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Strutture esistenti in c.a.

Adeguamento

Valutazione

Vulnerabilità

Azione sismica �� ag�� PGA

Le “Norme Tecniche per le Costruzioni” (D.M. 14/01/2008) definiscono

diversi tipi di stati limite da analizzare:

•SLC (collasso)

•SLV (salvaguardia della vita)

•SLD (danno)

•SLO (operatività)

Alternativi

In funzione della classe d’uso (solo III e IV)

α α α α = PGA struttura

PGA riferimento

Indicatore di rischio

Tipi di analisi:

•Analisi statica lineare (con regolarità in altezza e periodo <= 2.5 Tc o Td)

•Analisi dinamica lineare (nessun limite)

•Analisi statica non lineare (fatt. part. Massa modo fond. >= 75%)

•Analisi dinamica non lineare (nessun limite)

Tipi di analisi:

•Analisi statica lineare (con regolarità in altezza e periodo <= 2.5 Tc o Td)

•Analisi dinamica lineare (nessun limite)

•Analisi statica non lineare (fatt. part. Massa modo fond. >= 75%)

•Analisi dinamica non lineare (nessun limite)

Gli elementi strutturali fanno differenziati in:

•Meccanismi fragili

•Meccanismi duttili

Un elemento viene classificato come “fragile” se:

•Per i carichi verticali, il coefficiente di sic. a taglio è inferiore di quello a flessione;

•Per i carichi verticali, il coefficiente di sic. del nodo al piede è inferiore di quello a flessione (solo per i pilastri);

•Sforzo normale > 0.4 x Acls x fcd.

Linee guida Regione Lazio – ‘Indicazioni tecniche per le verifiche sismiche e gli interventi di

miglioramento o adeguamento da effettuarsi su edifici e opere strategiche, o che possono

assumere rilevanza in conseguenza di un eventuale collasso, ai sensi di quanto previsto ai

commi 3 e 4 dell’art. 2 dell’O.P.C.M. 3274/2003 e dalla DGR Lazio 766/2003.’

Esempio su pilastri:

Test VResNodo > VResTaglio

se “SI”

Momenti resistenti estremi MRes

Taglio T(MRes) calcolato come:∑MRes / L

Test T(MRes) < VResTaglio

se “SI”

Duttile

se “NO”

Fragile

se “NO”

Fragile

VResNodo

VResTaglio

se “SI”

Duttile

se “NO”

Fragile

se “NO”

Fragile

se “SI”

Duttile

se “NO”

Fragile

se “NO”

Fragile

VResTaglio

0 0.5 1 1.5

T(Mres)

T(Mres) - N>>

Vres - N>>

Confronto T(Mres) / VRes

Af/Ac [%]

V [daN]

Elemento duttile

0 0.5 1 1.5

T(Mres)

T(Mres) - N>>

Vres - N>>

Af/Ac [%]

V [daN]

0 0.5 1 1.5

T(Mres)

T(Mres) - N>>

Vres - N>>

Elemento

duttile

0 0.5 1 1.5

T(Mres)

T(Mres) - N>>

Vres - N>>

Af/Ac [%]

V [daN]1) A parità di taglio

resistente (staffatura)

il pilastro duttile ha

meno armatura

longitudinale

0 0.5 1 1.5

T(Mres)

T(Mres) - N>>

Vres - N>>

Elemento

duttile

0 0.5 1 1.5

T(Mres)

T(Mres) - N>>

Vres - N>>

Af/Ac [%]

V [daN]1) A parità di taglio

resistente (staffatura)

il pilastro duttile ha

meno armatura

longitudinale

2) All’aumentare dello

sforzo normale lo

stesso elemento può

cambiare il tipo di

comportamento

0 0.5 1 1.5

T(Mres)

T(Mres) - N>>

Vres - N>>

Elemento

duttile

Collasso Fragile vs Collasso Duttile

Fattori di struttura

Per gli elementi fragili� q = 1.5

Per gli elementi duttili � q <= 3.0

Linee guida Regione Lazio – ‘Indicazioni tecniche per le verifiche sismiche e gli interventi

di miglioramento o adeguamento da effettuarsi su edifici e opere strategiche, o che possono

assumere rilevanza in conseguenza di un eventuale collasso, ai sensi di quanto previsto ai

commi 3 e 4 dell’art. 2 dell’O.P.C.M. 3274/2003 e dalla DGR Lazio 766/2003.’

Le verifiche strutturali

Gli elementi fragili vanno verificati a:

•Resistenza relativa alle armature longitudinali (flessione semplice o composta, retta o deviata)

•Resistenza delle armature a taglio

•Resistenza del nodo travi/pilastro

Gli elementi duttili sono da verificare a:

•Resistenza relativa alle armature longitudinali (flessione semplice o composta, retta o deviata)

•Resistenza delle armature a taglio

•Capacità di rotazione alla corda

•Resistenza del nodo travi/pilastro

Strutture esistenti in c.a.Deficit Tecnica di rinforzo

Tipo Deficit Aggiunta di nuovi

elementi

Miglioramento

elementi esistenti

Migliorare le

connessioni tra

gli elementi

Riduzione della

domanda

Rimozione di

elementi

Resistenza

globale

Numero

insufficiente di

elementi o

presenza di

elementi deboli

- Pareti in c.a.

- Pareti in

muratura

- Telai in acciaio

controventati

- Elementi

resistenti a

flessione (c.a. o

acciaio)

Incrementare le

dimensioni di

colonne e/o travi

- Rimozione di

piani (e/o carichi)

ai livelli superiori.

- Isolatori sismici.

- Smorzatori

supplementari.

Rigidezza

globale

Numero

insufficiente di

elementi o

elementi con

rigidezza

inadeguata

- Pareti in c.a.

- Pareti in

muratura

- Telai in acciai

controventati

- Elementi

resistenti a

flessione (c.a. o

acciaio)

- Incrementare le

dimensioni di

colonne e/o travi.

Rinforzi con FRP

di colonne.

- Incamiciatura di

colonne con c.a.

o acciaio.

- Migliorare la

capacità di

deformazione

degli elementi.

Smorzatori

supplementari.

Eliminazioni di

elementi che

generano

colonne corte.

Tabella 12.3.1 - Techniques for the Seismic Rehabilitation of Existing Buildings – FEMA 547/2006

elementi

Miglioramento

elementi esistenti

Migliorare le

connessioni tra

gli elementi

Riduzione della

domanda

Rimozione di

elementi

Resistenza

globale

Numero

insufficiente di

elementi o

presenza di

elementi deboli

- Pareti in c.a.

- Pareti in

muratura

- Telai in acciaio

controventati

- Elementi

resistenti a

flessione (c.a. o

acciaio)

Incrementare le

dimensioni di

colonne e/o travi

- Rimozione di

piani (e/o carichi)

ai livelli superiori.

- Isolatori sismici.

- Smorzatori

supplementari.

Rigidezza

globale

Numero

insufficiente di

elementi o

elementi con

rigidezza

inadeguata

- Pareti in c.a.

- Pareti in

muratura

- Telai in acciai

controventati

- Elementi

resistenti a

flessione (c.a. o

acciaio)

- Incrementare le

dimensioni di

colonne e/o travi.

Rinforzi con FRP

di colonne.

- Incamiciatura di

colonne con c.a.

o acciaio.

- Migliorare la

capacità di

deformazione

degli elementi.

Smorzatori

supplementari.

Eliminazioni di

elementi che

generano

colonne corte.

Tabella 12.3.1 - Techniques for the Seismic Rehabilitation of Existing Buildings – FEMA 547/2006

elementi

Miglioramento

elementi

esistenti

Migliorare le

connessioni tra

gli elementi

Riduzione della

domanda

Rimozione di

elementi

Configurazione Meccanismo di

piano debole

Aggiungere

resistenza o

rigidezza al

piano per

bilanciare con gli

altri piani

Angoli rientranti

in pianta.

Comportamento

torsionale.

- Aggiunta di

superfici di solai

per minimizzare

gli effetti delle

rientranze.

- Aggiunta di

muri e/o telai per

bilanciare.

Aggiungere

tiranti,

connessioni ai

solai, controventi

di piano.

Tamponamenti

deboli o che

causano

torsione.

- Pareti in c.a.

- Pareti in

muratura

- Telai in acciaio

controventati o

- Sconnettere

tamponamenti

dalla struttura.

- Sostituire

tamponamenti

con pareti

resistenti.

Rimozione

tamponamenti.

Percorso di

carico

Collegamenti

inadeguati

Aggiungere o

rinforzare reticoli

di travi

elementi

Miglioramento

elementi

esistenti

Migliorare le

connessioni tra

gli elementi

Riduzione della

domanda

Rimozione di

elementi

Configurazione Meccanismo di

piano debole

Aggiungere

resistenza o

rigidezza al

piano per

bilanciare con gli

altri piani

Angoli rientranti

in pianta.

Comportamento

torsionale.

- Aggiunta di

superfici di solai

per minimizzare

gli effetti delle

rientranze.

- Aggiunta di

muri e/o telai per

bilanciare.

Aggiungere

tiranti,

connessioni ai

solai, controventi

di piano.

Tamponamenti

deboli o che

causano

torsione.

- Pareti in c.a.

- Pareti in

muratura

- Telai in acciaio

controventati o

- Sconnettere

tamponamenti

dalla struttura.

- Sostituire

tamponamenti

con pareti

resistenti.

Rimozione

tamponamenti.

Percorso di

carico

Collegamenti

inadeguati

Aggiungere o

rinforzare reticoli

di travi

elementi

Miglioramento

elementi esistenti

Migliorare le

connessioni tra gli

elementi

Riduzione della

domanda

Rimozione di

elementi

Dettagli di

componenti

Mancanza di

dettagli duttili:

generali

Eseguire

miglioramento di

nodi selezionati.

Isolamento

sismico.

Mancanza di

dettagli duttili:

colonne forti / travi

deboli

Incamiciature delle

colonne

Mancanza di

dettagli duttili:

inadeguata

resistenza a taglio

in colonne e travi

Rinforzi FRP.

Incamiciatura in

c.a. o acciaio.

Mancanza di

dettagli duttili:

Confinamento

Rinforzi FRP.

Incamiciatura in

c.a. o acciaio.

Solai Inadeguata

resistenza a taglio

nel proprio piano.

- Pareti in c.a.

- Pareti in muratura

- Telai in acciaio

controventati

- Elementi

resistenti a

flessione (c.a. o

acciaio)

Soletta di rinforzo

in c.a.

Fibre FRP.

elementi

Miglioramento

elementi esistenti

Migliorare le

connessioni tra gli

elementi

Riduzione della

domanda

Rimozione di

elementi

Dettagli di

componenti

Mancanza di

dettagli duttili:

generali

Eseguire

miglioramento di

nodi selezionati.

Isolamento

sismico.

Mancanza di

dettagli duttili:

colonne forti / travi

deboli

Incamiciature delle

colonne

Mancanza di

dettagli duttili:

inadeguata

resistenza a taglio

in colonne e travi

Rinforzi FRP.

Incamiciatura in

c.a. o acciaio.

Mancanza di

dettagli duttili:

Confinamento

Rinforzi FRP.

Incamiciatura in

c.a. o acciaio.

Solai Inadeguata

resistenza a taglio

nel proprio piano.

- Pareti in c.a.

- Pareti in muratura

- Telai in acciaio

controventati

- Elementi

resistenti a

flessione (c.a. o

acciaio)

Soletta di rinforzo

in c.a.

Fibre FRP.

METODI DI CONSOLIDAMENTO SU ELEMENTI ESISTENTI

Flessione Taglio Confinamento Nodo

Incamiciatura in c.a. X X X(2) X

Rinforzi FRP X(1) X X(2) X

Incamiciatura in acciaio X X(2)

Metodo CAM X(1) X X(2) X(1) Solo se ancorati efficacemente(2) Effetto sempre abbinato al rinforzo a taglio

Vantaggi Svantaggi

Incamiciatura in c.a. - Semplicità concettuale

- Richiede mano d’opera non

specializzata

- Economicità rispetto ad altre

tecniche

- Tecnica molto invasiva

- Effetti sul comportamento globale (rigidezza, baricentri

e modi di vibrare)

- Possibili concentrazioni di tensione su elementi

circostanti

Rinforzi FRP - Leggerezza (variazioni di

massa trascurabili)

- Selettività effetti

flessione/taglio

- Limitati effetti globali

- Richiede mano d’opera molto specializzata

- Operazioni di applicazione che richiedono cura

- Protezione contro incendio

- Durabilità (alterazioni caratteristiche resina a lungo

termine)

Incamiciatura in

acciaio

- Facilità di realizzazione - Campo d’uso limitato

Metodo CAM - Selettività effetti

flessione/taglio

- Comportamento efficace

rispetto alle ipotesi di calcolo

- Richiede mano d’opera specializzata

Vantaggi Svantaggi

specializzata

tecniche

e modi di vibrare)

circostanti

massa trascurabili)

flessione/taglio

termine)

Incamiciatura in

acciaio

flessione/taglio

Vantaggi Svantaggi

specializzata

tecniche

e modi di vibrare)

circostanti

massa trascurabili)

flessione/taglio

termine)

Incamiciatura in

acciaio

flessione/taglio

Vantaggi Svantaggi

specializzata

tecniche

e modi di vibrare)

circostanti

massa trascurabili)

flessione/taglio

termine)

Incamiciatura in

acciaio

flessione/taglio

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