLV PGA Sa [g]

0.6

ADRS

PGADLV = peak ground acceleration ontype A ground with a reference probabilityof exceedance PNCR = 10 % (no collapsere uirement in 50 ears reference return

0.4

0.5

period TNCR = 475 years)

0.2

0.3

PGA DLV

0.1

0.0

0.00 0.01 0.01 0.02 0.02

PGADLV = L’Aquila = 0.261g




0.7

DLV PGA Sa [g]

0.6

ADRS

PGADLV = accelerazione orizzontalemassima su sito di riferimento rigidoorizzontale che ha una probabilità diessere su erato ari al 10% P =10% in

0.4

0.5

un tempo pari al periodo di riferimentodell’opera 0.3

PGA DLV

PGACLV = peak ground acceleration ontype A ground which can be sustained by

0.1

.

the structure at Limit State of SignificantDamage (LSSD)

0.0

0.00 0.01 0.01 0.02 0.02

m





0.7

DLV PGA Sa [g]

0.6

ADRS

PGADLV = accelerazione orizzontalemassima su sito di riferimento rigidoorizzontale che ha una probabilità diessere su erato ari al 10% P =10% in

0.4

0.5

un tempo pari al periodo di riferimentodell’opera 0.3

PGA DLV

0.1

.

PGA CLV

PGACLV = peak ground acceleration ontype A ground which can be sustained by

0.0

0.00 0.01 0.01 0.02 0.02

the structure at Limit State of SignificantDamage (LSSD)


Torrione: Assessment Pushover140



120

αUV [%] ductile fail.brittle fail.

100

TORRIONE

60

40

N. story 3

0 joint column column column beam

shear rotationcm [MPa] 14

f ym [MPa] 320

ens ee ars ype a n

year 1961

I.P.S.I.A.R.: Assessment Pushover

140



120

140αUV [%] ductile fail.brittle fail.A

B

100

IPSIASAR B

60

80

40Building A B

0

20

oint column column column beam

shear rotationN. story 4 2

f cm [MPa] 16.6 16.7

0 1 2 3 4 5 6tensile EC8/5 EC8/0f ym [MPa] 320 320

Rebars Type plain plain

year 1969 1969

Rendina: Assessment Pushover

140



120

αUV [%] ductile fail.brittle fail.G

100

RENDINA E

RENDINA G

C

E

60

80

40

Building C E G


shear rotationN. story 4 4 3

f cm [MPa] 33.3 21.4 23.5

tensile EC8/5 EC8/0f ym [MPa] 480 375 375

Rebars Type def. def. def.

year 1999 1982 1982

How much FRP based local stengthening interventions could

increase the global seismic capacity of existing RC structures?



140

α % ductile fail.brittle fail.140

αUV [%]140

%

Pushover

80

100

120RENDINA C

RENDINA E

RENDINA G

100

120 IPSIASAR A

IPSIASAR B

..

100

120

TORRIONE

..

40

60

40

60

40

60

0

20

0 1 2 3 4 5 6 joint

tensile

column

EC8/5

column

EC8/0

column beam0

20

0 1 2 3 4 5 6 joint

tensile

column

EC8/5

column

EC8/0

column beam0

20

0 1 2 3 4 5 6 joint

tensile

column

EC8/5

column

EC8/0

column beam

Removing brittle failure

mechanisms

Minimum Safety level

Rendina: Assessment Linear Analysis

140



120

αUV [%]RENDINA B1

ductile fail.brittle fail.D

100

RENDINA D

60

80

40

Building B1 B2 D

B2 B1


shear FlexureN. story 2 2 4

f cm [MPa] 35.5 35.5 29.6

tensile EC8/5 EC8/0f ym [MPa] 480 480 480

Rebars Type def. def. def.

year 1999 1999 1995



Test Setup



• Provini disposti parallelamente al piastrone di contrasto

- Sforzo normale costante ( = 0.21)

- Storia di carico:

• precarico di 19.2 kN per simulare I carichi gravitazionali

• storia di carico a controllo di spostamento, spostamenti

Matrice di prova



FRP

o nt pane[‐] [‐] [MPa] [%]

T_C Non rinforzato 16.38 ‐

T_C3 Non rinforzato 16.30 ‐

T_FRP “Light” CFRP (schema 1) 14.84 0.0176

T_FRP2 “Strong” FRP (schema 2) 17.74 0.0176

“Light” CFRP(Scheme 1)

“Strong” CFRP(Scheme 2)

= N/(Ac·f cm) = 0.21

Risultati sperimentali: Non rinforzato



• Quadro fessurativo e modalità di rottura

c o

Prima fessurazione

( Drift =0.52%,

T_C

c .

5° Ciclo

Fessurazione diagonale

7° Ciclo (Drift=2.4%, Vc =25.2kN)

danno esteso

( Drift =0.70%, Vc = -29.7 kN)

Risultati sperimentali: Non rinforzato

T_C T_C3



Quadro fessurativo simile Espulsione copriferro

nella

zona

di

estremità del nodo a causa

dell’instabilizzazione delle barre

longitudinali dei pilastri

Risultati sperimentali: Provini rinforzati

“Light” CFRP (Schema 1)



T FRP _

FRP debonding a partire dall’estremità‐

6° c cle Drift = 2.37% Vc = 53.15 kN

pannello di nodo esteso per 15

cm sulla trave

1 strato uniassiale CFRP

sagomato ad U estensione 15

cm su a trave

Risultati sperimentali: Confronti

“Light” CFRP (Schema 1)



Strain on FRP panelVc = 47 kN

(theor. column bars yielding)

fu= 15‰

Maximum strain recorded on FRP

panel:

f,max = .

Risultati sperimentali: Provini rinforzati

7° Ciclo“Strong” CFRP (Schema 2)



7° Ciclo

Primo debonding“Strong” CFRP (Schema 2)

T_FRP2 ( Drift =2.38%,

Vc = 56.1 kN)

8° Ciclo

Debonding di

estremità

( Drift =3.18%,

c = .

7° Ciclo

10° Ciclo

( Drift =4.8%,

Tranciamentotessuto

quadriaxVc = 19.1 kN)( Drift=2.39%,

Vc = 44.9 kN)

Risultati sperimentali: Confronti




Ripartire da L’Aquila



Ripartire da L’Aquila

5 ottobre 2009

G. Manfredi

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