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SEMINARIO ANNUALE GLIS

L’ADEGUAMENTO DEGLI EDIFICI

CON I SISTEMI ANTISISMICI PESCARA, 18 OTTOBRE 2013

APPLICAZIONI DEI SISTEMI ANTISISMICI E DEL

METODO CAM ALL’EDILIZIA RESIDENZIALE

Antonello Salvatori

Università degli Studi dell’Aquila

Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile Architettura ed Ambientale

Il terremoto del 6 aprile 2009

L’evento del 6 aprile 2009, iniziato all’1:32.39 UTC (Tempo

Universale Coordinato), è stato un terremoto distensivo (Fig. 1)

di magnitudo momento MW = 6.3 e momento sismico M0 = 3.7

x 1018 N m (INGV). Le coordinate dell’epicentro sono 42.348 N,

13.380 E, con profondità focale pari a circa 10 km (Celebi et al

2009).

L’AquilaL’Aquila

Faglia normale

(distensiva)

L’Aquila


L’intensità macrosismica massima, risentita a Onna, è stata

pari a X MCS, mentre nell’area centrale de L’Aquila il

risentimento medio è stato pari a IX MCS. Altri valori di

intensità macrosismiche significativi sono: Castelnuovo IX-X,

Paganica IX, Poggio di Roio IX, Tempera IX, Villa Sant'Angelo

IX, Colle di Roio VIII, Roio Piano VIII.

I valori di accelerazione efficace EPA corrispondenti in prima

approssimazione alle intensità macrosismiche sono: X MCS =

0.37 g, IX-X = 0.30 g, IX MCS = 0.24 g, VIII MCS = 0.15 g

(Decanini et al 1995).

Il numero delle vittime ammonta a 309, delle quali 135 avvenute

in 15 edifici con struttura di cemento armato, che costituiscono

circa l’1 % del patrimonio edilizio in cemento armato, le altre

occorse in costruzioni in muratura.


Stazione EPA

g

AQV-EW 0.471

AQV-NS 0.502

AQG-EW 0.316

AQG-NS 0.309

AQA-EW 0.254

AQA-NS 0.384

AQK-EW 0.220

AQK-NS 0.245

AQU-EW 0.209

AQU-NS 0.156


AQA_EW

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

T (s)

Cy (

g) elastic

m=2

m=4

AQA_NS

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

T (s)

Cy (

g)

AQG_EW

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

T (s)

Cy (

g)

AQG_NS

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

T (s)

Cy (

g)


AQM_EW

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

T (s)

Cy (

g)

AQM_NS

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

T (s)

Cy (

g)


0

5

10

15

20

25

30

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

T (s)

d (

cm

)

AQK_EW 6 apr 01:33

AQK_EW 6 apr 02:37AQK_EW 6 apr 23:15

AQK_EW 7 apr 17:48AQK_EW 9 apr 00:53

AQK_EW 9 apr 19:38

0

5

10

15

20

25

30

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

T (s)

d (

cm

)

AQK_NS 6 apr 01:33

AQK_NS 6 apr 02:37

AQK_NS 6 apr 23:15

AQK_NS 7 apr 17:48

AQK_NS 9 apr 00:53

AQK_NS 9 apr 19:38

0

5

10

15

20

25

30

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

T (s)

d (

cm

)

AQG_EW 6 apr 01:33

AQG_EW 6 apr 02:37

AQG_EW 7 apr 17:48

AQG_EW 9 apr 00:53

AQG_EW 9 apr 19:38

0

5

10

15

20

25

30

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

T (s)

d (

cm

)

AQG_NS 6 apr 01:33

AQG_NS 6 apr 02:37

AQG_NS 7 apr 17:48

AQG_NS 9 apr 00:53

AQG_NS 9 apr 19:38

IL COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN C.A.:

LE STRUTTURE: COLLASSI STRUTTURALI


LE STRUTTURE

ROTTURE LOCALIZZATE NEI NODI NON CONFINATI

CRITICITA’ DELLE RIPRESE DI GETTO


LE STRUTTURE

ROTTURE A TAGLIO CAUSATE DALLE FINESTRE A NASTRO



CARENZA DEI MATERIALI

ROTTURA SULLE RIPRESE DI GETTO

COMPORTAMENTO FRAGILE: ROTTURE PER TAGLIO

MANCANZA DI CURA NEI DETTAGLI COSTRUTTIVI



CARENZA DEI MATERIALI

ROTTURA SULLE RIPRESE DI GETTO

COMPORTAMENTO FRAGILE: ROTTURE PER TAGLIO

PILASTRI CORTI: ROTTURE PER TAGLIO

ASSENZA DI STAFFE



ROTTURE A TAGLIO

DEI PILASTRI TOZZI

CON FINESTRE

A NASTRO



ROTTURA DEI PILASTRI

PER IRREGOLARITA’

STRUTTURALE: FORMA

E PIANO PILOTIS


LE STRUTTURE: ROTTURE DEI NODI


LE STRUTTURE: ROTTURE DEI PILASTRI

IL COMPORTAMENTO DELLE

STRUTTURE IN MURATURA

42

Adeguamento sismico delle strutture

Deficit di resistenza (valori medi):

Meccanismi duttili: 12%

Meccanismi fragili: 18%

Nodi; 62%

Media: 31%

SI RENDE NECESSARIO

L’ADEGUAMENTO SISMICO

DELLE STRUTTURE

Obiettivi:

1. Raggiungimento dei livelli di sicurezza prescritti dalle NTC08;

2. Abbattimento dei costi di riparazione post-evento sismico;

3. Aumento della capacità di dissipazione energetica;

Danni strutturali → PILASTRI E PARETI

I principali MECCANISMI DI ROTTURA nei pilastri sono:

- Crisi a presso-flessione

- Crisi fragile per taglio

- Interazione con le tamponature

Epoca di costruzione degli edifici in cui risiedono famiglie

La quasi totalità di queste strutture manifesta evidenti carenze strutturali, principalmente

dovute alle lacune culturali contenute nelle precedenti normative tecniche per le costruzioni in

zona sismica

I principali meccanismi di crisi nelle tamponature sono:

- Schiacciamento della tamponatura in prossimità degli spigoli

- Crisi per trazione diagonale

- Scorrimento orizzontale nella zona centrale del pannello

Danni non strutturali → TAMPONATURE

IL METODO CAM E L’ISOLAMENTO SISMICO FERRARA 2013

RIL

IEV

O D

EL D

AN

NO

IL METODO CAM E L’ISOLAMENTO SISMICO FERRARA 2013

Strategie di PROTEZIONE SISMICA

- Incremento della CAPACITA’ della struttura

- Riduzione della DOMANDA SISMICA

“Lo scopo è quello di avvicinare la capacità della struttura alla domanda sismica e di ridurre

cosi la vulnerabilità dell’edificio”

L’applicazione della tecnologia CAM

- AUMENTA LA RESISTENZA a taglio di pilastri e

travi

- AUMENTA LA DUTTILITA’, cioè permette di

incrementare il valore della deformazione

convenzionale ultima del calcestruzzo

Derivanti dall’azione di confinamento

L’inserimento degli ISOLATORI permette di:

- AUMENTARE IL PERIODO PROPRIO DI

OSCILLAZIONE proprio di oscillazione della

struttura in modo da ridurre la forzante di

accelerazione

- RIDURRE GLI SPOSTAMENTI relativi tra gli

impalcati

45

Applicabilita’ dell’isolamento sismico al costruito aquilano

62%19%

2%

1%14%

2%

Agibilità edifici in C.A.

A

B

C

D

E

F63%11%

3%

1%

17%

5%

Agibilità edifici misti

A

B

C

D

E

F

49%

11%3%

1%

30%

6%

Agibilità edifici muratura

A

B

C

D

E

F

A: Agibile;

B: Temporaneamente inagibile ma agibile con provvedimenti di pronto intervento

C: Parzialmente inagibile ;

D: Temporaneamente inagibile da rivedere con approfondimento;

E: Inagibile;

F: Inagibile per cause esterne;

Edifici in muratura Edifici in C.A. Edifici misti

Spostamento in sommità in direzione X

46

Spostamento in sommità in direzione Y

47

Taglio alla base in direzione X

48

Taglio alla base in direzione Y

49

Accelerazione in direzione X

50

Accelerazione in direzione Y

51

IL SISTEMA DI ISOLAMENTO ALLA BASE

ISOLATORI IN GOMMA AD ELEVATO SMORZAMENTO,

COMUNEMENTE DENOMINATI HDRB (HIGH DAMPING RUBBER

BEARING).

QUESTI ELEMENTI SONO COSTITUITI DA PIASTRE IN ACCIAIO

(ARMATURA), DI SPESSORE LIMITATO, IMMERSE IN UNA

MATRICE ELASTOMERICA (GOMMA) E A QUESTA COLLEGATE

MEDIANTE VULCANIZZAZIONE.

Tecniche Innovative Applicate ad Edifici Esistenti

Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila

ISOLAMENTO

SISMICO

RIDUZIONE

DEL DRIFT

RIDUZIONE

DEL TAGLIO

ALLA BASE



CASO DI STUDIO 1 – ISOLAMENTO IN TESTA AI PILASTRI

DEL PIANO INTERRATO

EDIFICIO IN C.A. TECNICHE MISTE: ISOLAMENTO + C.A.M.



EDIFICIO

CON DANNI

STRUTTURALI

AI PILASTRI

DEL PIANO

INTERRATO

DANNI SEVERI

A TRAMEZZI E

TAMPONATURE

AI PRIMI DUE

LIVELLI

DANNI LIEVI

AGLI ALTRI

LIVELLI



SOTTODIMENSIONAMENTO DELLA FONDAZIONE ROTTURE A TAGLIO

DEI PILASTRI



RINFORZO DEL PILASTRO DI BASE – PULVINO TAGLIO DEL PILASTRO

APPLICAZIONI DELL’ISOLAMENTO SISMICO

A L’AQUILA



TAGLIO DEL PILASTRO – DECOMPRESSIONE INSERIMENTO ISOLATORE


A L’AQUILA



FASI TRANSITORIE ISOLAMENTO VANO ASCENSORE


Danneggiati Dal Sisma Del 6 Aprile 2009 a L’Aquila1

INSERIMENTO ISOLATORE A SCORRIMENTO ISOLATORE ELASTOMERICO



SISTEMA GLOBALE – ISOLATORI A SCORRIMENTO – ISOLATORI ELASTOMERICI



ISOLATORI ELASTOMERICI E PULVINI GIUNTO SCALA DI INGRESSO


A L’AQUILA



CASO DI STUDIO 2 – SISTEMA DI ISOLAMENTO IN FONDAZIONE – PIEDE PILASTRI

STRUTTURA ANTE INTERVENTO RINFORZO FONDAZIONI - BAGGIOLI



ARMATURA BAGGIOLO DI BASE VISTA D’INSIEME RINFORZI ALLA BASE



RINFORZO DEI PILASTRI AL PIANO TERRA CAMICIE DI SOLLEVAMENTO



TAGLIO DEL PILASTRO – DECOMPRESSIONE INSERIMENTO ISOLATORE A SCORRIMENTO



INSERIMENTO ISOLATORE ELASTOMERICO PIANO DI MOVIMENTAZIONE ISOLATORI



REALIZZAZIONE DEL PIANO RIGIDO IN TESTA AL SISTEMA DI ISOLAMENTO



GIUNTO DI ISOLAMENTO COMPLETAMENTO DEL PIANO RIGIDO



ISOLATORI E PIANO RIGIDO IN ACCIAIO IMPIANTISTICA ED

ISOLAMENTO ALLA BASE



CASO 3 – STRUTTURA CON ISOLAMENTO ALLA BASE CON DOPPI PENDOLI

ISOLATORE A DOPPIO PENDOLO GIUNTI FLESSIBILI DEGLI IMPIANTI



PIANO RIGIDO IN ACCIAIO IMPIANTISTICA ED ISOLAMENTO



CASO 4 – ISOLAMENTO IN TESTA AI PILASTRI IN ASSENZA DI PULVINI

EDIFICIO DA ISOLARE IN RETROFITTING DANNEGGIAMENTO AI PILASTRI DEL P.T.



DANNEGGIAMENTO DEI PILASTRI AL P.T. ARMATURA DI RINFORZO

PILASTRI DI BASE



STRUTTURA ISOLATA POST INTERVENTO SISTEMA DI ISOLAMENTO SENZA PULVINI



ISOLATORE A SCORRIMENTO ISOLATORE ELASTOMERICO



ISOLAMENTO SU PIANO SFALZATO: GIUNTO DI MOVIMENTO SCALA - SOVRASTRUTTURA

EDIFICIO IN C.A. RETROFITTING CON ISOLAMENTO SISMICO

COME SI COMPORTANO GLI EDIFICI ISOLATI?

LA NUOVA FACOLTÀ DI SCIENZE UMANE

DELL’UNIVERSITÀ DELL’AQUILA

Sisma Mw = 6,3

Indenne da danni

(parte già edificata)

IL METODO C.A.M.

IL METODO C.A.M.

La tecnologia CAM permette mediante la posa in opera di

angolari in acciaio di dimensioni appropriate e nastri pretesi in

acciaio di conseguire una serie di effetti tra cui l’incremento di

duttilità e resistenza degli elementi confinati.

La resistenza flessionale degli elementi risulta migliorata in

quanto gli angolari inseriti costituiscono una vera e propria

armatura a flessione aggiuntiva.

L’inserimento delle fascette nonché della porzione resistente a

taglio degli angolari in acciaio consente di considerare anche

un incremento della resistenza a taglio dei singoli elementi.

IL METODO C.A.M.

Per quanto riguarda l’incremento di resistenza a taglio dovuto

ai nastri ad alta resistenza si procede secondo la formula:

ed agli angolari in acciaio:

nella quale tj, b, s sono rispettivamente spessore, larghezza e

interasse delle bande e fyw è la resistenza di calcolo a

snervamento dell’acciaio, αt è l’inclinazione delle fessure per

taglio.

La normativa fa riferimento ai cerchiaggi passivi quando indica

di assumere come tensione di calcolo il 50% della fy per

“limitare l’ampiezza delle fessure e assicurare l’integrità del

conglomerato, consentendo il funzionamento del meccanismo

resistente dell’elemento preesistente” in quanto nel caso di

cerchiaggi attivi con nastri pretesi la limitazione dell’ampiezza

delle fessure e l’integrità del conglomerato sono garantite

anche per tensioni di calcolo maggiori.

=

86.0

5.07.31

c

yssnccc

f

fff

IL METODO C.A.M.

IL METODO C.A.M. RINFORZI FLESSIONALI

IL METODO C.A.M. RINFORZI A TAGLIO

IL METODO C.A.M.

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