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L Aquila: danni e osservazioni

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Analisi di danni rilevati a L\'Aquila dopo il terremoto del 6 Aprile 2009. Strutture in ca.

Published in: Technology, Business
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L Aquila: danni e osservazioni

  1. 1. L’AQUILA 6 Aprile 2009Analisi dei danni<br />Leandro Candido<br />
  2. 2. Intensità: confronti<br />L’Aquila<br />ML= 5.8<br />Mw = 6.2<br />
  3. 3. STAZIONE AQV (Valle Aterno, centro Valle)<br />NS<br />EW<br />UpDw<br />
  4. 4. Caratteristiche e osservazioni<br />Durata = 20 secondi circa<br />Accelerazioni massime = anche 0,7 g verticali in prossimità dell’epicentro. In generale accelerazioni verticali paragonabili a quelle orizzontali.<br />Sostanziale sovrapposizione del moto sussultorio e ondulatorio.<br />In accordo alla teoria alte accelerazioni si sono registrate in strutture con periodi propri ridotti. Pertanto le strutture rigide sono state soggette ad azioni elevate. Strutture con periodo di circa 2 – 2,5 s hanno registrato basse sollecitazioni e Smax &lt;= 25 cm.<br />
  5. 5. Registrazioni<br />Spettri per Strutture ORDINARIE (VR = 50 anni)<br />Colle dei Grilli, SoilProfile B, Topographyfactor 1,1<br />fonte: Petti, L. Marino, I. (2009), Preliminarycomparisonbetweenresponsespectraevaluated at close source for L’Aquila earthquake and elasticdemandspectraaccording to newseismicItalian code (v.1.00), www.reluis.it<br />
  6. 6. Registrazioni<br />Spettri per Strutture STRATEGICHE (VR = 200 anni)<br />Colle dei Grilli, SoilProfile B, Topographyfactor 1,1<br />fonte: Petti, L. Marino, I. (2009), Preliminarycomparisonbetweenresponsespectraevaluated at close source for L’Aquila earthquake and elasticdemandspectraaccording to newseismicItalian code (v.1.00), www.reluis.it<br />
  7. 7. Registrazioni<br />Spettri per Strutture ORDINARIE (VR = 50 anni)<br />Aterno Valley, SoilProfile B, Topographyfactor 1,0<br />fonte: Petti, L. Marino, I. (2009), Preliminarycomparisonbetweenresponsespectraevaluated at close source for L’Aquila earthquake and elasticdemandspectraaccording to newseismicItalian code (v.1.00), www.reluis.it<br />
  8. 8. Registrazioni<br />Spettri per Strutture STRATEGICHE (VR = 200 anni)<br />Aterno Valley, SoilProfile B, Topographyfactor 1,0<br />fonte: Petti, L. Marino, I. (2009), Preliminarycomparisonbetweenresponsespectraevaluated at close source for L’Aquila earthquake and elasticdemandspectraaccording to newseismicItalian code (v.1.00), www.reluis.it<br />
  9. 9. AMPLIFICAZIONE LOCALE<br />In alcune zone si sono verificati effetti di amplificazione locale dovuti principalmente a :<br /><ul><li>Caratteristiche del terreno (la normativa distingue 5 classi di terreno: A,B,C,D,E)</li></ul>1<br /><ul><li> Intrappolamento e riflessione multipla delle onde nelle zone di collina </li></li></ul><li>Imprevedibilità: edifici posti a 40 m di distanza l’uno dall’altro<br />
  10. 10. TELAI IN C.A.<br />
  11. 11. EDIFICI IN COSTRUZIONE<br /><ul><li> Composti di soli elementi strutturali, assenza di tamponature e riempimenti. </li></ul> masse ridotte =&gt; azioni ridotte<br /><ul><li> i danni vanno da minimi a significativi. Spesso si è verificata l’espulsione del copriferro. E le barre longitudinali vendono scoperte. E’nelle regole del gioco!</li></li></ul><li>Staffe troppo distanti<br />Ignorata regola di prima staffa entro i 5 cm dal filo iniziale della colonna<br />
  12. 12. EDIFICI PREFABBRICATI<br />
  13. 13. Danni riscontrati:<br /><ul><li> nessuno agli elementi strutturali;
  14. 14. problemi locali di rottura elementi secondari;
  15. 15. Scorrimenti relativi tra elementi;
  16. 16. Rotazioni fuori piano di intere facciate.</li></li></ul><li>
  17. 17. EDIFICI ESISTENTI<br />ROTTURE E DANNI TIPICI<br /><ul><li> Croci di taglio dovute alla formazione di tiranti all’interno degli elementi </li></ul> non strutturali di tamponamento<br />
  18. 18.
  19. 19.
  20. 20. PIANI PRIMI<br />tamponature espulse per le ripetute azioni di compressione e trazione dovute ai movimenti sussultori. L’irregolarità in pianta di questo edificio ha giocato un ruolo significativo.<br />
  21. 21. Anche le vetrine sono rimaste intatte ai piani terra.<br />
  22. 22. E’ interessante osservare come nella maggior parte dei casi solo i primi piani siano stati soggetti a questo tipo di problema e non i piani terra come sarebbe intuitivo. Ciò può essere dovuto all’effetto dei modi oltre il primo, che si accentua per quegli edifici che hanno pianta irregolare, come per esempio l’edificio della diapositiva precedente.<br />
  23. 23. Questa struttura è irregolare in altezza e l’espulsione dei tamponamenti si verifica al secondo piano.<br />
  24. 24. IL CASO DI PETTINO<br />Pettino è una frazione – caseggiato di L’Aquila dove le accelerazioni hanno registrato dei picchi notevolissimi. Qui si sono verificati danni ingenti per formazione di meccanismi tipicamente noti con il nome di PIANI SOFFICI.<br />Tutte le strutture hanno mostrato danni, ma tuttavia quelle strutture costruite in regolarità di pianta ed elevazione hanno dimostrato di avere un comportamento migliore.<br />
  25. 25.
  26. 26. Questo è l’unico edificio non danneggiato. <br />
  27. 27. Anche questo edificio non è un “soft story building” ma è danneggiato. Dietro, e …<br />
  28. 28. ..avanti. Qui il piano terra ha retto per quanto si possano essere verificate azioni eccentriche dovute alla non simmetria del piano terra.<br />
  29. 29. A pochi passi dall’edificio precedente c’è questo.<br />Qui sono completamente crollati muri perimetrali e non portanti.<br />Da questo scatto, non si nota il completo azzeramento del piano terra.<br />
  30. 30. I pilastri del piano terra sono esplosi e il blocco dei piani superiori è caduto per l’altezza di un piano. Le saracinesche sono state espulse. <br />
  31. 31.
  32. 32. Qui si vede il lato posteriore di un edificio completamente compromesso.<br />
  33. 33. Si è verificato un collasso di tipo “piani soffici”. I piani superiori si sono comportati come un blocco rigido. Qui i materiali sembrano essere di cattiva qualità e si registra assenza di staffe nelle colonne. Il piano terra prevedeva grandi aperture ed è stato quello su cui si è concentrata la maggiore richiesta di spostamenti. <br />
  34. 34. Si distinguono i ferri longitudinali? La colonna sembra essere completamente estranea alla struttura.<br />
  35. 35. Ancora Pettino… ma altra tipologia di edifici.<br />Irregolarità in elevazione. Colonne molto alte e snelle rimaste inclinate perchè l’edificio ha subito una rotazione nel piano orizzontale, di torsione.<br />
  36. 36. Questi due fabbricati hanno subìto una rotazione relativa nel piano orizzontale in corrispondenza del giunto.<br />
  37. 37. Formazione di una cerniera plastica con traslazione, in una colonna portante di diametro circa 70 cm.<br />Le staffe sono presenti e posizionate in modo regolare. <br />
  38. 38. CONFRONTO DIAMETRI <br /> (cm) 70 vs 110 <br />E’ evidente ad occhio nudo che c&apos;è una sostanziale differenza di staffatura con la precedente. Ma c’è un&apos;altra differenza: nell&apos;edificio precedente le colonne sono in serie con i muri di taglio (che cioè sono presenti anche lungo tutta l&apos;altezza delle colonne). La foto a lato è scattata in un piano mezzanino dove le pareti di taglio non arrivano perché si fermano al livello superiore.<br />Pertanto, per un confronto corretto bisogna ricordare che a parità di dimensioni dei pilastri,  la percentuale di staffe necessaria è differente nei due diversi casi.<br />http://www.cartage.org.lb<br />Detail of structure of Slide J69 showing the damaged 1.10-m diameter columns located at the mezzanine level (3rd story).  These columns were longitudinally reinforced with 34 to 40 25-mm smooth bars with 12-mm circular ties spaced at about 150 mm.  The ties can be seen in the upper part of the column where the concrete was shattered. This was the main damage to the building structure in Slide J69 and it  occurred precisely at the discontinuity in the structural system (interruption of the reinforced concrete walls). There was also some damage to the exterior tile walls.  This main building was retrofitted by continuing the reinforced concrete walls down to the foundation.<br />
  39. 39. Tornando all’edificio di Pettino, le cerniere plastiche si sono verificate tutte in corrispondenza di sezioni alla stessa quota.<br />
  40. 40. NODI IN C.A.<br />In questa tipologia di costruzione l’eccessiva rigidezza dei tamponamenti ha comportato una deformazione complessiva degli elementi strutturali e l’espulsione dei copriferri nei giunti.<br />
  41. 41.
  42. 42. Assenza di staffe lungo i 30 cm visibili di barra longitudinale instabilizzate. E’ evidente qui una ripresa di getto male eseguita.<br />
  43. 43. Fessura diagonale per taglio del giunto esterno. Il fenomeno di instabilità della barra è dovuto alla completa assenza di staffe nel giunto e nei primi 20-25 cm dell’estremo superiore della colonna.<br />
  44. 44. Le staffe sono presenti. Forse di diametro troppo piccolo. Comunque non in grado di impedire la formazione di cerniere plastiche in corrispondenza delle sezioni più deboli o più sollecitate.<br />
  45. 45. Problemi di ripresa di getto e di progettazione della colonna.<br />Staffe fi 6 con passo di circa25 cm. <br />
  46. 46. Problemi principalmente di ripresa. Elementi costruiti in epoche diverse. Non si vede la sovrapposizione delle barre longitudinali né la presenza di staffe lungo i 30 cm di staffa longitudinale scoperta.<br />
  47. 47. CONO DI CALCESTRUZZO<br />Qui si nota l’inadeguata e insufficiente dotazione di staffe e la formazione di un cono tipica di cls a bassa resistenza.<br />La mia ipotesi: in prima istanza si è creata una sezione di rottura conseguente l’instabilizzazione dei ferri. Quindi, i movimenti sussultori, hanno portato la parte più resistente e rigidamente collegata alla trave a martellare la parte sottostante distruggendola in parte.<br />
  48. 48. COLLASSI PARZIALI <br />
  49. 49. La combinazione di movimenti sussultori e ondulatori, amplificati localmente, unitamente ad una staffatura inadeguata e all’insufficienza di ferri longitudinali così come a determinanti problemi di ripresa ha comportato un moto differenziato e disgiunto tra i vari piani, causando la caduta del piano superiore sul piano terra.<br />
  50. 50. Qui le staffe ci sono, ma il problema è chiaramente di ripresa di getto!<br />
  51. 51. Qui la situazione sintetizza due aspetti già trattati: il collasso parziale già visto e il meccanismo di “piano soffice”. Gli elementi strutturali non erano dimensionati in modo adeguato.<br />
  52. 52.
  53. 53. In questa zona si sono verificati crolli del tetto in corrispondenza del vano scale.<br />
  54. 54. CONSIDERAZIONI FINALI<br />- L’intensità del sisma non è stata eccezionale, ma si sono verificati danni “a <br /> macchia” dovuti ad effetti di amplificazione in sito;<br /><ul><li> Le strutture pre-1984 si sono dimostrate fragili -> criteri normativi non </li></ul> attenti alla tematica degli eventi sismici;<br /><ul><li> I danni sono stati minimi nelle strutture intelaiate in c.a. progettate e </li></ul> costruite bene;<br /><ul><li> si sono verificati molti danni agli elementi non strutturali;
  55. 55. Non sempre le normative sono state completamente attese;
  56. 56. In più casi le strutture di recente costruzione sono state compromesse;</li></ul>- Si sono riscontrati problemi di cattiva esecuzione da parte delle imprese di <br /> costruzione.<br />

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