Corso Le Nuove NTC 2008. Costruzioni Esistenti. Progettazione Strutturale in zona sismica.

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Corso Le Nuove NTC 2008. Costruzioni Esistenti. Progettazione Strutturale in zona sismica.
Prof Giorgio Monti
Ordinario Tecnica delle Costruzioni

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Corso Le Nuove NTC 2008. Costruzioni Esistenti. Progettazione Strutturale in zona sismica.

  1. 1. Corso: LE NUOVE NTC-2008 Progettazione strutturale in zona sismica Costruzioni esistenti Giorgio Monti Ordinario di Tecnica delle Costruzioni Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 1
  2. 2. Contenuti • Criteri generali • Valutazione della sicurezza • Classificazione degli interventi • Procedure per la valutazione della sicurezza e la redazione dei progetti • Valutazione e progettazione in presenza di azioni sismiche – Costruzioni di muratura, di c.a., di acciaio, Edifici misti • Criteri d’intervento Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 2
  3. 3. CRITERI GENERALI Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 3
  4. 4. Criteri generali • La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi su costruzioni esistenti devono tenere conto dei seguenti aspetti: – la costruzione riflette lo stato delle conoscenze al tempo della sua realizzazione – possono essere insiti e non palesi difetti di impostazione e di realizzazione – la costruzione può essere stata soggetta ad azioni, anche eccezionali, i cui effetti non siano completamente manifesti – le strutture possono presentare degrado e/o modificazioni significative rispetto alla situazione originaria. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 4
  5. 5. Patologie strutturali • I danni osservati sono conseguenza di una tradizione progettuale e costruttiva che non teneva conto delle peculiarità dell’azione sismica: – Intensità sismica spesso maggiore di quella di progetto – Variabilità in direzione e verso – Carattere dinamico della risposta sismica • Le principali patologie strutturali sono dovute a: – Errata concezione strutturale – Errata concezione o esecuzione dei dettagli costruttivi. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 5
  6. 6. Errata concezione strutturale • Assenza di telai in una delle 2 direzioni principali • Diversa rigidezza tra corpi scala-ascensore e telai – conseguente concentrazione del danneggiamento degli elementi più rigidi • Assorbimento dell’azione sismica da parte di pochi elementi molto rigidi che trasmettono elevate sollecitazioni in fondazione • Effetti torsionali dovuti ad irregolarità meccaniche e geometriche in pianta – ad es., presenza di elementi rigidi (corpi scala, pareti) eccentrici rispetto al baricentro delle masse. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 6
  7. 7. Errata concezione strutturale • Variazione di rigidezza e resistenza in elevazione – concentrazione di danni nei piani meno rigidi e/o resistenti • Giunti tecnici di insufficiente ampiezza – martellamento tra strutture adiacenti • Presenza di pannelli esterni – la cui caduta può provocare danni • Presenza di tamponature all’interno di campi di telaio – l’interazione potrebbe essere dannosa. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 7
  8. 8. Errata concezione o esecuzione dei dettagli costruttivi • Interasse eccessivo tra le staffe, che comporta: – scarso confinamento del nucleo di calcestruzzo – scarso contenimento dei ferri longitudinali – scarsa resistenza a taglio con rottura fragile Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 8
  9. 9. Errata concezione o esecuzione dei dettagli costruttivi • Ancoraggio insufficiente delle staffe • Inadeguata armatura trasversale nel nodo • Rotture a taglio nelle travi – i tradizionali ferri piegati assorbono lo sforzo di taglio in un solo verso • Travi a spessore non ben concepite – non consentono un’adeguata trasmissione degli sforzi nei pilastri. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 9
  10. 10. Collassi sismici Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 10
  11. 11. Collassi sismici Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 11
  12. 12. Collassi sismici Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 12
  13. 13. Collassi sismici Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 13
  14. 14. Collassi sismici Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 14
  15. 15. Collassi sismici Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 15
  16. 16. Collassi sismici Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 16
  17. 17. Definizione dei modelli strutturali • Si dovrà tenere conto che: – la geometria e i dettagli costruttivi sono definiti e la loro conoscenza dipende solo dalla documentazione disponibile e dal livello di approfondimento delle indagini conoscitive – la conoscenza delle proprietà meccaniche dei materiali non risente delle incertezze legate alla produzione e posa in opera, ma solo della omogeneità dei materiali stessi all’interno della costruzione, del livello di approfondimento delle indagini conoscitive e dell’affidabilità delle stesse – i carichi permanenti sono definiti e la loro conoscenza dipende dal livello di approfondimento delle indagini conoscitive. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 17
  18. 18. Procedura • Si dovrà prevedere: – l’impiego di metodi di analisi e di verifica dipendenti dalla completezza e dall’affidabilità dell’informazione disponibile – l’uso, nelle verifiche di sicurezza, di adeguati “fattori di confidenza”, che modificano i parametri di capacità in funzione del livello di conoscenza relativo a: • Geometria • Dettagli costruttivi • Materiali. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 18
  19. 19. VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 19
  20. 20. Stati Limite di riferimento • La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi sulle costruzioni esistenti potranno essere eseguiti con riferimento ai soli SLU – Nel caso in cui si effettui la verifica anche nei confronti degli SLE i relativi livelli di prestazione possono essere stabiliti dal Progettista di concerto con il Committente • Le verifiche agli SLU possono essere eseguite rispetto alla condizione di salvaguardia della vita umana (SLV) o, in alternativa, alla condizione di collasso (SLC). pensione pens ione pens io Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 20
  21. 21. Quando eseguire le valutazioni della sicurezza (1/2) • Le costruzioni esistenti devono essere sottoposte a valutazione della sicurezza quando ricorra anche una delle seguenti situazioni: – riduzione evidente della capacità resistente e/o deformativa della struttura o di alcune sue parti dovuta a: • azioni ambientali (sisma, vento, neve e temperatura), • significativo degrado e decadimento delle caratteristiche meccaniche dei materiali, • azioni eccezionali (urti, incendi, esplosioni), • situazioni di funzionamento ed uso anomalo, • deformazioni significative imposte da cedimenti del terreno di fondazione Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 21
  22. 22. Quando eseguire le valutazioni della sicurezza (2/2) – provati gravi errori di progetto o di costruzione – cambio della destinazione d’uso della costruzione o di parti di essa, con variazione significativa dei carichi variabili e/o della classe d’uso della costruzione – interventi non dichiaratamente strutturali, qualora essi interagiscano, anche solo in parte, con elementi aventi funzione strutturale e, in modo consistente, ne riducano la capacità o ne modifichino la rigidezza. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 22
  23. 23. Obiettivi della valutazione della sicurezza • Deve permettere di stabilire se: – l’uso della costruzione possa continuare senza interventi – l’uso debba essere modificato (declassamento, cambio di destinazione e/o imposizione di limitazioni e/o cautele nell’uso) – sia necessario procedere ad aumentare o ripristinare la capacità portante • Il Progettista dovrà esplicitare, in un’apposita relazione, i livelli di sicurezza attuali o raggiunti con l’intervento e le eventuali conseguenti limitazioni da imporre nell’uso della costruzione. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 23
  24. 24. CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 24
  25. 25. • Si individuano le seguenti categorie di intervento: – interventi di adeguamento atti a conseguire i livelli di sicurezza previsti dalle presenti norme – interventi di miglioramento atti ad aumentare la sicurezza strutturale esistente, pur senza necessariamente raggiungere i livelli richiesti dalle presenti norme – riparazioni o interventi locali che interessino elementi isolati, e che comunque comportino un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 25
  26. 26. INTERVENTO DI ADEGUAMENTO Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 26
  27. 27. Quando si deve perseguire l’adeguamento • E’ obbligatorio a chiunque intenda: – sopraelevare la costruzione – ampliare la costruzione mediante opere strutturalmente connesse alla costruzione – apportare variazioni di classe e/o di destinazione d’uso che comportino incrementi dei carichi globali in fondazione superiori al 10% – effettuare interventi strutturali volti a trasformare la costruzione mediante un insieme sistematico di opere che portino ad un organismo edilizio diverso dal precedente. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 27
  28. 28. INTERVENTO DI MIGLIORAMENTO Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 28
  29. 29. Quando si può perseguire il miglioramento • È possibile eseguire interventi di miglioramento nei casi in cui non ricorrano le condizioni prima specificate • Per i beni di interesse culturale (“testimonianze aventi valore di civiltà”) in zone dichiarate a rischio sismico è in ogni caso possibile limitarsi ad interventi di miglioramento effettuando la relativa valutazione della sicurezza. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 29
  30. 30. RIPARAZIONE O INTERVENTO LOCALE Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 30
  31. 31. Quando gli interventi sono considerati locali • Quando riguardano: – singole parti e/o elementi della struttura – interessano porzioni limitate della costruzione • Il progetto e la valutazione della sicurezza potranno essere riferiti alle sole parti e/o elementi interessati • Si dovrà documentare che, rispetto alla configurazione precedente: – non si siano prodotte sostanziali modifiche al comportamento delle altre parti e della struttura – gli interventi comportino un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 31
  32. 32. PROCEDURE PER LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E LA REDAZIONE DEI PROGETTI Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 32
  33. 33. Procedure per la valutazione della sicurezza e la redazione dei progetti • Analisi storico-critica • Rilievo • Caratterizzazione meccanica dei materiali • Livelli di conoscenza e fattori di confidenza • Azioni. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 33
  34. 34. Procedure Analisi storico-critica • Ai fini di una corretta individuazione del sistema strutturale esistente e del suo stato di sollecitazione è importante ricostruire: – il processo di realizzazione – le successive modificazioni subite nel tempo dal manufatto – gli eventi che lo hanno interessato. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 34
  35. 35. Procedure Analisi storico-critica • L’individuazione dell’origine e delle possibili evoluzioni delle problematiche strutturali dell’edificio, e più in generale il comportamento dell’edificio, sono strettamente legati anche alla successione delle fasi costruttive. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 35
  36. 36. Procedure Analisi storico-critica • Inoltre talvolta la storia sismica diviene strumento di comprensione della storia edilizia. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 36
  37. 37. Procedure Rilievo • Il rilievo geometrico-strutturale dovrà essere riferito: – Alla geometria complessiva dell’organismo – Alla geometria degli elementi costruttivi • Comprendendo i rapporti con le eventuali strutture in aderenza • Il rilievo deve individuare: – l’organismo resistente della costruzione – la qualità e lo stato di conservazione dei materiali e degli elementi costitutivi • Dovranno essere rilevati i dissesti, in atto o stabilizzati, con attenzione all’individuazione dei quadri fessurativi e dei meccanismi di danno. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 37
  38. 38. Procedure Rilievo • Il rilievo “informato” 1 Ø 10 L=100 cm 1 2 3 4 5 6 7 20 cm 20 cm 8 36 cm 36 cm 9 30x50 3 cm 1 Ø 18 L=695 cm 1 Ø 18 L=365 cm 5 cm 1 Ø 10 L=565 cm 5 cm 9 cm 7 cm Zona piena 4 cm 8 cm 5 cm 10 11 12 13 100x24 14 15 16 17 18 L=390 cm 2 Ø 14 L=450 cm 20 cm 9 cm 1 Ø 16 5 cm 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 9 cm 29 Zona piena 20 cm 30x50 4 cm 5 cm 8 cm 7 cm 1 Ø 10 L=565 cm 9 cm 5 cm 1 Ø 18 L=365 cm 1 Ø 18 L=695 cm 30x50 30x50 30x50 30x50 30x50 30x50 30x50 30x50 1 Ø 10 L=100 cm 30 31 32 33 34 35 36 37 38 5 cm 3 cm 39 40 30x50 20 cm 20 cm 36 cm 36 cm Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 38
  39. 39. Procedure Caratterizzazione meccanica dei materiali • Ci si baserà su: – documentazione già disponibile – verifiche visive in situ – indagini sperimentali. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 39
  40. 40. Procedure Caratterizzazione meccanica dei materiali R.D.1907 Fe Omog. T.Ammissibile σ Kg/mmq 10 RD 1928 R.D.1932 Fe Omog. Fe Colato T.Rottura Ftk Kg/mmq 38 50 T.Snervamento Fyk Kg/mmq T.Ammissibile σ Kg/mmq 12 12 Allungamento A % 27 21 R.D.1939 Acc.Dolce Acc.Semid Acc. Duro T.Rottura Ftk Kg/mmq 42-50 50-60 60-70 T.Snervamento Fyk Kg/mmq 23 27 31 T.Ammissibile σ Kg/mmq 14 16 20 Allungamento A % 20 16 14 Circolare M.L.L.PP 1957 AQ 42 AQ 50 AQ 60 A.Spe. A A.Spe. B T.Rottura Ftk Kg/mmq 42 50 60 60 70 T.Snervamento Fyk Kg/mmq 23 27 31 44 51 T.Ammissibile σ Kg/mmq 14 16 20 22 26 Allungamento A % 20 16 14 R'ck>25 R'ck>35 DM 1972 n.190 Fe B 22 Fe B 32 A 38 A 41 Fe B 44 T.Rottura Ftk Kg/mmq 34 50 46 50 55 T.Snervamento Fyk Kg/mmq 22 32 38 41 44 T.Ammissibile σ Kg/mmq 12 16 22 24 26 Allungamento A % 24 23 14 14 12 R'ck>25 R'ck>25 R'ck>25 DM 1974 --- DM 1976 Fe B 22k Fe B 32k Fe B 38k Fe B 44k T.Rottura Ftk Kg/mmq 34 50 46 55 T.Snervamento Fyk Kg/mmq 22 32 38 44 T.Ammissibile σ Kg/mmq 12 16 22 26 Allungamento A % 24 23 14 12 R'ck>25 R'ck>35 Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 40
  41. 41. Procedure Caratterizzazione meccanica dei materiali • Le indagini dovranno essere motivate, per tipo e quantità, dal loro effettivo uso nelle verifiche – Nel caso di beni culturali e nel recupero di centri storici, dovrà esserne considerato l’impatto in termini di conservazione del bene. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 41
  42. 42. Procedure Caratterizzazione meccanica dei materiali • Prove LC3 Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 42
  43. 43. Procedure Caratterizzazione meccanica dei materiali • I valori delle resistenze meccaniche dei materiali vengono valutati sulla base delle prove effettuate sulla struttura e prescindono dalle classi discretizzate previste nelle norme per le nuove costruzioni. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 43
  44. 44. Procedure Livelli di conoscenza e fattori di confidenza • Sulla base degli approfondimenti effettuati nelle fasi conoscitive sopra riportate, saranno individuati i livelli di conoscenza dei diversi parametri coinvolti nel modello (geometria, dettagli costruttivi e materiali) • Vengono quindi definiti i correlati fattori di confidenza, da utilizzare come ulteriori coefficienti parziali di sicurezza che tengono conto delle carenze nella conoscenza dei parametri del modello. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 44
  45. 45. Procedure Livelli di conoscenza e fattori di confidenza COSTO intervento acquisizione dati CONOSCENZA Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 45
  46. 46. Procedure Azioni • I valori delle azioni e le loro combinazioni da considerare nel calcolo sono quelle definite dalla norma per le nuove costruzioni • Per i carichi permanenti, un accurato rilievo geometrico-strutturale e dei materiali potrà consentire di adottare coefficienti parziali modificati, assegnando valori di gG adeguatamente motivati. • Nei casi per i quali è previsto l’adeguamento, i valori di calcolo delle altre azioni saranno quelli previsti dalla norma. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 46
  47. 47. VALUTAZIONE E PROGETTAZIONE IN PRESENZA DI AZIONI SISMICHE Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 47
  48. 48. Valutazione e progettazione in presenza di azioni sismiche • Costruzioni in muratura • Costruzioni in cemento armato o in acciaio • Edifici misti • Criteri e tipi d’intervento • Progetto dell’intervento. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 48
  49. 49. Costruzioni in muratura Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 49
  50. 50. Costruzioni in muratura Meccanismi resistenti • Si possono manifestare meccanismi locali e meccanismi d’insieme, da verificare entrambi: – I meccanismi locali interessano singoli pannelli murari o più ampie porzioni della costruzione, e sono favoriti dall’assenza o scarsa efficacia dei collegamenti tra pareti e orizzontamenti e negli incroci murari – I meccanismi globali sono quelli che interessano l’intera costruzione e impegnano i pannelli murari prevalentemente nel loro piano. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 50
  51. 51. Costruzioni in muratura Meccanismi resistenti locali e globali Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 51
  52. 52. Collasso per disgregazione della tessitura muraria Espulsione del paramento esterno Cortesia del prof. Liberatore
  53. 53. Collasso per disgregazione della tessitura muraria Espulsione del paramento esterno Cortesia del prof. Liberatore
  54. 54. Collasso per disgregazione della tessitura muraria Espulsione del paramento esterno Cortesia del prof. Liberatore
  55. 55. Collasso per disgregazione della tessitura muraria Disgregazione per degrado della malta Cortesia del prof. Liberatore
  56. 56. Meccanismi locali Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 56
  57. 57. Meccanismi locali Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE  Distacchi delle pareti di facciata  Sfilamento delle travi ortogonali alla facciata Cortesia del prof. Liberatore
  58. 58. Meccanismi locali Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE Cortesia del prof. Liberatore
  59. 59. Meccanismi locali Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE Cortesia del prof. Liberatore
  60. 60. Meccanismi locali Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE Cortesia del prof. Liberatore
  61. 61. Meccanismi locali Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE Cortesia del prof. Liberatore
  62. 62. Meccanismi locali Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano Modi di deformazione della cella muraria: ESTENSIONE Cortesia del prof. Liberatore
  63. 63. Meccanismi locali Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano Modi di deformazione della cella muraria: FLESSIONE  Collegamenti tra pareti efficaci, ad es. grazie all’inserimento di catene  Travi ortogonali collegate alla facciata Cortesia del prof. Liberatore
  64. 64. Meccanismi locali Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano Modi di deformazione della cella muraria: FLESSIONE Cortesia del prof. Liberatore
  65. 65. Meccanismi locali Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano Modi di deformazione della cella muraria: FLESSIONE Cortesia del prof. Liberatore
  66. 66. Meccanismi locali Collasso delle pareti murarie al di fuori del piano Modi di deformazione della cella muraria: FLESSIONE Cortesia del prof. Liberatore
  67. 67. Meccanismi globali Collasso delle pareti murarie nel piano Scorrimento Taglio Flessione Cortesia del prof. Liberatore
  68. 68. Meccanismi globali Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio Cortesia del prof. Liberatore
  69. 69. Meccanismi globali Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio Cortesia del prof. Liberatore
  70. 70. Meccanismi globali Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio Cortesia del prof. Liberatore
  71. 71. Meccanismi globali Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio Cortesia del prof. Liberatore
  72. 72. Meccanismi globali Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio Cortesia del prof. Liberatore
  73. 73. Meccanismi globali Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio Cortesia del prof. Liberatore
  74. 74. Meccanismi globali Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio Cortesia del prof. Liberatore
  75. 75. Meccanismi globali Collasso delle pareti murarie nel piano: taglio Cortesia del prof. Liberatore
  76. 76. Costruzioni in muratura Meccanismi locali • Si può far ricorso ai metodi dell’analisi limite dell’equilibrio delle strutture murarie, tenendo conto: – della resistenza a compressione – della tessitura muraria – della qualità della connessione tra le pareti murarie – della presenza di catene e tiranti. • E’ possibile valutare la capacità sismica in termini di: – Resistenza • applicando un opportuno fattore di struttura – Spostamento • determinando l’andamento dell’azione orizzontale che la struttura è progressivamente in grado di sopportare all’evolversi del meccanismo. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 76
  77. 77. Costruzioni in muratura Meccanismi globali • Deve considerare, per quanto possibile, il sistema strutturale reale della costruzione, con attenzione a: – rigidezza e resistenza dei solai – efficacia dei collegamenti degli elementi strutturali Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 77
  78. 78. Costruzioni in muratura Meccanismi globali • Nel caso di muratura irregolare, la resistenza a taglio di calcolo per azioni nel piano di un pannello in muratura potrà essere calcolata facendo ricorso a formulazioni alternative rispetto a quelle adottate per opere nuove, purché di comprovata validità. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 78
  79. 79. Muratura irregolare? Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 79
  80. 80. Costruzioni in muratura Edifici in aggregato Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 80
  81. 81. Costruzioni in muratura Edifici in aggregato • Per gli edifici in aggregato, contigui, a contatto o interconnessi con edifici adiacenti, i metodi di verifica di uso generale per gli edifici di nuova costruzione possono non essere adeguati • Occorre tenere conto delle possibili interazioni derivanti dalla contiguità strutturale con gli edifici adiacenti • Dovrà essere individuata l’unità strutturale (US) oggetto di studio, evidenziando le azioni che su essa possono derivare dalle US contigue. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 81
  82. 82. Costruzioni in muratura Edifici in aggregato L’Unità Strutturale • L’US dovrà: – Avere continuità da cielo a terra per quanto riguarda il flusso dei carichi verticali – Essere di norma delimitata: • da spazi aperti, o • da giunti strutturali, o • da edifici contigui strutturalmente ma, almeno tipologicamente, diversi • Dovranno essere inoltre valutati gli effetti di: – Spinte non contrastate causate da orizzontamenti sfalsati di quota sulle pareti in comune con le US adiacenti – Meccanismi locali derivanti da prospetti non allineati – US adiacenti di differente altezza. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 82
  83. 83. Costruzioni in muratura Edifici in aggregato L’Unità Strutturale Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 83
  84. 84. Costruzioni in muratura Edifici in aggregato L’Unità Strutturale • La rappresentazione dell’US attraverso piante, alzati e sezioni permetterà di valutare la diffusione delle sollecitazioni e l’interazione fra le US contigue. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 84
  85. 85. Costruzioni in muratura Edifici in aggregato Analisi globale dell’Unità Strutturale • L'analisi globale di una singola unità strutturale assume spesso un significato convenzionale e perciò può utilizzare metodologie semplificate • La verifica di una US con solai sufficientemente rigidi può essere svolta, anche per edifici con più di due piani, mediante l'analisi statica non lineare – Analizzando e verificando separatamente ciascun interpiano dell'edificio – Trascurando la variazione della forza assiale nei maschi murari dovuta all'effetto dell'azione sismica – Trascurando gli effetti torsionali (tranne angoli e testate). Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 85
  86. 86. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 86
  87. 87. Costruzioni in muratura Edifici in aggregato Analisi globale dell’Unità Strutturale • Nel caso di solai flessibili si potrà procedere all'analisi delle singole pareti o dei sistemi di pareti complanari, ciascuna parete essendo soggetta ai carichi verticali di competenza ed alle corrispondenti azioni del sisma nella direzione parallela alla parete. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 87
  88. 88. Costruzioni in cemento armato o in acciaio Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 88
  89. 89. Costruzioni in cemento armato o in acciaio Meccanismi resistenti • Viene attivata la capacità di elementi e meccanismi resistenti, che possono essere “duttili” o “fragili” – I meccanismi duttili possono essere attivati in maniera diffusa su tutta la costruzione, oppure in maniera non uniforme, ad esempio localizzandosi in alcune parti critiche o su un piano • La plasticizzazione di un elemento o l’attivazione di un meccanismo duttile in genere non comportano il collasso della struttura – I meccanismi fragili possono localizzarsi in qualsiasi punto della struttura e possono determinarne il collasso. R d Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 89
  90. 90. La gerarchia delle resistenze • Si tratta di valutare la domanda sugli e/m fragili in base alla capacità degli e/m duttili Fy F F 90
  91. 91. La gerarchia delle resistenze • Si tratta di valutare la domanda sugli e/m fragili in base alla capacità degli e/m duttili La forza non può crescere Fy Fy oltre Fy e quindi l’elemento fragile subisce una domanda Fy Fy 91
  92. 92. Costruzioni in cemento armato o in acciaio Meccanismi resistenti • Verifiche Domanda < Capacità – Meccanismi “duttili”  in termini di deformazione – Meccanismi “fragili”  in termini di resistenza • Il calcolo della capacità dipende dal LC: – Meccanismi duttili: si impiegano le proprietà dei materiali esistenti divise per i fattori di confidenza – Meccanismi fragili: si impiegano le proprietà dei materiali esistenti divise per i corrispondenti coefficienti parziali e per i fattori di confidenza. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 92
  93. 93. Edifici misti Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 93
  94. 94. Edifici misti • Situazioni ricorrenti sono: – edifici i cui muri perimetrali siano in muratura portante e la struttura verticale interna sia rappresentata da pilastri (per esempio, in c.a. o acciaio) – edifici in muratura che abbiano subito sopraelevazioni, il cui sistema strutturale sia, per esempio, in c.a. o acciaio, o edifici in c.a. o acciaio sopraelevati in muratura – edifici che abbiano subito ampliamenti in pianta, il cui il sistema strutturale (per esempio, in c.a. o acciaio) sia interconnesso con quello esistente in muratura. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 94
  95. 95. Edifici misti Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 95
  96. 96. Edifici misti Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 96
  97. 97. Edifici misti Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 97
  98. 98. Edifici misti • Per queste situazioni è necessario prevedere modellazioni che tengano in considerazione le particolarità strutturali identificate e l’interazione tra elementi strutturali di diverso materiale e rigidezza, ricorrendo, ove necessario, a metodi di analisi non lineare di comprovata validità. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 98
  99. 99. Criteri e tipi d’intervento Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 99
  100. 100. Criteri e tipi d’intervento Criteri • La scelta del tipo, della tecnica, dell’entità e dell’urgenza dell’intervento dipende dai risultati della precedente fase di valutazione • Si deve mirare a: – Prioritariamente, contrastare lo sviluppo di meccanismi locali e/o di meccanismi fragili – Migliorare il comportamento globale della costruzione. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 100
  101. 101. Criteri e tipi d’intervento Tipi (generali) • In generale dovranno essere valutati e curati gli aspetti seguenti: – riparazione di eventuali danni presenti – riduzione delle carenze dovute ad errori grossolani – miglioramento della capacità deformativa ("duttilità") di singoli elementi – riduzione delle condizioni che determinano situazioni di forte irregolarità degli edifici, in termini di massa, resistenza e/o rigidezza, anche legate alla presenza di elementi non strutturali – riduzione delle masse, anche mediante demolizione parziale o variazione di destinazione d’uso Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 101
  102. 102. Criteri e tipi d’intervento Tipi (generali) – riduzione dell’impegno degli elementi strutturali originari mediante l’introduzione di sistemi d’isolamento o di dissipazione di energia – riduzione dell’eccessiva deformabilità degli orizzontamenti – miglioramento dei collegamenti degli elementi non strutturali – incremento della resistenza degli elementi verticali resistenti, tenendo eventualmente conto di una possibile riduzione della duttilità globale per effetto di rinforzi locali – realizzazione, ampliamento, eliminazione di giunti sismici o interposizione di materiali atti ad attenuare gli urti – miglioramento del sistema di fondazione, ove necessario. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 102
  103. 103. Criteri e tipi d’intervento Tipi (murature) – miglioramento dei collegamenti tra solai e pareti o tra copertura e pareti e fra pareti confluenti in martelli murari ed angolate – riduzione ed eliminazione delle spinte non contrastate di coperture, archi e volte – rafforzamento delle pareti intorno alle aperture. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 103
  104. 104. Criteri e tipi d’intervento Tipi (c.a. e acciaio) – rinforzo di tutti o parte degli elementi – aggiunta di nuovi elementi resistenti, quali pareti in c.a., controventi in acciaio, etc. – eliminazione di eventuali comportamenti a piano “debole” – introduzione di un sistema strutturale aggiuntivo in grado di resistere per intero all’azione sismica di progetto – eventuale trasformazione di elementi non strutturali in elementi strutturali, come nel caso di incamiciatura in c.a. di pareti in laterizio. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 104
  105. 105. Criteri e tipi d’intervento Tipi (acciaio) – miglioramento della stabilità locale e flesso-torsionale degli elementi e globale della struttura – incremento della resistenza dei collegamenti – miglioramento dei dettagli costruttivi nelle zone dissipative e nei collegamenti trave-colonna – introduzione di indebolimenti locali controllati, finalizzati ad un miglioramento del meccanismo globale di collasso. Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 105
  106. 106. Progetto dell’intervento • Deve comprendere: – verifica della struttura prima dell’intervento con identificazione delle carenze e del livello di azione sismica per la quale viene raggiunto lo SLU (e SLE se richiesto) – scelta motivata del tipo di intervento – scelta delle tecniche e/o dei materiali – dimensionamento preliminare dei rinforzi e degli eventuali elementi strutturali aggiuntivi – analisi strutturale considerando le caratteristiche della struttura post-intervento; – verifica della struttura post-intervento con determinazione del livello di azione sismica di SLU (e SLE se richiesto). Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 106
  107. 107. GRAZIE PER L’ATTENZIONE Costruzioni esistenti - Giorgio Monti 107

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