27 ottobre 2009

Marisa PecceProfessore Ordinario di Tecnica delle Costruzioni

Università del Sannio, Benevento, ITALY

I danni negli edifici in c.a. e le nuove norme tecniche

FACOLTA’ DI INGEGNERIAUNIVERSITA’ DEL SANNIO

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

0 5 10 15 20 25 30 35

perio

do T

(s)

altezza (m)

c.a.

muratura

DM 2008T=C1H3/4

L’evento sismico e le costruzioni

riduzione delle azioni sismiche

duttilità locale, tipo di meccanismo globale

Gerarchia delle resistenzedettagli costruttivi, duttilità dei materiali,regolaritàstrutturale,sovraresistenza

fattore di struttura q

I meccanismi duttili si devono attivare prima di quelli fragili

Capacità di dissipare energia in campo plastico

STATO LIMITE ULTIMO

Regolarità in pianta

CM

CR

ecce

ntric

ity

Openings

B

H

Irregolarità in pianta dovuta non solo alla geometria ma alla discontinuità di elementi strutturali sismo-resistenti.

DM 14 gennaio 2008

Regolarità in elevazione

Irregolarità in altezza: piano soffice

fino al danneggiamento delle tamponature, l’energia in ingresso viene dissipata solo dalle colonne del piano soffice, che quasi immediatamente si rompono alle estremità. 

PRIMA

DOPO

Foto di Bursi, Dusatti, PucinottiPettino (AQ)

PRIMA

Foto di Bursi, Dusatti, PucinottiPettino (AQ)

DOPO

Il piano porticato non ha funzionato neanche per gli ospiti dell’Hotel Duca degli Abruzzi dell’Aquila. 

PRIMA  DOPO 

Non ha funzionato neanche per l’Hotel Duca degli Abruzzi

PRIMA 

DOPO

PRIMA 

DOPO 

piano soffice intermedio

presenta un numero limitato di zone plasticizzato e un minore rapporto αu/α1 (sovraresistenza)

Le cerniere dei pilastri hanno generalmente una minore capacità di rotazione per la presenza di sforzo normaleche può essere incrementata mediante confinamento (staffatura)

Il meccanismo di piano Il meccanismo globale

presenta un numero elevato di zone plasticizzato e un elevato rapporto αu/α1 (sovraresistenza)

Le cerniere delle travi hanno generalmente una elevata capacità di rotazione soprattutto se sono snelle (elevato rapporto Momento/taglio) e con sezioni a debole armatura

PUO’ ESSERE DETERMINATO

DALL’ASSENZA DI TOMPAGNI AD UN PIANO

Indicazioni del DM per evitare il meccanismo di piano

ALTRE IRREGOLARITA’

DM 14 gennaio 2008

Irregolarità locali

Effetto del parapetto delle finestre

Sono stati numerosi i crolli di tompagni e tramezzi

indicazioni del DM 2008

Frequenti i danni alle controsoffittature e agli impianti

Facoltà di Ingegneria Edificio nuovo

Facoltà di Ingegneria edificio vecchio

La duttilità globale dipende dalla duttilità locale che può essere concentrata in zone critiche dove si formano quindi le cosiddette cerniere plastiche, la cui duttilità è legata alla capacità rotazionale in campo plastico.

zona di base della colonna

nodo esternotrave

nodo interno colonna

tompagno

(flessione/taglio)

gerarchia delle resistenze

1- si devono amplificare le resistenze relative a crisi di tipo fragile per avere sempre modalità di crisi duttili

es. la resistenza a taglio deve essere maggiore della resistenza a flessione

2- si devono amplificare le resistenze di alcuni elementi strutturali per ottenere un meccanismo globale di collasso con molte zone di plasticizzazione

es. nelle strutture a telaio la resistenza dei pilastri deve essere amplificata per indurre la plasticizzazione delle travi, i nodi devono essere i più resistenti per spostare la crisi negli elementi

(materiali, dettagli costruttivi, regolarità, sovraresistenza)

pilastro debole – trave forteDM 2008

pilastro forte – trave debole

Gerarchia delle resistenze

La rottura a taglio non consente lo sviluppo della duttilità flessionale

Amplificazione sollecitazioni taglianti nei pilastri

2,, travek

trave

RdBbRdAbRdA

lGl

MMV ⋅

++

=++

γ

amplificazione del taglio nelle traviPer le travi il taglio di progetto non è quello che discende dall’analisi strutturale bensì il massimo possibile sulla trave. Quest’ultimo è dato dal carico distribuito sulla trave e dai momenti di plasticizzazione delle sezioni di estremità della trave, amplificati da un coefficiente γRd

Poca armatura

Pilastri Vecchia normativa min 0,3%

Travi

circa 0,35%

Vecchia normativa min 0,15%

Aumento dei minimi di armatura

DM 2008

DM 2008

Rottura dei nodi e instabilità della barre

L’Aquila

Kocaeli, Turchia (1999)

attenzione anche ai nodi interni

La resistenza deve essere La resistenza deve essere verificata sia lungo la verificata sia lungo la diagonale tesadiagonale tesa che lungo la che lungo la diagonale compressadiagonale compressa::

Ag

N

Gerarchia resistenze – nodi più resistenti di travi e pilastri

martellamento

Importanza dei giunti

dettagli scale

La sperimentazione e i terremoti hanno ormai consolidato le conoscenzee gli strumenti normativi e di calcolo

L’importante è comprendere il comportamento strutturale in presenza di sisma e curare i calcoli ma soprattutto i dettagli costruttivi