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Adeguamento Sismico, Master Livorno 07/03/14, Francesco Petrini

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Information about Adeguamento Sismico, Master Livorno 07/03/14, Francesco Petrini
Design

Published on March 8, 2014

Author: FrancoBontempi

Source: slideshare.net

Description

Polo Universitario Sistemi Logistici di Livorno
Master Universitario di 2° Livello: Soluzioni Innovative nell’Ingegneria Edile.

Soluzioni strutturali integrate: Adeguamento sismico.
Francesco Petrini

Pisa, 7 marzo 2014
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School of Civil and Industrial Engineering Sapienza University of Rome Via Eudossiana 18 00184 Rome (ITALY) Polo Universitario Sistemi Logistici di Livorno Master Universitario di 2° Livello: Soluzioni Innovative nell’Ingegneria Edile Soluzioni strutturali integrate: Adeguamento sismico. Con particolare riguardo all’utilizzo di acciaio o FRP Pisa, 7 marzo 2014 Francesco Petrini Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica, Sapienza Università di Roma. StroNGER S.r.l., Co-founder and Director Via Giacomo Peroni 442-444, Tecnopolo Tiburtino, 00131 Roma. 1

SOMMARIO • Richiami di progettazione sismica e Performance-Based Earthquake Engineering (PBEE) o Importanza del comportamento dissipativo o Il caso delle strutture controventate in acciaio o Una visione più ampia tramite il PBEE • Adeguamento sismico o Elementi normativi o Concetti generali o Interventi su strutture in cemento armato o Metodo di analisi e verifica dell’adeguamento o Interventi su strutture in muratura • Caso applicativo o Adeguamento sismico di un edificio storico in mutatura francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 2

StroNGER for Horizon 2020 3/61 3/45 3/61 1) Richiami di progettazione sismica e Performance-Based Earthquake Engineering (PBEE)

PROGETTAZIONE SISMICA - BASI Comportamento dissipativo TRADIZIONALE (Stati limite) FILOSOFIE DI PROGETTO INNOVATIVA (Performance Based Design) Comportamento non dissipativo Comportamento dissipativo Comportamento non dissipativo A differenza dei metodi tradizionali di progettazione, nella progettazione prestazionale (PerformanceBased Design – PBD), ci si basa come regola generale, solo sul soddisfacimento di criteri generali di prestazione. Il progettista ha totale libertà nel selezionare il sistema strutturale più adeguato, affinché per specificati livelli di intensità del sisma il danno possa essere contenuto entro limiti prefissati francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 4

StroNGER for Horizon 2020 5/61 5/45 5/61 IMPORTANZA DEL COMPORTAMENTO DISSIPATIVO NEL METODO TRADIZIONALE

PROGETTAZIONE SISMICA – BASI Il comportamento dissipativo Per struttura con comportamento dissipativo si intende una struttura concepita in maniera tale da avere elementi strutturali o parti di elementi strutturali in grado di dissipare parte dell’energia sismica mediante cicli di deformazione inelastica. Sotto l’azione del sisma vi saranno dunque elementi progettati per fornire un comportamento plastico ed altri progettati per un comportamento di tipo elastico. Costruzioni d’acciaio per le NTC2008 francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 6

PROGETTAZIONE SISMICA – BASI- abbattimento della energia Il comportamento dissipativo Per struttura con comportamento dissipativo si intende una struttura concepita in maniera tale da avere elementi strutturali o parti di elementi strutturali in grado di dissipare parte dell’energia sismica mediante cicli di deformazione inelastica. Sotto l’azione del sisma vi saranno dunque elementi progettati per fornire un comportamento plastico ed altri progettati per un comportamento di tipo elastico. 0.350 0.300 Abbattimento dell’energia “sentita” dalla struttura 0.250 Nella progettazione classica la dissipazione avviene per plasticizzazione di zone (elementi) dedicate della struttura. Siccome tale dissipazione avviene per isteresi, le parti dissipative devono avere una opportuna duttilità Se [g] 0.200 0.150 0.100 0.050 0.000 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 Periodo T [s] SLV SLD francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 7

PROGETTAZIONE SISMICA – CASO DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO – requisiti per il conseguimento della duttilità A livello di sistema Si deve progettare il sistema strutturale in modo da permettere, prima del collasso, la plasticizzazione de «la maggior parte possibile» di struttura. Esempi: a) strutture a telaio prima della plasticizzazione delle colonne si devono plasticizzare tutte le travi; b) strutture con controventi prima della plasticizz. Delle colonne si devono plasticizzare tutte le travi e tutti i controventi francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 8

PROGETTAZIONE SISMICA – CASO DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO – requisiti per il conseguimento della duttilità A livello di sistema Questo richiede che A livello di elementi strutturali Si deve progettare il sistema strutturale in modo da permettere, prima del collasso, la plasticizzazione de «la maggior parte possibile» di struttura. Esempi: a) strutture a telaio prima della plasticizzazione delle colonne si devono plasticizzare tutte le travi; b) strutture con controventi prima della plasticizz. Delle colonne si devono plasticizzare tutte le travi e tutti i controventi Gli elementi strutturali si dividono in «dissipativi» e «non dissipativi» (es. travi dissip. e colonne non dissip. Nelle strutture a telaio). Gli elementi dissipativi devono possedere adeguata duttilità. Esempio: nelle strutture a telaio le travi devono possedere adeguata capacità di rotazione plastica (alta curvatura ultima) e le connessioni devono avere una resistenza elastica maggiore della resistenza plastica delle travi connesse. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 9

PROGETTAZIONE SISMICA – CASO DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO – requisiti per il conseguimento della duttilità A livello di sistema Questo richiede che A livello di elementi strutturali Questo richiede che A livello di materiale strutturali Si deve progettare il sistema strutturale in modo da permettere, prima del collasso, la plasticizzazione de «la maggior parte possibile» di struttura. Esempi: a) strutture a telaio prima della plasticizzazione delle colonne si devono plasticizzare tutte le travi; b) strutture con controventi prima della plasticizz. Delle colonne si devono plasticizzare tutte le travi e tutti i controventi Gli elementi strutturali si dividono in «dissipativi» e «non dissipativi» (es. travi dissip. e colonne non dissip. Nelle strutture a telaio). Gli elementi dissipativi devono possedere adeguata duttilità. Esempio: nelle strutture a telaio le travi devono possedere adeguata capacità di rotazione plastica (alta curvatura ultima) e le connessioni devono avere una resistenza elastica maggiore della resistenza plastica delle travi connesse. Il materiale deve avere una alta duttilità εu >> εy. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 10

PROGETTAZIONE SISMICA – IMPORTANZA DELLA DISSIPAZIONE E CAPACITY DESIGN NELLA PROGETTAZIONE TRADIZIONALE Capacity design o Gerarchia delle Resistenze a livello di sistema In condizioni limite, quale tipologia di collasso globale è auspicabile? Gli elementi, o parte di essi, destinati alla dissipazione devono essere scelti e progettati in modo da favorire una particolare tipologia di collasso globale Gli elementi, o parte di essi, non destinati alla dissipazione devono essere progettati in modo da fornire un’adeguata sovraresistenza francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 11

PROGETTAZIONE SISMICA – IMPORTANZA DELLA DISSIPAZIONE E CAPACITY DESIGN NELLA PROGETTAZIONE TRADIZIONALE Principi base sulla Gerarchia delle Resistenze a livello di sistema (II) Il coefficiente di sicurezza a, che può essere usato per aumentare la resistenza dell’elemento fragile (caso A) o per ridurre la resistenza dell’elemento duttile (caso B), è introdotto per tener in conto le incertezze sulle resistenze degli elementi. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 12

PROGETTAZIONE SISMICA – CASO DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO – requisito di materiale (micro-scala) per ottenimento della duttilità DM2008. Il materiale acciaio – Prescrizioni addizionali per le zone dissipative ݂‫ݑ‬ ≥ 1.20 ݂‫ݕ‬ ߝ‫%02 ≥ ݑ‬ La resistenza del materiale, per le zone dissipative, deve essere amplificata con un coefficiente di sovraresistenza gov , dato dal rapporto tra il valore di resistenza medio fym e quello caratteristico fyk al fine di considerare l’aleatorietà di fy francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 13

PROGETTAZIONE SISMICA – IMPORTANZA DELLA DISSIPAZIONE E CAPACITY DESIGN NELLA PROGETTAZIONE TRADIZIONALE Capacity design non applicato nelle strutture in C.A.: piano soffice francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 14

StroNGER for Horizon 2020 15/61 15/45 15/61 IL CASO DELLE STRUTTURE CONTROVENTATE IN ACCIAIO

PROGETTAZIONE SISMICA – CASO STRUTTURE CONTROV. IN ACCIAIO Le tipologie strutturali con controventi LO SNERVAMENTO DEI DIAGONALI TESI DEVE PRECEDERE IL RAGGIUNGIMENTO DELL’INSTABILITA’ DEI DIAGONALI COMPRESSI VANTAGGI SPOSTAMENTI LATERALI CONTENUTI SVANTAGGI VINCOLI ARCHITETTONICI ELEMENTI DEDICATI ALLA DISSIPAZIONE francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 16

PROGETTAZIONE SISMICA – CASO STRUTTURE CONTROV. IN ACCIAIO Le tipologie strutturali con controventi concentrici (D.M. 2008) francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 17

PROGETTAZIONE SISMICA – CASO STRUTTURE CONTROV. IN ACCIAIO Le tipologie strutturali con controventi eccentrici (D.M. 2008) francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 18

PROGETTAZIONE SISMICA – GERARCHIA RESISTENZE STRUTTURE CONTROV. IN ACCIAIO CONCENTRICI Caso A – Schema a telaio (vincoli di continuità tra travi e colonne) con controventi aggiuntivi. Travi con elevata rigidezza Caso B – Schema a telaio (vincoli di continuità tra travi e colonne) con controventi aggiuntivi. Travi con bassa rigidezza Caso C – Schema a ritti pendolari (travi incernierate alle colonne) con controventi aggiuntivi. Travi con elevata rigidezza francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com Caso D – Schema a ritti pendolari (travi incernierate alle colonne) con controventi aggiuntivi. Travi con bassa rigidezza 19

PROGETTAZIONE SISMICA –CONTROVENTI IN ACCIAIO ECCENTRICI Meccanismo dissipativo francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com Sollecitazioni 20

PROGETTAZIONE SISMICA –CONTROVENTI IN ACCIAIO ECCENTRICI Meccanismo dissipativo francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com Sollecitazioni 21

StroNGER for Horizon 2020 22/61 22/45 22/61 UNA VISIONE PIU’ AMPIA TRAMITE IL PERFORMANCEBASED EARTHQIAKE ENGINEERING (PBEE)

PROGETTAZIONE SISMICA - PERFORMANCE-BASED DESIGN PBE in the design phase (Macro-level) Il Performance-Based Engineering (PBE) consiste in azioni quali la selezione dei siti, gli sviluppi concettuali, predimensionamento e progetto, costruzione e manutenzione, dismissione e/o demolizione di una struttura, in modo da assicurare che questa sia in grado di fornire prestazioni con un certo grado di affidabilità ed in maniera economica, durante tutto il suo ciclo di vita. Concetto di sostenibilità Importanza del livello di conoscenza SEAOC (1995). Vision 2000 - A Framework for Performance Based Design. Vol. I-III, Structural Engineers Association of California, Sacramento, CA. Ang, G.K.I. and Wyatt, D.P. (1998). “The role of performance specifications in the design agenda”, Proc. of the Design Agenda Conference, September 1- 18, Bringhton, UK. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 23

PERFORMANCE-BASED DESIGN – PANORAMICA AMPLIATA a Metodi Tradizionali francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 24

STRATEGIE DI PROGETTAZIONE SISMICA - L’AZIONE SISMICA Nel framework del PBEE esistono procedure volte a: • • • • Tener esplicitamente conto delle incertezze Specializzare l’analisi di pericolosità sismica per la struttura in esame Considerare il degrado strutturale nel ciclo di vita Tener conto della sostenibilità delle diverse soluzioni strutturali francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 25

StroNGER for Horizon 2020 26/61 26/45 26/61 2) Adeguamento sismico

StroNGER for Horizon 2020 27/61 27/45 27/61 ELEMENTI NORMATIVI

ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI 8 COSTRUZIONI ESISTENTI DM 2008 8.1 OGGETTO . 8.2 CRITERI GENERALI. 8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA. DEFINIZIONI 8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI. 8.4.1 Intervento di adeguamento . 8.4.2 Intervento di miglioramento . 8.4.3 Riparazione o intervento locale . 8.5 PROCEDURE PER LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E LA REDAZIONE DEI PROGETTI 8.5.1 Analisi storico-critica . 8.5.2 Rilievo . 8.5.3 Caratterizzazione meccanica dei materiali. IMPOSTAZIONE 8.5.4 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza. ANALISI 8.5.5 Azioni . 8.6 MATERIALI . 8.7 VALUTAZIONE E PROGETTAZIONE IN PRESENZA DI AZIONI SISMICHE.. 8.7.1 Costruzioni in muratura.. 8.7.2 Costruzioni in cemento armato o in acciaio . METODI DI ANALISI E 8.7.3 Edifici misti . METODI DI 8.7.4 Criteri e tipi d’intervento 8.7.5 Progetto dell’intervento INTERVENTO francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 28

ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI 8 COSTRUZIONI ESISTENTI DM 2008 8.1 OGGETTO . 8.2 CRITERI GENERALI. 8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA. DEFINIZIONI 8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI. 8.4.1 Intervento di adeguamento . 8.4.2 Intervento di miglioramento . 8.4.3 Riparazione o intervento locale . 8.5 PROCEDURE PER LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E LA REDAZIONE DEI PROGETTI 8.5.1 Analisi storico-critica . 8.5.2 Rilievo . 8.5.3 Caratterizzazione meccanica dei materiali. IMPOSTAZIONE 8.5.4 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza. ANALISI 8.5.5 Azioni . 8.6 MATERIALI . 8.7 VALUTAZIONE E PROGETTAZIONE IN PRESENZA DI AZIONI SISMICHE.. 8.7.1 Costruzioni in muratura... 8.7.2 Costruzioni in cemento armato o in acciaio . METODI DI ANALISI E 8.7.3 Edifici misti .. METODI DI 8.7.4 Criteri e tipi d’intervento 8.7.5 Progetto dell’intervento INTERVENTO È definita costruzione esistente quella che abbia, alla data della redazione della valutazione di sicurezza e/o del progetto di intervento, la struttura completamente realizzata. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 29

ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI DM 2008 8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA Le Verifiche agli SLU possono essere eseguite rispetto alla condizione di salvaguardia della vita umana (SLV) o, in alternativa, alla condizione di collasso (SLC). 8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI 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. Gli interventi di adeguamento e miglioramento devono essere sottoposti a collaudo statico. Per i beni di interesse culturale in zone dichiarate a rischio sismico, [..], è in ogni caso possibile limitarsi ad interventi di miglioramento. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 30

ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI 8.4.1 INTERVENTO DI ADEGUAMENTO DM 2008 È fatto obbligo di procedere alla valutazione della sicurezza e, qualora necessario, all’adeguamento della costruzione, a chiunque intenda: a) sopraelevare la costruzione; b) ampliare la costruzione mediante opere strutturalmente connesse alla costruzione; c) apportare variazioni di classe e/o di destinazione d’uso che comportino incrementi dei carichi globali in fondazione superiori al 10%; resta comunque fermo l’obbligo di procedere alla verifica locale delle singole parti e/o elementi della struttura, anche se interessano porzioni limitate della costruzione; d) effettuare interventi strutturali volti a trasformare la costruzione mediante un insieme sistematico di opere che portino ad un organismo edilizio diverso dal precedente. In ogni caso, il progetto dovrà essere riferito all’intera costruzione e dovrà riportare le verifiche dell’intera struttura post-intervento, secondo le indicazioni del presente capitolo. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 31

ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI 8.4.1 INTERVENTO DI ADEGUAMENTO DM 2008 È fatto obbligo di procedere alla valutazione della sicurezza e, qualora necessario, all’adeguamento della costruzione, a chiunque intenda: a) sopraelevare la costruzione; b) ampliare la costruzione mediante opere strutturalmente connesse alla costruzione; c) apportare variazioni di classe e/o di destinazione d’uso che comportino incrementi dei carichi globali in fondazione superiori al 10%; resta comunque fermo l’obbligo di procedere alla verifica locale delle singole parti e/o elementi della struttura, anche se interessano porzioni limitate della costruzione; d) effettuare interventi strutturali volti a trasformare la costruzione mediante un insieme sistematico di opere che portino ad un organismo edilizio diverso dal precedente. In ogni caso, il progetto dovrà essere riferito all’intera costruzione e dovrà riportare le verifiche dell’intera struttura post-intervento, secondo le indicazioni del presente capitolo. Si deve presentare progettazione al Genio Civile francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 32

ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI DM 2008 8.4.2 INTERVENTO DI MIGLIORAMENTO Rientrano negli interventi di miglioramento tutti gli interventi che siano comunque finalizzati ad accrescere la capacità di resistenza delle strutture esistenti alle azioni considerate. È possibile eseguire interventi di miglioramento nei casi in cui non ricorrano le condizioni specificate al paragrafo 8.4.1. Il progetto e la valutazione della sicurezza dovranno essere estesi a tutte le parti della struttura potenzialmente interessate da modifiche di comportamento, nonché alla struttura nel suo insieme. [..] 8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI Per i beni di interesse culturale in zone dichiarate a rischio sismico, [..], è in ogni caso possibile limitarsi ad interventi di miglioramento. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 33

ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI DM 2008 8.4.2 INTERVENTO DI MIGLIORAMENTO Rientrano negli interventi di miglioramento tutti gli interventi che siano comunque finalizzati ad accrescere la capacità di resistenza delle strutture esistenti alle azioni considerate. È possibile eseguire interventi di miglioramento nei casi in cui non ricorrano le condizioni specificate al paragrafo 8.4.1. Il progetto e la valutazione della sicurezza dovranno essere estesi a tutte le parti della struttura potenzialmente interessate da modifiche di comportamento, nonché alla struttura nel suo insieme. [..] 8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI Per i beni di interesse culturale in zone dichiarate a rischio sismico, [..], è in ogni caso possibile limitarsi ad interventi di miglioramento. Soprattutto per beni di interesse culturale Si deve presentare progettazione al Genio Civile francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 34

ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI DM 2008 8.4.3 RIPARAZIONE O INTERVENTO LOCALE In generale, gli interventi di questo tipo riguarderanno singole parti e/o elementi della struttura e interesseranno porzioni limitate della costruzione. Il progetto e la valutazione della sicurezza potranno essere riferiti alle sole parti e/o elementi interessati e documentare che, rispetto alla configurazione precedente al danno, al degrado o alla variante, 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. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 35

ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI DM 2008 8.4.3 RIPARAZIONE O INTERVENTO LOCALE In generale, gli interventi di questo tipo riguarderanno singole parti e/o elementi della struttura e interesseranno porzioni limitate della costruzione. Il progetto e la valutazione della sicurezza potranno essere riferiti alle sole parti e/o elementi interessati e documentare che, rispetto alla configurazione precedente al danno, al degrado o alla variante, 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. NON si deve presentare progettazione al Genio Civile francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 36

StroNGER for Horizon 2020 37/61 37/45 37/61 CONCETTI GENERALI

ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI 8 COSTRUZIONI ESISTENTI DM 2008 8.1 OGGETTO . 8.2 CRITERI GENERALI. 8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA. DEFINIZIONI 8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI. 8.4.1 Intervento di adeguamento . 8.4.2 Intervento di miglioramento . 8.4.3 Riparazione o intervento locale . 8.5 PROCEDURE PER LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E LA REDAZIONE DEI PROGETTI 8.5.1 Analisi storico-critica . 8.5.2 Rilievo . 8.5.3 Caratterizzazione meccanica dei materiali. IMPOSTAZIONE 8.5.4 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza. ANALISI 8.5.5 Azioni . 8.6 MATERIALI . 8.7 VALUTAZIONE E PROGETTAZIONE IN PRESENZA DI AZIONI SISMICHE.. 8.7.1 Costruzioni in muratura... 8.7.2 Costruzioni in cemento armato o in acciaio . METODI DI ANALISI E 8.7.3 Edifici misti .. METODI DI 8.7.4 Criteri e tipi d’intervento 8.7.5 Progetto dell’intervento INTERVENTO francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 38

CONCETTI GENERALI- STESURA DEL PROGETTO 8.7.5 PROGETTO DELL’INTERVENTO DM 2008 Il progetto dell’intervento di miglioramento deve comprendere: • Rappresentazione e 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 dell’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 postintervento; • verifiche della struttura post-intervento. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 39

CONCETTI GENERALI- STESURA DEL PROGETTO 8.7.5 PROGETTO DELL’INTERVENTO DM 2008 Il progetto dell’intervento di miglioramento deve comprendere: • Rappresentazione e 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 dell’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 postintervento; • verifiche della struttura post-intervento. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 40

CONCETTI GENERALI – STRATEGIE DI INTERVENTO I Nicola Caterino. Analisi decisionale multicriterio per l’adeguamento sismico di edifici in c.a. Ph.D. dissertation, Università Degli Studi Di Napoli Federico II. http://www.fedoa.unina.it/1504/1/Caterino_Rischio_Sismico.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 41

CONCETTI GENERALI – STRATEGIE DI INTERVENTO II forza RIDUZIONE DELLA DOMANDA (e.g. isolamento) Sovrastruttura invariata Domanda pre-isolamento Domanda post-isolamento sulla sovrastruttura spostamento Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 42

RIDUZIONE DELLA DOMANDA • I controventi dissipativi • incrementano l’energia dissipata (abbattimento dello spettro di risposta elastico) ed irrigidiscono la struttura L’isolamento alla base tende a ridurre la sollecitazione sismica incrementando il periodo della struttura francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 43

StroNGER for Horizon 2020 44/61 44/45 44/61 INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN C.A.

INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO - Isolatori sismici Globali - Controventi (anche dissipativi) - Incamiciatura delle aste - Calastrellatura - FRP Locali - Sistema CAM francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 45

INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO - Isolatori sismici Globali - Controventi (anche dissipativi) - Incamiciatura delle aste - Calastrellatura - FRP Locali - Sistema CAM francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 46

Bollettino FIB-24 (: TECNICHE DI ADEGUAMENTO SISMICO Tecnica Effetti locali Effetti globali Iniezione di resine Ripristino resistenza e rigidezza Nessuno Camicie in c.a. Incremento rigidezza e resistenza ed eventualemente duttilità Modifica della risposta sismica. Se applicate ai pilastri, sposta la richiesta plastica verso le travi Disturbo Costo Basso Approccio di ripristino Da medio a Può porre rimedio alla risposta di alto "piano soffice". Se interessa pochi piani, può spostare tale meccanismo ai piani superiori Basso Efficace ove il principale problema sia scarsa armatura trasversale. Veloce installazione. Camicie o collari in Incremento duttilità e resistenza a taglio. Garantendo una forte azione composita, acciaio incremento di rigidezza Incremento capacità deformativa globale Fasciatura parziale Sensibile incremento di duttilità. Limitati effetti su resistenza o rigidezza con FRP Come per collari in acciaio Basso Riduce marginalmente il drift globale riducendo la deformabilità dei nodi trave-pilastro Distribuzione delle rigidezze invariata Basso Come sopra Basso Come sopra Rinforzo dei nodi con FRP Eliminazione rottura a taglio dei nodi Fasciatura completa in FRP Pareti in c.a. Notevole incremento di duttilità e resistenza a taglio; piccolo incremento di rigidezza Controventi in acciaio Protezione nei confronti del collasso Incremento di duttilità globale a di elementi fragili in c.a. posti nelle Capacità dissipativa. Può vicinanze. Può indurre notevoli sollecitazioni risolvere i problemi di "piano soffice". nei nodi. Inserimento di pannelli Murari Induce sensibili sollecitazioni nei nodi. Incrementa la rigidezza di piano e riduce quindi gli spostamenti di Interpiano Potrebbe portare ad un incremento di sollecitazioni nelle inmediate vicinanze Riduzione drastica della domanda di deformazione in tutti gli altri elementi. Risolve i problemi di "piano soffice" Incremento di peso, dunque di forze sismiche. Riduce il periodo, dunque incrementa le accelerazioni. Se I pannelli sono monolitici possono modificare la risposta globale fino ad un comportamento a mensola. Soluzione adeguata quando il costo non è un criterio predominante Alto E' l'approccio più adeguato se il "disturbo" arrecato non è un problema. E' necessario un drastico intervento in fondazione Da basso a Occorre porre attenzione nel medio progetto di aste e connessioni al fine di proteggersi da fenomeni di instabilità locale e rotture post-buckling Da medio Soluzione efficace quando i pannelli ad alto sono applicati all'esterno e ben assicurati alla struttura. È possibile adottare moduli di calcestruzzo Prefabbricati anziché pannelli in muratura. Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmarefrancesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com manfredi2.pdf 47

INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO - Isolatori sismici - Controventi dissipativi - Incamiciatura delle aste L’isolamento alla base presuppone un aumento degli - Calastrellatura spostamenti di corpo rigido e quindi è di difficile - FRP realizzazione per edifici in adiacenza con altri. Sofisticata inoltre la tecnica di - Sistema CAM inserimento che prevede sospensione e taglio delle colonne ed inserimento dell’isolatore. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com

INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO - Isolatori sismici - Controventi dissipativi - Incamiciatura delle aste - Calastrellatura - FRP - Sistema CAM Comporta essenzialmente un incremento in termini di resistenza e rigidezza. Può essere applicata sia per sanare danneggiamenti locali che come tecnica di rinforzo. Sono interventi molto efficaci nel contrastare la rottura per schiacciamento di elementi strutturali sottoposti a compressione o a pressoflessione. Camillo Nuti. Recupero delle strutture esistenti. http://www.associazioneaicap.it/pdf/NUTI-%20relazione%20generale.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com

INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO - Isolatori sismici - Controventi dissipativi - Incamiciatura delle aste - Calastrellatura - FRP - Sistema CAM L’utilizzo di elementi in acciaio per la cerchiatura permette di raggiungere il necessario incremento in termini di capacità locale senza però incrementare la rigidezza. L’applicazione comporta un incremento in termini di resistenza e duttilità. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com

INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO Rinforzo a taglio - Isolatori sismici - Controventi dissipativi - Incamiciatura delle aste - Calastrellatura (pressopiegati ad L e nastri metallici pretesi in acciaio ad altaFRP - resistenza) Pressopiegati ad L e nastri pretesi in un nodo d’angolo - Sistema CAM (Cerchiatura Attiva Manufatti) Al fine di garantire un buon comportamento d'insieme del sistema nodo travi-pilastri, e garantire un significativo incremento della duttilità a tale sistema. Si consegue anche un incremento della resistenza a taglio delle travi e dei pilastri nelle loro parti terminali convergenti nel nodo ed un confinamento delle estremità dei pilastri, dove si concentrano le massime richieste di duttilità in pressoflessione. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com

INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO - Isolatori sismici - Controventi (anche dissipativi) - Incamiciatura delle aste PROBLEMATICHE di progetto - Calastrellatura • Uniforme distribuzione del sistema di dissipazione • - FRP Definizione dei criteri di modellazione dei controventi • - Sistema CAM Verificare plasticizzazione dispositivi • Verifiche locali dei collegamenti: garantire sovraresistenza connessioni • Esclusione di rotture fragili in pilastri e travi adiacenti i campi controventati • Verifica dell'ampiezza dei giunti sismici Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf

PROGETTAZIONE DEI CONTROVENTI IN ACCIAIO Finalità dell’intervento è quella di limitare le deformazioni interpiano e regolarizzare la deformata. Obiettivo: Impedire il martellamento tra le strutture adiacenti e scongiurare meccanismi di piano (regolarizzazione della deformata e limitare la deformazione interpiano). PROBLEMATICHE di progetto • Uniforme distribuzione del sistema di dissipazione • Definizione dei criteri di modellazione dei controventi • Verificare plasticizzazione dispositivi • Verifiche locali dei collegamenti: garantire sovraresistenza connessioni • Esclusione di rotture fragili in pilastri e travi adiacenti i campi controventati • Verifica dell'ampiezza dei giunti sismici francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 53

EFFETTO DELL’INSERIMENTO DEI CONTROVENTI SULL’ENTITA’ DELL’AZIONE SISMICA Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 54

EFFETTO DELL’INSERIMENTO DEI CONTROVENTI DISSIPATIVI SULL’ENTITA’ DELL’AZIONE SISMICA Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 55

CONTROVENTI - CONFIGURAZIONI Pericolosi perche’ insistono su pilastro Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 56

Domanda EFFETTO DELL’INSERIMENTO DEI CONTROVENTI SULLA RIGIDEZZA Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 57

DISSIPAZIONE CON CONTROVENTO IN CAMPO ELASTICO Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 58

Domanda preintervento Domanda con controvento EFFETTO DELL’INSERIMENTO DEI CONTROVENTI DISSIPATIVA SULLA RIGIDEZZA Un controvento dissipativo oltre ad irrigidire la struttura incrementa la dissipazione –riduce la domanda Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 59

DISSIPAZIONE CON CONTROVENTO DISSIPATIVO E TELAIO IN CAMPO ELASTICO Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 60

DISSIPAZIONE CON CONTROVENTO DISSIPATIVO E TELAIO IN CAMPO PLASTICO Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 61

TIPI DI CONTROVENTO: GIUNTO DISSIPATIVO http://www.angelobiondi.com/Download/Slideshow/Slideshow-InterventiC.A..pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com

TIPI DI CONTROVENTO: CON ANIMA DISSIPATIVA Dissipatori tipo “BRAD” (FIP) Questi dispositivi sono costituti da un nucleo interno in acciaio, una parte del quale è progettato per dissipare energia in campo plastico, da un tubo esterno in acciaio e da un riempimento in calcestruzzo, la cui funzione è di evitare l’instabilizzazione del nucleo interno. Tra il calcestruzzo ed il nucleo interno è interposto uno speciale materiale distaccante, per evitare il trasferimento di tensioni tangenziali fra i due componenti, consentendo inoltre al nucleo di allungarsi ed accorciarsi liberamente, dissipando energia. http://www.angelobiondi.com/Download/Slideshow/Slideshow-InterventiC.A..pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com

INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO La linea guida di riferimento per l’applicazione di FRP è la CNR-DT 200 R1/2013 - Isolatori sismici - Controventi (anche dissipativi) - Incamiciatura delle aste - Calastrellatura - FRP • Rinforzo a flessione con FRP • Rinforzo a taglio con FRP - Sistema CAM Sensibile aumento della duttilità locale • Confinamento con FRP • Rinforzo a flessione con FRP • Rinforzo a taglio con FRP francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com

OBIETTIVI ADEGUAMENTO CON FRP La linea guida di riferimento pper l’applicazione di FRP è la CNR-DT 200 R1/2013 Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 65

FRP- COMPOSIZIONE Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 66

FRP- MAGGIORI TIPOLOGIE DI FIBRE Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 67

FRP- CONFIGURAZIONE E CARATTERISTICHE DELLE FIBRE Acciaio da C.A. NO RESISTENZA A COMPRESSIONE francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 68

FRP- APPLICAZIONE Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 69

FRP- MODI DI ROTTURA francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 70

FRP- AUMENTO DI DUTTILITA’ Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmaremanfredi2.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 71

RINFORZO CON FRP PER IL TAGLIO sono consentite unicamente le configurazioni ad U o in avvolgimento; sono consentiti unicamente rinforzi la cui direzione di maggior resistenza sia ortogonale all’asse longitudinale dell’elemento (b =90°). Continuo Strisce verticali Strisce diagonali Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmaremanfredi2.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 72

RINFORZO IN FRP– ANCORAGGIO Eventuali fili vanno fissati alle estremità tramite lunghezze di ancoraggio opportune, oppure tramite piastre o tramite sfiocchettamento sul piano ortogonale francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 73

FRP- APPLICAZIONI SUL C.A.- CONFINAMENTO NODI E RINFORZO A TAGLIO francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 74

FRP- APPLICAZIONI SUL C.A.- CONFINAMENTO NODI E RINFORZO A TAGLIO Gaetano francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmaremanfredi2.pdf 75

StroNGER for Horizon 2020 76/61 76/45 76/61 METODO DI ANALISI E VERIFICA DELL’ADEGUAMENTO

METODI DI ANALISI – STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO DM 2008 8.7.2 COSTRUZIONI IN CEMENTO ARMATO O IN ACCIAIO Nelle costruzioni esistenti in cemento armato o in acciaio soggette ad azioni sismiche viene attivata la capacità di elementi e meccanismi resistenti, che possono essere “duttili” o “fragili”. […] 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 determinare il collasso dell’intera struttura. L’analisi sismica globale deve utilizzare, per quanto possibile, metodi di analisi che consentano di valutare in maniera appropriata sia la resistenza che la duttilità disponibile. L’impiego di metodi di calcolo lineari richiede da parte del progettista un’opportuna definizione del fattore di struttura in relazione alle caratteristiche meccaniche globali e locali della struttura in esame. I meccanismi “duttili” si verificano controllando che la domanda non superi la corrispondente capacità in termini di deformazione. I meccanismi “fragili” si verificano controllando che la domanda non superi la corrispondente capacità in termini di resistenza. Per il calcolo della capacità di elementi/meccanismi duttili o fragili si impiegano le proprietà dei materiali esistenti, determinate secondo le modalità indicate al punto 8.5.3, divise per i fattori di confidenza in relazione al livello di conoscenza raggiunto. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 77

METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2 Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%20201004-26.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 78

METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2 Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%20201004-26.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 79

METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2 Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%20201004-26.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 80

METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2 Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%20201004-26.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 81

METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2 Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%20201004-26.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 82

METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2 Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%20201004-26.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 83

METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2 Performance point Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%20201004-26.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 84

METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2 Performance point Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%20201004-26.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 85

METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2 Walter Salvatore. Sistemi per la protezione passiva per le costruzioni in zona sismica. http://www.usl2.toscana.it/sup/modulistica/luoghi_lavoro/salvatore_Sistemidiprotezionepassivaperlesmica.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 86

INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN C.A. - ALTERNATIVE Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmaremanfredi2.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 87

StroNGER for Horizon 2020 88/61 88/45 88/61 INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN MURATURA

INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN MURATURA - Cordoli - Tirantature metalliche Globali - Iniezioni (anche armate) - Cuci-Scuci - Intonaco armato - Cerchiatura aperture - Elementi in breccia Locali - Iniezioni di miscele leganti - FRP - Sistema CAM francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 89

INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN MURATURA - Cordoli - Tirantature metalliche Globali - Iniezioni (anche armate) - Cuci-Scuci - Intonaco armato - Cerchiatura aperture - Elementi in breccia Locali Tipologie di intervento mostrate nella successiva applicazione - Iniezioni di miscele leganti - FRP - Sistema CAM francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 90

StroNGER for Horizon 2020 91/61 91/45 91/61 3) Caso applicativo: adeguamento sismico di un palazzo storico in mutatura

CASO STUDIO – Palazzo Camponeschi, L’Aquila chiesa dei Gesuiti S. Margherita Oggetto dell’intervento francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 92

CONCETTI GENERALI- STESURA DEL PROGETTO 8.7.5 PROGETTO DELL’INTERVENTO DM 2008 Il progetto dell’intervento di miglioramento deve comprendere: • Rappresentazione e 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 dell’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 postintervento; • verifiche della struttura post-intervento. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 93

IL PROCESSO LOGICO DEL PROGETTO DI ADEGUAMENTO • Conoscenza Geometria Caratteristiche dei materiali Condizioni di conservazione • Definizione delle prestazioni richieste Sismicità dell’area Destinazione d’uso Livello di protezione richiesto/accettato • Valutazione della struttura esistente Definizione del modello Analisi sismica Verifica di sicurezza • Progetto di adeguamento Scelta in relazione a vincoli e prestazioni richieste Dimensionamento dell’intervento • Valutazione della struttura adeguata francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 94

IL PROCESSO LOGICO DEL PROGETTO DI ADEGUAMENTO • Conoscenza Geometria Caratteristiche dei materiali Condizioni di conservazione • Definizione delle prestazioni richieste Sismicità dell’area Destinazione d’uso Livello di protezione richiesto/accettato • Valutazione della struttura esistente Definizione del modello Analisi sismica Verifica di sicurezza • Progetto di adeguamento Scelta in relazione a vincoli e prestazioni richieste Dimensionamento dell’intervento • Valutazione della struttura adeguata francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 95

ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI 8 COSTRUZIONI ESISTENTI DM 2008 8.1 OGGETTO . 8.2 CRITERI GENERALI. 8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA. DEFINIZIONI 8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI. 8.4.1 Intervento di adeguamento . 8.4.2 Intervento di miglioramento . 8.4.3 Riparazione o intervento locale . 8.5 PROCEDURE PER LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E LA REDAZIONE DEI PROGETTI 8.5.1 Analisi storico-critica . 8.5.2 Rilievo . 8.5.3 Caratterizzazione meccanica dei materiali. IMPOSTAZIONE 8.5.4 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza. ANALISI 8.5.5 Azioni . 8.6 MATERIALI . 8.7 VALUTAZIONE E PROGETTAZIONE IN PRESENZA DI AZIONI SISMICHE.. 8.7.1 Costruzioni in muratura... 8.7.2 Costruzioni in cemento armato o in acciaio . METODI DI ANALISI E 8.7.3 Edifici misti .. METODI DI 8.7.4 Criteri e tipi d’intervento 8.7.5 Progetto dell’intervento INTERVENTO francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 96

Camillo Nuti. Recupero delle strutture esistenti. http://www.associazioneaicap.it/pdf/NUTI-%20relazione%20generale.pdf francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 97

Sopralluogo Palazzo Camponeschi L’Aquila 28 Luglio 2011

CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni Via Camponeschi francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 99

CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni Via Camponeschi francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 100

CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 101

CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni via dell’Annunziata francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 102

CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni Prospetto su via dell’Annunziata francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 103

CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni Prospetto su via Burri (1/2) francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 104

CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni Prospetto su via Burri (2/2) francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 105

CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni Intersezione tra i due corpi (1/2) francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 106

CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni Intersezione tra i due corpi – vista dall’interno Vista della connessione tra gli edifici dall’interno Piano secondo Vista della connessione tra gli edifici dall’interno Piano primo francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com Sopralluogo 28 luglio 2011107

CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni Piano terra (stanze lato Via Camponeschi) francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 108

CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni Piano terra (corridoio lato Via Camponeschi) francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 109

CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni Piano terra (stanza intersezione Via Camponeschi – Via Burri) francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 110

CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni Piano primo (lato del muro con spanciamento) francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 111

CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni Piano primo francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 112

CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni Piano terra – corridoio – particolari della muratura francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 113

CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 114

CASO STUDIO – Indagini francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 115

CASO STUDIO – Indagini francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 116

IL PROCESSO LOGICO DEL PROGETTO DI ADEGUAMENTO • Conoscenza Geometria Caratteristiche dei materiali Condizioni di conservazione • Definizione delle prestazioni richieste Sismicità dell’area Destinazione d’uso Livello di protezione richiesto/accettato • Valutazione della struttura esistente Definizione del modello Analisi sismica Verifica di sicurezza • Progetto di adeguamento Scelta in relazione a vincoli e prestazioni richieste Dimensionamento dell’intervento • Valutazione della struttura adeguata francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 117

StroNGER for Horizon 2020 118/61 118/45 118/61 PROGETTO DI ADEGUAMENTO

www.francobontempi.org 1 2 3 4 francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 119

www.francobontempi.org francesco.petrini@uniroma1.it 120

www.francobontempi.org Configurazione topologica

Configurazione topologica (1) • • • • Il Palazzo Camponeschi fa parte di un aggregato che comprende, tra l’altro, la Chiesa dei Gesuiti. In presenza di un edificio in aggregato, contiguo, a contatto o interconnesso con edifici adiacenti, l’analisi parte tenendo conto delle possibili interazioni derivanti da queste vicinanze strutturali. Allo stesso tempo, dal punto di vista del progetto l’intervento parte dalla individuazione di blocchi costruttivi largamente omogenei e regolari. Questo riconoscimento strategico, pone le basi per un comportamento strutturale sicuro, al di là delle risultanze delle verifiche numeriche, pur necessarie. Per la ricostruzione del sistema strutturale, si ritiene che l’articolata geometria di Palazzo Camponeschi, in cui sono presenti interventi successivi nel tempo, possa essere scomposta nei tre blocchi indicati in 1 e 2: francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 122

Configurazione topologica (2) – Blocco VA: comprende il corpo di origine medievale su via dell’Annunziata, a due piani (seminterrato e piano terra in riferimento alla quota del giardino); esso risulta profondamente trasformato con struttura mista in muratura eterogenea e impalcati in c a., cui seguono due ambienti a pianta quadrata realizzati con blocchi di pietra di dimensioni maggiori ai 25cm e coperti da impalcati in c.a. bidirezionali. – Blocco NO: il corpo originario centrale del lato orizzontale della “L” posto sull’allineamento dell’antico tracciato viario di Via Forcella, presenta una struttura in muratura a doppio paramento accostato costituito da blocchi di pietra di dimensioni medie e risulta coperto da volte a botte (corridoio) e a crociera (sale verso il giardino) in mattoni posti generalmente di coltello. – Blocco SE: il corpo settecentesco centrale del lato verticale della “L” posto su via Camponeschi presenta una struttura a doppio paramento accostato costituito da blocchi in pietra di dimensioni medie, coperto da volte a botte (corridoio) e a geometria composita (sale verso il giardino); in corrispondenza dell’angolo della L è presente una scala in cui rampe e pianerottoli sono sostenuti da un sistema di volte, a crociera per i pianerottoli e a botte per le rampe, mentre gli ambienti di disimpegno adiacenti ad essa sono coperti da volte a vela. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 123

Braccio SE Braccio NO Blocco VA 1 y x francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 124

2 Braccio SE Blocco VA Braccio NO y x francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 125

Configurazione topologica (3) • • • Nei documenti di gara, il blocco SE e’ compreso nel braccio S-E, mentre i sopra nominati blocchi VA e NO sono identificati come braccio N-O: si ritiene importante la distinzione fatta in questa sede, perché esplicita a) la differente natura costruttiva, b) la presenza di un piano seminterrato e uno interrato, aspetto che caratterizza in termini fondazionali questa parte rispetto al resto del palazzo. Dal punto di vista dell’analisi storica, questa suddivisione e’ sovrapposta in 3 alle acquisizioni da parte della Compagnia ei Gesuiti per la attuazione del programma edilizio, che ne avvalora la coerenza. In particolare, appare la presenza della Via Forcella che distanzia Palazzo Camponeschi dal resto dell’aggregato, ed in particolare dalla Chiesa dei Gesuiti. Restano evidenti le aggiunte avvenute nel 1931-33 e nel 1960, visibili ritornando alla 2. La intrinseca suddivisione dei blocchi e’ confermata dal punto di vista del comportamento strutturale dal quadro dei dissesti rilevati e evidenziati in 4. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 126

VA NO SE 3 y x

y x Blocco NO 4 francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 128

Configurazione topologica (4) • Con riferimento alla 5 e alla 6, la suddivisione nei blocchi VA, NO, SE, viene realizzata, facendo riferimento ai fili (a) e (b), con le seguenti modalità: – Il Blocco NO e’ separato dai Blocchi VA e SE da due giunti rispettivamente lungo i fili (a) e (b), dove sono costituiti due setti trasversali, attraverso il ripristino dell’integrità dei setti murari esistenti ovvero attraverso la realizzazione di nuove parti murarie simili; tali setti sono continui dal piano terra fino alla sommità dell’edificio, attraverso il primo e il secondo piano, in maniera rispettosa e congruente con le volte presenti. – A livello del piano terra, in considerazione del fatto che il Blocco NO (come quello VA almeno in parte) e’ interrato sul lato Via Forcella e che il Blocco NO e’ parzialmente interrato sul lato Via Camponeschi, e’ mantenuta la continuità della sola parete contro Via Forcella (7). francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 129

b a 5 francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 130

a b Piano terra 1o Piano 2o Piano 6 francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 131

setto continuo dal piano terra fino alla sommità dell’edificio Via Forcella Piano strada 7 francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com Cortile Piano strada 132

Configurazione sommità edificio • La conformazione della sommità dell’edificio, segue le indicazioni progettuali precedenti riassunte in 8. In particolare: – in 9 e’ prevista una cornice di sommità (cordolatura) realizzata principalmente da travi in acciaio tipo IPE300 (disposte con l’anima in orizzontale) con alcune zone rinforzate con travi in acciaio tipo IPE600; il coronamento così realizzato ha lo scopo di connettere efficacemente le teste delle varie pareti murarie, garantendone un comportamento coerente d’insieme; – questo coronamento principale, si integra con una serie di elementi trasversali, in particolare sui Blocchi NO e SE, composto come mostrato in 10 dai correnti inferiori delle capriate in legno che costituiscono il tetto; queste capriate tramite i loro correnti inferiori, costituiscono quindi parte integrante del sistema di coronamento e connessione della sommità dell’edificio; – tale insieme di travi in acciaio e legno, risulta nel complesso efficace e leggero, essendo inoltre la parte composta da profilati in acciaio invisibile perché innestata nella muratura e quella in vista in legno naturalmente comprensibile ed apprezzabile per tradizione. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 133

Blocco NO Blocco VA 8 francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com Blocco SE Suddivisione in blocchi 134

IPE 300 IPE 600 Coronamento principale con profilati in acciaio 9 francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 135

IPE 300 IPE 600 CORRENTI INFERIORI CAPRIATE Completamento con coronamento secondario con travature in legno 10 francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 136

Coronamento principale con profilati in acciaio Completamento con coronamento secondario con travature in legno o tiranti capriate francesco.petrini@uniroma1.it 137

Coronamento principale con profilati in acciaio Completamento con coronamento secondario con travature in legno o tiranti capriate Palazzo Camponeschi - FB francesco.petrini@uniroma1.it , 138

139

francesco.petrini@uniroma1.it 140

www.francobontempi.org Incatenamenti Collegamenti solai / pareti francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 141

Incatenamenti • • • • • • Gli incatenamenti trasversali (in rosso) sono disposti nel sottofondo del primo piano (sopra i riempimenti delle volte del piano terra) e nel sottofondo del secondo piano. Sono costituiti da due barre Φ20 mm di acciaio B450C o simile. Gli incatenamenti trasversali avvolgono quelli longitudinali: questi ultimi sono costituiti da una barra Φ26 mm di acciaio B450C o simile (in viola) in opportuni collegamenti (zone in arancione). Alternativamente ove possibile, sono da utilizzare nastri in acciaio di caratteristiche equivalenti. Queste zone di collegamento realizzate con piastre in acciaio S235 di spessore 20 mm opportunamente sagomate sono disposte il più possibile vicino la faccia esterna del muro longitudinale. All’ultimo livello, in sommità ai muri longitudinali, sono disposte delle travi metalliche (IPE300) che svolgono il ruolo di cordoli e tiranti. Sui lati trasversali estremi dell’edificio minore (lato Nord) sono disposte travi in acciaio di dimensioni maggiori (IPE600). Le travi metalliche sono collegate trasversalmente dai correnti inferiori (in marrone) delle capriate che lavorano sia a trazione, sia a compressione. Accanto a questi incatenamenti principali, sono previsti connessioni minori ma diffuse tra tutti i solai e le pareti (pallini in viola). francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 142

Incatenamenti delle volte nord e nel lato del piano terra) nel sottofondo del primo piano (sopra i riempimenti sottofondo del secondo piano francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 143

Incatenamenti: piano secondo TRAVE ACCIAIO SOMMITA’ CORRENTE INFERIORE CAPRIATA IN LEGNO PIASTRE DI DIFFUSIONE CATENA TRASVERSALE CATENA LONGITUDINALE 144

Incatenamenti delle volte del piano terra) e nel lato sud nel sottofondo del primo piano (sopra i riempimenti sottofondo del secondo piano francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 145

francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 146

Connessioni solai / pareti francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 147

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149

150

151

www.francobontempi.org Iniezioni con miscele leganti francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 152

www.francobontempi.org Reti e connessioni trasversali francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 153

Iniezioni e rinforzi in rete • In 1 e 2, in azzurro e’ dove si prevede la disposizione di rinforzo continuo in forma rete di basalto. Nelle zone tratteggiate, la disposizione dipende localmente dalla presenza di aperture. Sul lato di Via Camponeschi si deve tenere in conto la pendenza della strada. • Le reti sui due lati del muro devono essere connessi con barre con estremità sfiocchettate in numero di 4 al mq. • Le zone retinate in blu sono da pensare trattate con iniezione. • Le fasce in azzurro in 3, 4 e 5, disposte orizzontalmente sono le principali, devono essere trattenute (avvolte) dagli incatenamenti trasversali. A loro volta, queste fasce orizzontali sono sovrapposte (avvolgono) le fasce verticali secondarie. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 154

Piano terra rinforzo continuo in forma rete di basalto iniezione 1 francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 155

Primo e secondo piano rinforzo continuo in forma rete di basalto 2 francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 156

iniezione francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 157

158

Disposizione indicativa rete in facciata (1): 3 francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 159

Disposizione indicativa rete in facciata (2): 4 francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 160

Disposizione indicativa rete in facciata (3): 5 francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 161

162

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22/08/11 Palazzo Camponeschi - FB 166

BASI DEL PROGETTO (2) Parametri per le verifiche strutturali francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 167

IL PROCESSO LOGICO DEL PROGETTO DI ADEGUAMENTO • Conoscenza Geometria Caratteristiche dei materiali Condizioni di conservazione • Definizione delle prestazioni richieste Sismicità dell’area Destinazione d’uso Livello di protezione richiesto/accettato • Valutazione della struttura esistente Definizione del modello Analisi sismica Verifica di sicurezza • Progetto di adeguamento Scelta in relazione a vincoli e prestazioni richieste Dimensionamento dell’intervento • Valutazione della struttura adeguata francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com 168

Domanda: Azione Sismica NTC 2008 §2.4.1. Vita nominale NTC 2008 §2.4.2. Classe d’uso NTC 2008 §2.4.3. C8.7.1.2 Periodo di riferimento per l’azione sismica Longitudine Latitudine Categoria di suolo Coefficiente di amplificazione topografico Fattore di struttura aSLV / g francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com VN = 50 anni Classe III: Costruzioni il cui uso preveda affollamenti significativi VR = VN ⋅CU = = 50 ⋅1.5 = 75 anni 13.422 EST 42.535 NORD B ST = 1 q = 1.5 ⋅ 1.5 = 2.25 (edificio non regolare in altezza e αU / αE = 1.5) 0.35 169

Spettro di progetto 22/08/11 Palazzo Camponeschi - FB 170

Capacita’: valori di progetto caratteristiche meccaniche muratura Caratteristica meccanica (MPa) Resistenza a compression

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