Giovedì 10 marzo 2016Hotel Globus - Via Traiano Imperatore - FORLI’

SISTEMI E SOLUZIONI INNOVATIVE PER LA MITIGAZIONE DELLA VULNERABILITA’SISTEMI E SOLUZIONI INNOVATIVE PER LA MITIGAZIONE DELLA VULNERABILITA’SISMICA DEL PATRIMONIO EDILIZIO ESISTENTESISMICA DEL PATRIMONIO EDILIZIO ESISTENTE

CONSOLIDAMENTO E MITIGAZIONE DELLA VULNERABILITA’ SISMICA DI CONSOLIDAMENTO E MITIGAZIONE DELLA VULNERABILITA’ SISMICA DI EDIFICI IN MURATURA E C.A.:EDIFICI IN MURATURA E C.A.:

DALL’IDENTIFICAZIONE DELL’ORGANISMO STRUTTURALE CON LE METODOLOGIE DALL’IDENTIFICAZIONE DELL’ORGANISMO STRUTTURALE CON LE METODOLOGIE DELL’INDAGINE DIAGNOSTICA ALLE DEFINIZIONI DEGLI INTERVENTI DIDELL’INDAGINE DIAGNOSTICA ALLE DEFINIZIONI DEGLI INTERVENTI DIDELL’INDAGINE DIAGNOSTICA ALLE DEFINIZIONI DEGLI INTERVENTI DI DELL’INDAGINE DIAGNOSTICA ALLE DEFINIZIONI DEGLI INTERVENTI DI

RINFORZO CON L’IMPIEGO DI TECNOLOGIE E MATERIALI INNOVATIVI (FRP ED FRG).RINFORZO CON L’IMPIEGO DI TECNOLOGIE E MATERIALI INNOVATIVI (FRP ED FRG).

PARTE 2aPARTE 2aPARTE 2aPARTE 2a

Alberto BalsamoAlberto BalsamoUniversità degli Studi di Napoli “Federico IIUniversità degli Studi di Napoli “Federico II°°””Università degli Studi di Napoli “Federico IIUniversità degli Studi di Napoli “Federico II°°” ”

Facoltà di Ingegneria Facoltà di Ingegneria DiStDiSt -- Dipartimento di Strutture Dipartimento di Strutture per l’Ingegneria e l’Architetturaper l’Ingegneria e l’Architettura

Il sisma de L’Aquila I pilastri

Crisi a taglio alla testa del pilastro circolare.P d ll t ff Passo delle staffe superiore (sembra) ai 200mm200mm.E’ evidente la qualità del calcestruzzo

Il sisma de L’Aquila I pilastri

Crisi a taglio

Il sisma de L’Aquila I pilastri

Crisi a taglio

Il sisma de L’Aquila I nodi trave-pilastro

Assenza di staffe nel nodoInstabilità armatura pilastro passante nel nodo

Il sisma de L’Aquila I nodi trave-pilastro

Assenza di staffe nel nodoScarsa qualità del calcestruzzo

Il sisma de L’Aquila

Riprese di getto

i di tt i di tt Riprese di getto Riprese di getto

Il sisma de L’Aquila La scala

Danni agli elementi non strutturali

Le Tamponature

Discontinuità prodotte d ll tdalle aperture.Ribaltamento della fodera esterna della fodera esterna della tamponatura

NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI Decreto 14/01/2008 del Ministero delle Infrastrutture

(GU 29 d l 04/02/2008)(GU n.29 del 04/02/2008)

Capitolo 8: Costruzioni Esistenti• Categorie degli Interventi

interventi di adeguamentoatti a conseguire i livelli di sicurezza previsti dalle presenti norme;

interventi di miglioramentogatti ad aumentare la sicurezza strutturale esistente, pur senza necessariamente raggiungere i livelli richiesti dalle presenti norme;norme;

riparazioni o interventi localiche interessino elementi isolati e che comunque comportino che interessino elementi isolati, e che comunque comportino miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti.

Gli i t ti di d t i li t d Gli interventi di adeguamento e miglioramento devono essere sottoposti a collaudo statico.

Strategie di adeguamento sismico Strategie di adeguamento sismico de

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TECNICHE TECNICHE DIDI ADEGUAMENTO SISMICOADEGUAMENTO SISMICOTecniche di intervento locale Tecniche di intervento globale

• Confinamento con profilati metallici

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• Inserimento di controventi metallici• Incremento di sezione ed armatureCo e o co p o e c

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• Inserimento di pareti sismoresistentiNap

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• Confinamento con FRP

Inserimento di pareti sismoresistenti

• Tecniche di protezione sismica:Isolamento alla base Dissipazione supplementare

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TECNICHE TECNICHE DIDI ADEGUAMENTO SISMICOADEGUAMENTO SISMICO

Tecniche di intervento localeTecniche di intervento locale• Incremento di sezione ed armature

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TECNICHE TECNICHE DIDI ADEGUAMENTO SISMICOADEGUAMENTO SISMICO

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• Confinamento con FRPTecniche di intervento locale

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TECNICHE TECNICHE DIDI ADEGUAMENTO SISMICOADEGUAMENTO SISMICO

Tecniche di intervento locale• Confinamento con profilati metallici

• Confinamento e rinforzo

Tecniche di intervento locale

Fiocchi in Tessuti Metallici Fasciatura in FRP Rinforzo in FRP

Alberto Balsamo Alberto Balsamo -- Università di Napoli “Federico IIUniversità di Napoli “Federico II°°””

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TECNICHE TECNICHE DIDI ADEGUAMENTO SISMICOADEGUAMENTO SISMICO

Tecniche di intervento locale• Confinamento con profilati metallici• Confinamento e rinforzo con FRP

Tecniche di intervento locale

Confinamento e rinforzo con FRP

Fiocchi in SRP Fasciatura in FRP Rinforzo in FRP

Alberto Balsamo Alberto Balsamo -- Università di Napoli “Federico IIUniversità di Napoli “Federico II°°””

Alberto Balsamo Alberto Balsamo -- Università di Napoli “Federico IIUniversità di Napoli “Federico II°°””

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Alberto Balsamo Alberto Balsamo -- Università di Napoli “Federico IIUniversità di Napoli “Federico II°°””

STRATEGIE DI ADEGUAMENTO SISMICO:DI TECNICHE DI INTERVENTO INNOVATIVE

• Adeguamento sismico con FRP

In quanto selettiva, la strategia di intervento con FRP deve essere ispirata ai seguenti principi:

• eliminazione di tutti i meccanismi di collasso di tipo fragile; li i i di t tti i i i di ll di i• eliminazione di tutti i meccanismi di collasso di piano

(“piano soffice”);• miglioramento della capacità deformativa globale della g p g

struttura conseguibile in uno dei seguenti modi:- incrementando la duttilità delle potenziali cerniere plastiche senza variarne la posizione;plastiche senza variarne la posizione;- rilocalizzando le potenziali cerniere plastiche nel rispetto del criterio della gerarchia delle resistenze.

STRATEGIE DI ADEGUAMENTO SISMICO:DI TECNICHE DI INTERVENTO INNOVATIVE

• Adeguamento sismico con FRP

Elementi e meccanismi fragili

Taglio : sono consentite configurazioni ad U o in avvolgimento.

strisce

STRATEGIE DI ADEGUAMENTO SISMICO:DI TECNICHE DI INTERVENTO INNOVATIVE

• Adeguamento sismico con FRP

Elementi e meccanismi fragiliZone di sovrapposizione : il pericolo di scorrimentoZone di sovrapposizione : il pericolo di scorrimento

delle giunzioni per aderenza nei pilastri, può essere eliminato mediante l’applicazione di una fasciaturaeliminato mediante l applicazione di una fasciatura di confinamento in FRP.

sfilamento armatura ancoraggi insufficienti

1999 North Athens, Greece

STRATEGIE DI ADEGUAMENTO SISMICO:DI TECNICHE DI INTERVENTO INNOVATIVE

• Adeguamento sismico con FRP

Elementi e meccanismi fragili

S l t d ll b l it di li il i lSvergolamento delle barre longitudinali : il pericolo di svergolamento delle barre longitudinali di armatura, può essere eliminato mediante l’applicazione di una fasciatura di ppconfinamento in FRP.

Kobe 1995

STRATEGIE DI ADEGUAMENTO SISMICO:DI TECNICHE DI INTERVENTO INNOVATIVE

• Adeguamento sismico con FRPElementi e meccanismi fragili

NodiNodi• Il calcolo dell’incremento di resistenza a trazione conseguibile nei pannelli dei nodi

non confinati va eseguito tenendo conto del contributo dell’FRP nella direzione delle tensioni principali di trazione e limitando la massima deformazione di quest’ultimo al valore del 4‰. L’intervento risulterà efficace solo se le estremità del rinforzo sono perfettamente ancorate, attraverso l’adozione di opportuni particolari costruttivi.

In caso contrario il rinforzo non può essere considerato come efficace.

Turchia, Turchia, AgustoAgusto 19991999ElsaElsa--JrcJrc, telaio in scala reale:, telaio in scala reale:rinforzo con CFRP del nodo traverinforzo con CFRP del nodo trave--pilastropilastro

Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinaticon utilizzo di materiali compositi (FRP)

Proteggere gli edifici in c.a.Proteggere gli edifici in c.a.

(Flessione Taglio)

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Tra i

(Flessione Taglio)

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Zona al piede

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Strutture in cemento armato

Zona al piede

Riparazione e miglioramento con utilizzo di CFRP Riparazione e miglioramento con utilizzo di CFRP di un edificio in c a danneggiato con sismadi un edificio in c a danneggiato con sisma

Riparazione e miglioramento con utilizzo di CFRP Riparazione e miglioramento con utilizzo di CFRP di un edificio in c a danneggiato con sismadi un edificio in c a danneggiato con sismadi un edificio in c.a. danneggiato con sisma di un edificio in c.a. danneggiato con sisma

controllato di progetto con prova pseudodinamicacontrollato di progetto con prova pseudodinamicadi un edificio in c.a. danneggiato con sisma di un edificio in c.a. danneggiato con sisma

controllato di progetto con prova pseudodinamicacontrollato di progetto con prova pseudodinamicaLaboratorio Europeo per le Verifiche Strutturali Elsa Laboratorio Europeo per le Verifiche Strutturali Elsa -- Ispra (VA)Ispra (VA)Laboratorio Europeo per le Verifiche Strutturali Elsa Laboratorio Europeo per le Verifiche Strutturali Elsa -- Ispra (VA)Ispra (VA)

ElsaJRC

A. Balsamo A. Balsamo -- Università di Napoli “Federico II”Università di Napoli “Federico II”

JRC

A. Colombo A. Colombo -- ELSA ELSA

G. Manfredi G. Manfredi -- Università di Napoli “Federico II”Università di Napoli “Federico II”

P NegroP Negro -- ELSAELSAP. Negro P. Negro -- ELSAELSA

Alberto Balsamo Alberto Balsamo -- Università di Napoli “Federico IIUniversità di Napoli “Federico II°°””

El JRC

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rinforzo con CFRP del nodo traverinforzo con CFRP del nodo trave--pilastro :pilastro :

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vista d’insieme finalevista d’insieme finale

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TEST IN SCALA REALE SU UN TELAIO RIPARATO CON MATERIALI COMPOSITI

Elsa-JRC

MISURA DELLA CAPACITÀ DI SPOSTAMENTO

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Di/HiDi/Hi Il massimo drift passa da 0.8% a 1.3% Il periodo passa da 0.8 a 1.0 sec

Alberto Balsamo Alberto Balsamo -- Università di Napoli “Federico IIUniversità di Napoli “Federico II°°””

La Struttura Spear

Edificio di tre pianiprogettato per soli carichi verticali Progettato secondo le

i di i i d llindicazioni della Normativa Greca utilizzata dal 1954 al 1995 Struttura regolare in

elevazione mad idoppiamente non simmetrica in pianta Telai a 2 campate con luci

Strutture in cemento armato

Telai a 2 campate con luci da 3 a 6 m

Alberto Balsamo Alberto Balsamo -- Università di Napoli “Federico IIUniversità di Napoli “Federico II°°””

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Confinamento delle colonne8 Colonne quadrate:2 strati GFRP uniassiale

1° Piano: Testa: h= 60 cmPiede: h=77cm o o

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(60+20cm sovrapposizione: 3 cm)C8 h=97cm (70+20cm sovrapposizione 3 cm)

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2° e 3° Piano : Testa: h= 60 cmPiede h=60cm

C8 h 77 (60 20 i i 3 ) vers

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C8 h=77cm (60+20cm sovrapposizione: 3 cm)

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Strutture in cemento armato

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Rinforzo a taglio colonna rettangolareRinforzo colonna C6:F i t t tt lt 2 t ti di t t d i i lFasciatura a tutta altezza, 2 strati di tessuto quadriassiale con sovrapposizione tra le fasce di 3 cm

2 strati di QUADRI-AX 1140/48

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Strutture in cemento armato

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Rinforzo a taglio nodi d’angoloRinforzo nodi di vertice C2 C5 C7 C8:2 strati di tessuto

Quadriassiale + U-wrap unidirezionale (rinforzo a taglio trave)

a) Rinforzo del nodo b) Pannello di nodo c) U-wrap trave

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Gruppo di lavoro

Mauro DolceGiacomo Di PasqualeClaudio MoroniClaudio Moroni

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Gaetano ManfrediAndrea Prota

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Alberto BalsamoIvano Iovinella

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www.reluis.it

Rappresentazione schematica del meccanismo di crisi del nodo trave-pilastro dovuto all’azione di taglio della tamponatura

(M d ll di “P E i l ”)(Modello di “Puntone Equivalente”)

) L i di l d l ll b) L i d i t la) Lesione diagonale del pannello b) Lesione pseudo-orizzontaleall’attacco pilastro-pannello di nodo e/o diagonale nel pilastro in prossimità dell’attacco al nodo

Alberto Balsamo Alberto Balsamo -- Università di Napoli “Federico Università di Napoli “Federico IIII°°””

Alberto Balsamo Alberto Balsamo -- Università di Napoli “Federico Università di Napoli “Federico IIII°°””

Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinatiili di i li i i (FRP)con utilizzo di materiali compositi (FRP)

A) Incremento della capacità del pannello di nodo e della porzione di sommitàdel pilastro rispetto all’azione di taglio esercitata dalla tamponaturap astro r sp tto a az on tag o s rc tata a a tamponatura

B) Incremento della resistenza a taglio del pannello di nodoB) Incremento della res stenza a tagl o del pannello d nodo

C) Confinamento delle estremità dei pilastriC) Confinamento delle estremità dei pilastri

D) Incremento della resistenza a taglio delle estremità delle traviD) Incremento della resistenza a taglio delle estremità delle travi

Alberto Balsamo Alberto Balsamo -- Università di Napoli “Federico IIUniversità di Napoli “Federico II°°””

Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinaticon utilizzo di materiali compositi (FRP)

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- Fasce diagonali in tessuto metallico uniassiale su nodo d’angolo

del pilastro rispetto all’azione di taglio esercitata dalla tamponatura

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A) Incremento della capacità del pannello di nodo e della porzione di sommitàd l il st is tt ll’ i di t li s it t d ll t t

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- Fasce diagonali in tessuto metallico uniassiale su nodo intermedio

del pilastro rispetto all’azione di taglio esercitata dalla tamponatura

A) Incremento della capacità del pannello di nodo e della porzione di sommità

Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinaticon utilizzo di materiali compositi (FRP)

A) Incremento della capacità del pannello di nodo e della porzione di sommitàdel pilastro rispetto all’azione di taglio esercitata dalla tamponatura

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- Fasce diagonali in tessuto metallico uniassiale su nodo d’angolo:Prove di applicazione presso il Laboratorio DIST - UNINA

Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinaticon utilizzo di materiali compositi (FRP)

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- Fasce ad “L” in tessuto quadriassiale bilanciato in fibra di carbonio su nodo d’angolo

Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinaticon utilizzo di materiali compositi (FRP)

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- Fasce ad “L” in tessuto quadriassiale bilanciato in fibra di carbonio su nodo intermedio

Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinaticon utilizzo di materiali compositi (FRP)

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B) Incremento della resistenza a taglio del pannello di nodo

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- Tessuto quadriassiale bilanciato in fibra di carbonio sul pannello di nodo su nodo d’angolo

Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinaticon utilizzo di materiali compositi (FRP)

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B) Incremento della resistenza a taglio del pannello di nodo

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- Tessuto quadriassiale bilanciato in fibra di carbonio sul pannello di nodo su nodo intermedio

B) Incremento della resistenza a taglio del pannello di nodo

Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinaticon utilizzo di materiali compositi (FRP)

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C) Confinamento delle estremità dei pilastri

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- Fasce anulari di confinamento in tessuto uniassiale in fibra di carbonio su nodo d’angolo

C) Confinamento delle estremità dei pilastri

Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinaticon utilizzo di materiali compositi (FRP)

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C) Confinamento delle estremità dei pilastri

AA

- Fasce anulari di confinamento in tessuto uniassiale in fibra di carbonio su nodo intermedio

C) Confinamento delle estremità dei pilastri

Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinaticon utilizzo di materiali compositi (FRP)

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D) Incremento della resistenza a taglio delle estremità delle travi

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- Fasce ad “U” in tessuto uniassiale in fibra di carbonio alle estremità di nodo d’angolo

Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinaticon utilizzo di materiali compositi (FRP)

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D) Incremento della resistenza a taglio delle estremità delle travi

AA

- Fasce ad “U” in tessuto uniassiale in fibra di carbonio alle estremità di nodo intermedio

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