Nuove tecnologie per il miglioramento sismico degli ... · COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN MURATURA...

Prof. Giovanni Plizzari

Università degli Studi di Brescia

[email protected]

Nuove tecnologie per il miglioramento sismico degli edifici esistenti

Terremoto nell’Italia Centrale

La scuola di Gualdo

La vita deve continuare

TERREMOTO 24 AGOSTO 2016 - Mw6.0

Prof. Gaetano Manfredi Brescia 28 Ottobre 2016

• 24 Agosto 2016: terremoto di Mw 6.0 - 6.2

• Classificazione sismica: “II Categoria” Amatrice 1927; Norcia 1962




• 24 Agosto 2016: terremoto di Mw 6.0 - 6.2

• Classificazione sismica: “II Categoria” Amatrice 1927; Norcia 1962


• PEAK GROUND ACCELERATION – PGA [cm/s2]

(max componente orizzontale)

Source: Preliminary study of Rieti Earthquake ground data V5, DIST, INGV, CNR/ITC, Reluis



• PEAK GROUND VELOCITY – PGV [cm/s]

(max componente orizzontale)


Source: Preliminary study of Rieti Earthquake ground data V5, DIST, INGV, CNR/ITC, Reluis


Stazione

RAN -

AMTDifferenza

altimetrica/geometric

a

PECULIARITA’ DEL COMUNE DI AMATRICE



AMATRICE (distance: 8,9 km)

Source: Courtesy of Iunio Iervolino, Dist


• GROUND MOTION DATA/ PULSE-LIKE


• DANNI OSSERVATI NEL COMUNE DI AMATRICE



cStation

RAN AMT

RC building

Civic Tower

RC building.

School Romolo

Capranica

Hotel Roma

Altitude gap

Parallel and normal direction with reference to Corso Umberto I

MAIN FEATURES OF AMATRICE MUNICIPALITY


cStazione

RAN AMT

Edificio in c.a.

Torre Civica

Edificio in c.a.

Scuola

Romolo

Capranica

Hotel Roma

Danni alla cinta muraria

Danni alla strada




cStazione

RAN AMT

Scuola Romolo

Capranica

SCUOLA ROMOLO CAPRANICA



Amatrice (2016)• PRIMA

Amatrice (2016)• DOPO




Amatrice (2016)

• DOPO






Amatrice (2016)• AFTER

• PRIMA DI

PORZIONE EDIFICIO IN C.A.

PORZIONE EDIFICIO

IN MURATURA

Amatrice (2016)




Accelerogramma per direzioni parallela e ortogonale al Corso Umberto I

(T = 0,23 seconds, picco di accelerazione)

DIREZIONE PARALLELA– C.so

Umberto

DIREZIONE ORTOGONALE– C.so

Umberto

Difforme presenza di murature resistenti nelle due direzioni principali

Elementi di vulnerabilità sismica degli edifici in muratura

(da Touliatos)

Setto resistente e rigido nel piano

Maschio murario non resistente e non rigido fuori piano

COMPORTAMENTO DEGLI EDIFICI IN MURATURA IN ZONA SISMICA

MECCANISMI FUORI PIANO

MECCANISMI NEL PIANO

Sismicità storica

Sismicità in Lombardia

Accelerazioni molto alte prossime allo stato limite ultimo per costruzioni in zona I.

Terremoto superficiale con componente verticale di accelerazione particolarmente significativa dannosa per gli edifici in muratura!

Accelerazioni alte anche per periodi crescenti effetto negativo sugli edifici danneggiati

Importanti effetti di amplificazione locale dovuta alla natura del suolo.

OSSERVAZIONI in merito ai dati strumentali

Evoluzione del quadro normativo

Fino al 2003:

Normative italiane erano rinnovate ogni 15-20 anni circa

Esempio:

Strutture in c.a., c.a.p. e acciaio ( 1971 - > 1996)

Normative sismiche ( 1974 - 1996)

Normative sulle costruzioni in muratura (1987 -> 2003 )

Oggi:

Marzo 2003: Ordinanza 3274 Prot Civile (Costruzioni in zona sismica)

Marzo 2005: Ordinanza 3431 Prot Civile (Costruzioni in zona sismica)

Sett. 2005: Testo Unico – Norme tecniche per le costruzioni

NORMATIVE EUROPEE Eurocodici

EC1 – Basi del metodo

…EC8 – Verifiche strutture in zona sismica

Materiali - Certificazione CE

D.M. 14-1-2008 (Normativa attualmente vigente)

Richieste prestazionali

La sicurezza strutturale

LA SICUREZZA DELLE STRUTTURE IN ZONA SISMICA

Comportamento di un edificio durante il sisma

I diaframmi di piano

Elementi strutturali sismoresistenti

Posizione degli elementi sismoresistenti

Come aumentare la sicurezza sismica?

Vulnerabilità sismica e consistenza del patrimonio edilizio

Circa 9 milioni di edifici non sono progettati per resistere ai carichi orizzontali e di questi, circa 1,8 milioni sono in c.a.

Classificazione sismica del territorio italiano da NTC 2008

60%37%

Edifici in c.a. per data di costruzione -Italia

Prima del 1945

Dal 1945 al 1981

Dopo il 1981

31%

50%

19%

Totale edifici per data di costruzione -Italia

Prima del 1945

Dal 1945 al 1981

Dopo il 1981

La maggior parte degli edifici ad uso abitativo è stata costruita tra gli anni ‘50 e ‘80.

Considerando soltanto gli edifici in c.a., il 61% (pari a circa 1.670.000 unità risale al periodo 1950-1980.

Il 37% degli edifici ad uso abitativo (pari a 79.938 unità) risale agli anni

‘60 e ’70.

In tali abitazioni vivono circa 180.000 famiglie.


19%

11%

15%

20%

17%

10%

8%

Edifici per epoca di costruzione - Lombardia

Prima del 1919

Dal 1919 al 1945

Dal 1946 al 1961

Dal 1962 al 1971

Dal 1972 al 1981

Dal 1982 al 1991

Dopo il 1991

Il 36% degli edifici ad uso abitativo in Lombardia risale agli anni del II

dopoguerra.

47727

17953

26784

4114938789

21346 20072

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

Prima del1919

Dal 1919 al1945

Dal 1946 al1961

Dal 1962 al1971

Dal 1972 al1981

Dal 1982 al1991

Dopo il1991

Edifici per epoca di costruzione - BRESCIA

Fonte: Prof. Mauro Dolce – Protezione Civile

Come procedere per gli interventi sul costruito

• Raccolta di tutta la documentazione tecnica disponibile, inclusi l’evoluzione storica dell’edificio

• Eventuali rilievi geometrici in situ

• Progetto di massima dell’intervento di riabilitazione

• Indagini diagnostiche per verificare le caratteristiche meccaniche dei materiali in situ.

• Progetto preliminare, definitivo ed esecutivo

• Direzione lavori

Criteri per la scelta dell’intervento

• Tipo, tecnica, entità e urgenza dell’intervento dipendono dall’esito della valutazione, tenendo inoltre conto degli aspetti seguenti:– Errori grossolani devono essere eliminati

– Per edifici fortemente irregolari (in resistenza e/o rigidezza) l’intervento deve correggere tale sfavorevole situazione

• ad es., tramite il rinforzo di un ridotto numero di elementi o con l’inserimento di elementi aggiuntivi

– Sono sempre opportuni interventi volti a migliorare la duttilità locale

– E’ necessario verificare che l’introduzione di rinforzi locali non riduca la duttilità globale della struttura

Tipo di intervento

• Sono previsti due tipi di intervento– Miglioramento– Adeguamento

• Miglioramento– l’esecuzione di una o più opere riguardanti singoli elementi

strutturali dell’edificio allo scopo di conseguire un maggior grado di sicurezza

• Adeguamento– l’esecuzione di un complesso di opere che risultino

necessarie per rendere l’edificio atto a resistere alle azioni sismiche normative

44

Categorie di intervento:

Adeguamento: conseguimento dei livelli di sicurezza previsti dalle norme;

Miglioramento: incremento della sicurezza strutturale senza

necessariamente raggiungere i livelli richiesti dalle norme;

Riparazione: intervento locale su elementi isolati che comporta un

miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti.

8.4 Classificazione degli interventi

8.4.1 Intervento di adeguamento

45

Obbligatorio procedere alla valutazione della sicurezza e all’adeguamento

della costruzione nei casi di:

sopraelevazione;

ampliamento mediante opere connesse;

variazione di classe e/o destinazione d’uso e/o geometria della struttura.

8.4.2 Intervento di miglioramento

46

Si parla di miglioramento per tutti quegli interventi finalizzati ad accrescere le

capacità di resistenza delle strutture esistenti alle azioni considerate.

Il progetto e la valutazione della sicurezza devono essere estesi a tutte le

parti della struttura interessate dalle modifiche, nonché alla struttura nel suo

insieme.

Nel caso di intervento di miglioramento sismico, la valutazione della sicurezza

riguarderà, necessariamente, la struttura nel suo insieme, oltre che i possibili

meccanismi locali.

Il progetto si riferisce all’intera costruzione e deve riportare le verifiche

dell’intera struttura post-intervento.

La valutazione della sicurezza, nel caso di intervento di adeguamento, è

finalizzata a stabilire se la struttura, a seguito dell’intervento, è in grado di

resistere alle combinazioni delle azioni di progetto contenute nelle NTC, con il

grado di sicurezza richiesto dalle stesse.

8.4.3 Riparazione

47

Gli interventi di questo tipo riguardano singole parti e/o elementi della

struttura e interesseranno porzioni limitate della costruzione (travi, architravi,

porzioni di solaio, pilastri, pannelli murari o parti di essi, non adeguati alla

funzione strutturale che debbono svolgere).

Il progetto e la valutazione della sicurezza possono essere riferiti alle sole

parti e/o elementi interessati.

Si documenta che, rispetto alla configurazione precedente, 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.

8.5 Procedure per la valutazione della sicurezza

I LIVELLI DI CONOSCENZA

Ai fini della scelta del tipo di analisi e dei valori dei fattori di confidenza

vengono definiti i tre livelli di conoscenza seguenti:

LC1: Conoscenza Limitata;

LC2: Conoscenza Adeguata;

LC3: Conoscenza Accurata.

Gli aspetti che definiscono i livelli di conoscenza sono:

geometria, ovvero le caratteristiche geometriche degli elementi strutturali;

dettagli strutturali, ovvero quantità e disposizione delle armature;

materiali, ossia le proprietà meccaniche dei materiali.


Livello di

conoscenzaGeometria

Dettagli

strutturali

Proprietà dei

materiali

Metodi di

analisiFC

LC1

Da disegni di

carpenteria

originali con

rilievo visivo a

campione

oppure

rilievo ex-novo

completo.

Progetto

simulato in

accordo alle

norme

dell’epoca

e

limitate

verifiche in

situ.

Valori usuali per

la

pratica

costruttiva

dell’epoca

e

limitate prove in

situ.

Analisi lineare

statica o

dinamica.

1.35

Geometria: dai disegni originali o da un rilievo visivo di verifica dell’effettiva corrispondenza

del costruito ai disegni;

Dettagli costruttivi: ricavati sulla base di un progetto simulato secondo la pratica dell’epoca di

costruzione;

Proprietà dei materiali: non disponibili informazioni sulle caratteristiche meccaniche dei

materiali. Si adottano valori usuali della pratica costruttiva dell’epoca e da limitate prove sugli

elementi più importanti.



Livello di

conoscenzaGeometria

Dettagli

strutturali

Proprietà dei

materiali

Metodi

di analisiFC

LC2

Da disegni di

carpenteria

originali con

rilievo visivo a

campione

oppure

rilievo ex-novo

completo.

Disegni costruttivi

incompleti

con

limitate verifiche

in

situ

oppure

estese verifiche

in situ.

Dalle specifiche

originali di progetto o

dai certificati di prova

originali

con

limitate prove in situ

oppure

estese prove in situ.

Tutti 1.20

Geometria: dai disegni originali o da un rilievo visivo a campione di verifica dell’effettiva

corrispondenza del costruito ai disegni;

Dettagli costruttivi: ricavati sulla base di un’estesa verifica in situ. Limitata verifica in situ delle

armature negli elementi più importanti;

Proprietà dei materiali: dai disegni costruttivi o dai certificati originali comunque validati da

limitate prove in situ, in alternativa estese verifiche in situ.



Livello di

conoscenzaGeometria

Dettagli

strutturali

Proprietà dei

materiali

Metodi

di analisiFC

LC3

Da disegni di

carpenteria

originali con

rilievo visivo a

campione

oppure

rilievo ex-novo

completo.

Disegni costruttivi

completi

con

limitate verifiche

in

situ

oppure

esaustive

verifiche in situ.

Dai certificati di prova

originali o dalle

specifiche originali di

progetto

con

estese prove in situ

oppure

esaustive prove in

situ

Tutti 1.00

Geometria: dai disegni originali o da un rilievo visivo a campione di verifica dell’effettiva

corrispondenza del costruito ai disegni;

Dettagli costruttivi: ricavati sulla base di un’esaustiva verifica in situ oppure dai disegni

costruttivi originali; è comunque richiesta una verifica delle armature negli elementi più

importanti;

Proprietà dei materiali: dai disegni costruttivi o dai certificati originali comunque validati da

estese prove in situ, in alternativa esaustive verifiche in situ.


Tipo di intervento

La capacità di deformazione degli elementi

strutturali può essere incrementata passando da

modi di rottura fragili a modi di rottura duttili

L’intervento tende a limitare la domanda di

deformazione nei componenti fragili aumentando la

rigidezza laterale, riducendo la massa,

introducendo isolatori o dissipatori

• Intervento locale su componenti strutturali

• Intervento globale sul sistema strutturale

RINFORZO DI EDIFICI IN CALCESTRUZZO ARMATO

Intervento globale

STRUTTURE IN C.A.

TELAI SISMORESISTENTI SETTI SISMORESISTENTI

- ORGANIZZAZIONE SPAZIALE DEL TELAIO- GERARCHIA DELLE RESISTENZE- INTERAZIONE TELAIO PARETI PERIMETRALI: DUPLICE EFFETTO- VANI ASCENSORE

• Nuove pareti in c.a.

• Controventi in acciaio

Intervento diffuso

Tipo di intervento

– Modifica organismo strutturale• aggiunta di nuovi elementi resistenti:

– ad es., pareti in c.a., pareti di controvento in acciaio…

• saldatura di giunti tra corpi fabbrica

• ampliamento dei giunti

• eliminazione di elementi particolarmente vulnerabili

• eliminazione di eventuali piani “deboli”…

– Introduzione di un sistema strutturale aggiuntivo che resista per intero all’azione sismica di progetto

Tipo di intervento

– Trasformazione di elementi non strutturali in elementi strutturali

• ad es., con incamiciatura in c.a. di pareti in laterizio

– Introduzione di una protezione passiva• ad es., strutture di controvento dissipative e/o isolamento alla

base

– Diminuzione delle masse

– Limitazione/cambiamento della destinazione d’uso dell’edificio

– Demolizione parziale

Criteri di intervento

• L’edificio non è pensato per i carichi orizzontali

• Telaio spesso solo bidimensionali

• I nodi non sono organizzati

• No capacity design


• L’edificio subisce notevoli deformazioni orizzontali

• Danneggiamenti localizzati ai nodi

• Possibile collasso dei pilastri (no capacity design)

• Il rinforzo degli elementi spesso non è sufficiente

• Spesso non è possibile organizzare telai tridimensionali


• Occorre introdurre dei vincoli per gli spostamenti orizzontali

• Una volta bloccati gli spostamenti al telaio sono affidati i soli

carichi verticali


Il vincolo è ottenuto con l’introduzione di elementi più rigidi


Rinforzo di elementi esistenti e/o introduzione di nuovi elementi

CRITERI DI INTERVENTO

Controventamento in acciaio

Sistemi di controventamento

• Installazione meno distruttiva dell’inserimento

delle pareti

• Problema dell’evacuazione dell’edificio meno

probabile

• Interventi in fondazione minimi o assenti

Inserimento di controventi diagonali

Intervento locale:riparazione e rinforzo

• Ripristino della capacità di resistenza e deformazione di un elemento in c.a. danneggiato:

– Riparazione dell’elemento• in caso di danno leggero o moderato

– fessurazione o espulsione del copriferro

– Riparazione e rinforzo• in caso di danno grave o severo

– disgregazione del nucleo di calcestruzzo o svergolamento e/o rottura delle armature

Isolatori

RINFORZO DI EDIFICI IN MURATURA


Le fessure dipendono dal grado di ammorsamento delle murature

Disorganizzazionetotale

della scatola

MECCANISMI FUORI PIANO

Vulnerabilità degli edifici Meccanismi fuori piano.Mitigazione del rischio sismico:

prevenire o ritardare i meccanismi fuori piano Catene e diaframmi di piano e di falda.

ORGANIZZAZIONE SISMICA DEGLI EDIFICI STORICI

INCATENAMENTI


Lxtmin

tminLx 10

Catene perimetrali inefficaci perLx/tmin > 10

tmin

Lx

Lxtmin

tminLx 10



Diaframmi di piano Diaframmi di falda

Comportamento scatolare

Hh

CW1

CW2

W2

W1

Wm

b

Wc' Wc'

Fig. 6.1.5 - Ribaltamento della parete

Meccanismo attivabile dopo l’intervento:Flessione fuori piano.

DIAFRAMMI DI PIANO

Hh

CW1

CW2

W2

W1

Wm

b

Wc' Wc'

Fig. 6.1.5 - Ribaltamento della parete

Meccanismo attivabile dopo l’intervento:Flessione fuori piano.

Esempi applicativi

Adeguamento sismico di una scuola

Adeguamento sismico di un muncipio

Prima dell’intervento

Dopo l’intervento

Opere di fondazione

Collegamenti dei nuovi setti

Dopo l’intervento

89/203

CONNESSIONI

TIPOLOGIA 1 TIPOLOGIA 2

Disposizioni normative per le strutture prefabbricate

90/203

Connessione trave – tegolo mediante bulloni (Dassori, 2001)

Esempio di collegamento trave – solaio di piano

Esempio di collegamento trave – solaio di piano

Connessione trave-solaio e trave-tegoli

91/203

Esempio di collegamento pannello – struttura mediante “anchor channel”(Dassori, 2001)

CONNESSIONI PARTICOLARMENTE CRITICHE

Connessioni pannello-struttura

Stato dell’Arte: risoluzione di problemi contingenti e isolati

Pescara, scuola comunale

di Largo Madonna

Ancona, scuola Gentile Fermi di Fabriano

Obiettivo: aumentare la

capacità di deformazione

degli elem. strutturali per

passare da modi di

rottura fragili a duttili

Il rinforzo dei

nodi è raramente

percorribilePescara, scuola comunale di Largo

Madonna

Inserimento di setti sismoresistenti: compatibilità?

Rinforzo dei nodi: invasività?

Uno sguardo al futuro

Edifici in c.a. - Il patrimonio edilizio post - bellico

9494

a) b)

Figure 1. a) Aerial view of a typical district build in the 1950-1970. The buildings constructed after World War II are

considered to constitute more of the 50% of the total building stock in Europe. b) European seismic hazard map.

Efficienza energetica

61%

39%

Energia impiegata per usi civili

Residenziale

Terziario

57%

22%

6%

9% 6%

I consumi per fonte nel RESIDENZIALE

Gas

Energia elettrica

GPL

Gasolio

Legna

Costruzione e ristrutturazione degli edifici 11,1 MtepGestione degli edifici 70,1 MtepConsumo totale energia primaria 81,2 Mtep

La sola gestione corrisponde al 38% del consumo totale annuo di energia.

Efficienza energetica

Consumo medio delle abitazioni occupate

155 kWh/m2a

emissione nell’atmosfera di 81 milioni di tonnellate di CO2 dovute al solo settore residenziale e terziario

68%

18%

5%9%

L’uso dell’energia nel settore RESIDENZIALE

Riscaldamento

Usi elettrici obbligati

Usi cucina

Acqua calda

Costo complessivo fornitura energetica per riscaldamento ed elettricità

31,1 ml di euro =

1.060 euro /abitazione=

11,3 euro/mq

Principali problematiche legate al patrimonio edilizio esistente

- Edifici spesso non verificati ai carichi VERTICALI

-Struttura non organizzata per resistere ai carichi ORIZZONTALI

- Vita Utile (50 anni): esaurita

- Involucro tipicamente non coibentato

- Presenza di ponti termici significativi

- Impianti tecnologici vetusti

- Edifici privi di pregio architettonico

- Distribuzione interna alloggi non più rispondente agli attuali standard abitativi

-Degrado urbano

MIGLIORAMENTO SISMICO

+STATICO

SOSTENIBILITA’+

FATTIBILITA’+

QUALITA’

RIQUALIFICAZIONE ARCHITETTONICA

+QUALITA’ CONTESTO

URBANO

STRUTTURA

ASPETTI FORMALI

ASPETTI ENERGETICI

DOPPIA PELLE SOLO ENERGETICA ED

ARCHITETTONICA

Doppia pelle solo energetica ed architettonica

Lessingstrasse, Leinefelde, Germany 2004, LACATON & VASSAL, France

Riqualificazione del patrimonio edilizio post-bellico

Proposta di una soluzione integrata: IL DOPPIO INVOLUCRO STRUTTURALE

Riqualificazione sostenibile del

patrimonio edilizio mediante

soluzioni a doppio involucro,

finalizzate alla soluzione

integrata di tutte

le problematiche

Soluzione alternativa alla

demolizione e ricostruzione

+

Demolizione e ricostruzione VS Riqualificazione

050

ANNI

+ 50 ANNI

- SMALTIMENTO

RIFIUTI E IMPIEGO

MATERIALI

- NECESSITA’ DI

TRASFERIRE GLI

ABITANTI

DEMOLIZIONE E

RICOSTRUZIONE

VITA UTILE

INTERVENTI DI

SOLA

RIQUALIFICAZIONE

ENERGETICA

0VITA UTILE

NON GARANTITA LA

SICUREZZA STRUTTURALE

50

ANNI

DOPPIA PELLE

INGEGNERIZZATA

– STRUTTURALE

ED ENERGETICA

- RIDOTTO VOLUME DI

RIFIUTI DA SMALTIRE

-RIDOTTO CONSUMO

MATERIALI

- NON NECESSARIO

TRASFERIRE GLI ABITANTI

0VITA UTILE

Miglioramento sismico

Sisma in direzione Y

Sisma in direzione X

C.A.CALASTRELLIPROFILITREFOLI PANNELLO

QUALCHE ESEMPIO

Nuovo involucro strutturale con controventi esterni

Restyling architettonico

Risoluzione problematiche energetiche – comfort per gli abitanti

Intervento dall’esterno: in aderenza o come esoscheletro con incremento volumetrico in relazione ai vincoli urbanistici

Soluzioni tecnologiche sostenibili

Minimo disturbo per gli abitanti

NO smaltimento rifiuti di demolizione

a) BUILDING RENEWAL BY EXTERNAL ADAPTIVE-ENGINEERED DOUBLE INVOLUCRES

b)


b)

QUALCHE ESEMPIO

PRIMA DOPO INTERVENTO

Tesi Feroldi & Vezzoli

QUALCHE ESEMPIO

Tesi Feroldi & Vezzoli

PRIMA DOPO INTERVENTO

QUALCHE ESEMPIO


b)


b)

EDIFICIO

PRIMA

DELL’INTERVENTO

EDIFICIO

DOPO

L’INTERVENTO

EDIFICIO

DOPO

L’INTERVENTO

Tesi Foti

QUALCHE ESEMPIO

Tesi Sgotti, Albini

EDIFICIO

PRIMA

DELL’INTERVENTO

EDIFICIO

DOPO

L’INTERVENTO

Edifici in muratura: rinforzo delle pareti portanti

mediante intonaci fibrorinforzati

Edificio in muratura soggetto ad azione sismica

Accelerazione sismica

Edificio in muratura soggetto ad azione sismica

Accelerazione sismica

Fessure diagonali negli

elementi portanti

Riparazione con intonaco

fibrorinforzato

(Bioglob)

Innovazione tecnologica come strumento del costruire sicuro, Brescia, 19 marzo 2013

Edifici in muratura: rinforzo delle pareti portanti

mediante intonaci fibrorinforzati

Prove cicliche su pareti in scala reale: descrizione del banco di prova

250kN


Caratteristiche della malta fibrorinforzata


MALTA AD ALTE PRESTAZIONI FIBRORINFORZATA A BASE DI ALLUMINA

+FIBRE METALLICHE (Vf = 0,82%)

LUNGHEZZA Lf

[mm]

DIAMETRO Ff

[mm]

RAPPORTO

D'ASPETTO Lf / Ff

[-]

RESISTENZA A

TRAZIONE

[MPa]

FORMA

15 0,40 38 > 2400 Uncinate

Resistenza a trazione per flessione media

(a) (EN 1015-11,2007) 6MPa

Resistenza a compressione media

(b) (EN 1015-11,2007)48,3MPa

Resistenza a trazione (EC2) 3,85MPa

(a) (b)

BASSISSIMO VALORE DI ASSORBIMENTO

D’ACQUA A PRESSIONE ATMOSFERICA

ELEVATO VALORE DI PERMEABILITÀ AL VAPOR

D’ACQUA

Valore medio modulo elastico (EN 12390-1)

33600MPa

Lf , Ff

Caso oggetto di studio: prova sperimentale su un edificio in scala reale, realizzato in

muratura di pietra doppio paramento e testato su tavola vibrante presso l’EUCENTRE

(G. Magenes et al.)

Rinforzo di edifici in muratura mediante intonaci

fibrorinforzati

Interventi preliminari di rinforzo: incatenamento e irrigidimento impalcato con doppio assito

Copertura Primo solaioConnessione assito alla muratura

Risultati del test sperimentale condotto sull’edificio senza intonaco

d

Taglio alla base vs. spostamento in sommità

Curva sperimentale

Quadro fessurativo sperimentale rilevato al termine della prova

Inviluppo della curva sperimentale

V=383kN

Rottura per taglio

Collassoflessionale + scorrimento

Rottura per taglio

Simulazione numerica non lineare dell’edificio in muratura

rinforzato con intonaco firbrorinforzato

Elemento finito shell

Elementi finiti tipo shell ‘layered’

Analisi “pushover” con programma ad elementi finite Diana 9.4

Spessore muratura = 320mm

Interno edificio Esterno edificio

Spessore intonaco = 25mm

Intonaco: malta nanocomposita rinforzata con fibre d’acciaio ad elevata resistenza

Risultati della simulazione numerica

Confronto tra la curva di capacità sperimentale dell’edificio senza intonaco e quella

numerica relativa all’edificio rinforzato con intonaco fibrorinforzato

+52%

V=582kN

V=383kN

d

Base shear

Incremento di capacità laterale (+50%)

dell’edificio

Risultati della simulazione numerica

Confronto del quadro fessurativo sperimentale e numerico

Quadro fessurativo sperimentale

Quadro fessurativo numerico

Rottura per taglio


Rottura per taglio


Il confronto mette in evidenza come

l’impiego dell’intonaco abbia consentito di

minimizzare i danneggiamenti per taglio

originariamente osservati nei sopraporta e

nei maschi murari ‘tozzi’ dell’edificio;

oltre ai benefici legati al miglioramento

della resistenza nel piano della muratura, è

importante ricordare come l’intonaco

consenta di migliorare sensibilmente il

comportamento fuori piano dei maschi

murari

No fessure di taglio

Stato dell’Arte: risoluzione di problemi contingenti e isolati

Terremoto Emilia, 2012

SOSTENIBILITA’ ECONOMICA?

INSTALLAZIONE PANNELLI FOTOVOLTAICI SENZA VERIFICA DELLA SICUREZZA STRUTTURALE

“Strategie di prevenzione più efficaci farebbero non solo risparmiare decine di miliardi di dollari ma salverebbero decine dimigliaia di vite.

Costruire una cultura di prevenzione non è facile. Mentre i costi della prevenzione debbono essere pagati nel presente, i suoi benefici si avvertono in un futuro distante.

Per di più, i benefici non sono tangibili:

SONO I DISASTRI NON AVVENUTI”

Kofi Annan, WSSD 2002


RINGRAZIAMENTI

Si ringraziano i Colleghi del gruppo di Tecnica delle Costruzioni per avere fornito parte del materiale utilizzato in questa

presentazione

Thank you for your kind attention!

University of Brescia, Italy

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