MIGLIORAMENTO ED ADEGUAMENTO SISMICO DI STRUTTURE ESISTENTI ATTRAVERSO L’UTIL...
Adeguamento Sismico, Master Livorno 07/03/14, Francesco Petrini
1. 1
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.
Soluzioni strutturali integrate:
Adeguamento sismico. Con particolare riguardo
all’utilizzo di acciaio o FRP
Pisa, 7 marzo 2014
Polo Universitario Sistemi Logistici di Livorno
Master Universitario di 2° Livello: Soluzioni Innovative nell’Ingegneria Edile
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Via Eudossiana 18
00184 Rome (ITALY)
2. 2
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
4. 4
PROGETTAZIONE SISMICA - BASI
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
FILOSOFIE
DI PROGETTO
TRADIZIONALE
(Stati limite)
INNOVATIVA
(Performance
Based Design)
Comportamento
dissipativo
Comportamento
non dissipativo
A differenza dei metodi tradizionali di progettazione, nella progettazione prestazionale (Performance-
Based 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
Comportamento
dissipativo
Comportamento
non dissipativo
6. 6
PROGETTAZIONE SISMICA – BASI
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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.
Il comportamento dissipativo
Costruzioni d’acciaio per le NTC2008
7. 7
PROGETTAZIONE SISMICA – BASI- abbattimento della energia
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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.
Il comportamento dissipativo
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.300
0.350
0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500
Se[g]
Periodo T [s]
SLV SLD
Abbattimento dell’energia
“sentita” dalla struttura
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
8. 8
PROGETTAZIONE SISMICA – CASO DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO –
requisiti per il conseguimento della duttilità
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
9. 9
PROGETTAZIONE SISMICA – CASO DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO –
requisiti per il conseguimento della duttilità
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
A livello di elementi
strutturali
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.
Questo richiede che
10. 10
PROGETTAZIONE SISMICA – CASO DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO –
requisiti per il conseguimento della duttilità
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
A livello di elementi
strutturali
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.
A livello di materiale
strutturali
Il materiale deve avere una alta duttilità εu >> εy.
Questo richiede che
Questo richiede che
11. 11
PROGETTAZIONE SISMICA – IMPORTANZA DELLA DISSIPAZIONE E
CAPACITY DESIGN NELLA PROGETTAZIONE TRADIZIONALE
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Capacity design o Gerarchia delle Resistenze a livello di sistema
Gli elementi, o parte di essi, destinati
alla dissipazione devono essere
scelti e progettati in modo da favorire
una particolare tipologia di collasso
globale
In condizioni limite, quale tipologia di
collasso globale è auspicabile?
Gli elementi, o parte di essi, non
destinati alla dissipazione devono
essere progettati in modo da fornire
un’adeguata sovraresistenza
12. 12
PROGETTAZIONE SISMICA – IMPORTANZA DELLA DISSIPAZIONE E
CAPACITY DESIGN NELLA PROGETTAZIONE TRADIZIONALE
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Principi base sulla Gerarchia delle Resistenze a livello di sistema (II)
Il coefficiente di sicurezza aaaa, 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.
13. 13
PROGETTAZIONE SISMICA – CASO DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO –
requisito di materiale (micro-scala) per ottenimento della duttilità
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
DM2008. Il materiale acciaio – Prescrizioni addizionali per le zone
dissipative
݂ݑ
݂ݕ
≥ 1.20 ߝݑ ≥ 20%
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
14. 14
PROGETTAZIONE SISMICA – IMPORTANZA DELLA DISSIPAZIONE E
CAPACITY DESIGN NELLA PROGETTAZIONE TRADIZIONALE
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Capacity design non applicato nelle strutture
in C.A.: piano soffice
16. 16
PROGETTAZIONE SISMICA – CASO STRUTTURE CONTROV. IN ACCIAIO
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Le tipologie strutturali con controventi
LO SNERVAMENTO DEI DIAGONALI TESI DEVE PRECEDERE IL
RAGGIUNGIMENTO DELL’INSTABILITA’ DEI DIAGONALI COMPRESSI
SPOSTAMENTI LATERALI
CONTENUTI
ELEMENTI DEDICATI ALLA
DISSIPAZIONE
VINCOLI ARCHITETTONICI
VANTAGGI SVANTAGGI
19. 19francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
Caso D – Schema a
ritti pendolari (travi
incernierate alle
colonne) con
controventi aggiuntivi.
Travi con bassa
rigidezza
23. 23
PROGETTAZIONE SISMICA - PERFORMANCE-BASED DESIGN
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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.
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.
SEAOC (1995). Vision 2000 - A Framework for Performance
Based Design. Vol. I-III, Structural Engineers Association
of California, Sacramento, CA.
PBE in the design phase (Macro-level)
Concetto di sostenibilità Importanza del livello di conoscenza
25. 25
STRATEGIE DI PROGETTAZIONE SISMICA - L’AZIONE SISMICA
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
28. 28
ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
8 COSTRUZIONI ESISTENTI
8.1 OGGETTO .
8.2 CRITERI GENERALI.
8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA.
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.
8.5.4 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza.
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 .
8.7.3 Edifici misti .
8.7.4 Criteri e tipi d’intervento
8.7.5 Progetto dell’intervento
DEFINIZIONI
IMPOSTAZIONE
ANALISI
METODI DI ANALISI E
METODI DI
INTERVENTO
DM 2008
29. 29
ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
8 COSTRUZIONI ESISTENTI
8.1 OGGETTO .
8.2 CRITERI GENERALI.
8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA.
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.
8.5.4 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza.
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 .
8.7.3 Edifici misti ..
8.7.4 Criteri e tipi d’intervento
8.7.5 Progetto dell’intervento
DEFINIZIONI
IMPOSTAZIONE
ANALISI
METODI DI ANALISI E
METODI DI
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.
DM 2008
30. 30
ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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.
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).
DM 2008
31. 31
ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
8.4.1 INTERVENTO DI ADEGUAMENTO
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.
DM 2008
32. 32
ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
8.4.1 INTERVENTO DI ADEGUAMENTO
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
DM 2008
33. 33
ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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.
DM 2008
34. [..] 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.
34
ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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.
Si deve presentare progettazione al Genio Civile
Soprattutto per beni di interesse culturale
DM 2008
35. 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.
35
ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
DM 2008
36. 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.
36
ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
NON si deve presentare progettazione al Genio Civile
DM 2008
38. 38
ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
8 COSTRUZIONI ESISTENTI
8.1 OGGETTO .
8.2 CRITERI GENERALI.
8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA.
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.
8.5.4 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza.
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 .
8.7.3 Edifici misti ..
8.7.4 Criteri e tipi d’intervento
8.7.5 Progetto dell’intervento
DEFINIZIONI
IMPOSTAZIONE
ANALISI
METODI DI ANALISI E
METODI DI
INTERVENTO
DM 2008
39. 39francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
8.7.5 PROGETTO DELL’INTERVENTO
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 post-
intervento;
• verifiche della struttura post-intervento.
CONCETTI GENERALI- STESURA DEL PROGETTO
DM 2008
40. 40francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
8.7.5 PROGETTO DELL’INTERVENTO
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 post-
intervento;
• verifiche della struttura post-intervento.
CONCETTI GENERALI- STESURA DEL PROGETTO
DM 2008
41. 41
CONCETTI GENERALI – STRATEGIE DI INTERVENTO I
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
42. 42
CONCETTI GENERALI – STRATEGIE DI INTERVENTO II
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf
Domanda pre-isolamento
Domanda post-isolamento sulla sovrastruttura
spostamento
forza
RIDUZIONE DELLA DOMANDA (e.g. isolamento)
Sovrastruttura invariata
43. 43francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
45. INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
45francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
- Isolatori sismici
- Controventi (anche dissipativi)
- Incamiciatura delle aste
- Calastrellatura
- FRP
- Sistema CAM
Globali
Locali
46. INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
46francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
- Isolatori sismici
- Controventi (anche dissipativi)
- Incamiciatura delle aste
- Calastrellatura
- FRP
- Sistema CAM
Globali
Locali
47. 47francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Tecnica Effetti locali Effetti globali Disturbo Costo
Iniezione di resine Ripristino resistenza e rigidezza Nessuno Basso Approccio di ripristino
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
Da medio a
alto
Può porre rimedio alla risposta di
"piano soffice". Se interessa pochi
piani, può spostare tale meccanismo ai
piani superiori
Camicie o collari in
acciaio
Incremento duttilità e resistenza a taglio.
Garantendo una forte azione composita,
incremento di rigidezza
Incremento capacità deformativa
globale
Basso Efficace ove il principale problema sia
scarsa armatura trasversale. Veloce
installazione.
Fasciatura parziale
con FRP
Sensibile incremento di duttilità. Limitati
effetti su resistenza o rigidezza
Come per collari in acciaio Basso Soluzione adeguata quando il costo
non è un criterio predominante
Rinforzo dei nodi
con FRP
Eliminazione rottura a taglio dei nodi Riduce marginalmente il drift globale
riducendo la deformabilità dei nodi
trave-pilastro
Basso Come sopra
Fasciatura
completa in
FRP
Notevole incremento di duttilità e resistenza
a taglio; piccolo incremento di
rigidezza
Distribuzione delle rigidezze invariata Basso Come sopra
Pareti in c.a. 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"
Alto E' l'approccio più adeguato se il
"disturbo" arrecato non è un problema.
E' necessario un
drastico intervento in fondazione
Controventi in
acciaio
Protezione nei confronti del collasso
di elementi fragili in c.a. posti nelle
vicinanze. Può indurre notevoli sollecitazioni
nei nodi.
Incremento di duttilità globale a
Capacità dissipativa. Può
risolvere i problemi di "piano soffice".
Da basso a
medio
Occorre porre attenzione nel
progetto di aste e connessioni al fine di
proteggersi da fenomeni di instabilità
locale e rotture post-buckling
Inserimento di
pannelli Murari
Induce sensibili sollecitazioni nei nodi.
Incrementa la rigidezza di piano e
riduce quindi gli spostamenti di
Interpiano
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.
Da medio
ad alto
Soluzione efficace quando i pannelli
sono applicati all'esterno e ben
assicurati alla
struttura. È possibile adottare moduli di
calcestruzzo Prefabbricati anziché
pannelli in muratura.
Bollettino FIB-24 (: TECNICHE DI ADEGUAMENTO SISMICO
Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmare-
manfredi2.pdf
48. INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
- Isolatori sismici
- Controventi dissipativi
- Incamiciatura delle aste
- Calastrellatura
- FRP
- Sistema CAM
L’isolamento alla base
presuppone un aumento degli
spostamenti di corpo rigido e
quindi è di difficile
realizzazione per edifici in
adiacenza con altri. Sofisticata
inoltre la tecnica di
inserimento che prevede
sospensione e taglio delle
colonne ed inserimento
dell’isolatore.
49. INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
- 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
50. INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
- 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.
51. INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
- Isolatori sismici
- Controventi dissipativi
- Incamiciatura delle aste
- Calastrellatura
- FRP
- Sistema CAM (Cerchiatura Attiva Manufatti)
Rinforzo a
taglio
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.
(pressopiegati ad L e nastri
metallici pretesi in acciaio ad
alta resistenza)
Pressopiegati ad L e
nastri pretesi in un
nodo d’angolo
52. INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
- Isolatori sismici
- Controventi (anche dissipativi)
- Incamiciatura delle aste
- Calastrellatura
- FRP
- Sistema CAM
• 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
PROBLEMATICHE di progetto
Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni.
http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
53. 53francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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).
PROGETTAZIONE DEI CONTROVENTI IN ACCIAIO
• 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
PROBLEMATICHE di progetto
54. 54francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni.
http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
EFFETTO DELL’INSERIMENTO DEI CONTROVENTI
SULL’ENTITA’ DELL’AZIONE SISMICA
55. 55francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni.
http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
EFFETTO DELL’INSERIMENTO DEI CONTROVENTI
DISSIPATIVI SULL’ENTITA’ DELL’AZIONE SISMICA
56. 56francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni.
http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
CONTROVENTI - CONFIGURAZIONI
Pericolosi perche’
insistono su pilastro
57. 57francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni.
http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
Domanda
EFFETTO DELL’INSERIMENTO DEI CONTROVENTI
SULLA RIGIDEZZA
59. 59francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni.
http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
Domandapre-
intervento
Un controvento dissipativo oltre ad irrigidire la
struttura incrementa la dissipazione –riduce la
domanda
Domandacon
controvento
EFFETTO DELL’INSERIMENTO DEI CONTROVENTI
DISSIPATIVA SULLA RIGIDEZZA
60. 60francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni.
http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
DISSIPAZIONE CON CONTROVENTO DISSIPATIVO E
TELAIO IN CAMPO ELASTICO
61. 61francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni.
http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
DISSIPAZIONE CON CONTROVENTO DISSIPATIVO E
TELAIO IN CAMPO PLASTICO
63. 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
64. INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
- Isolatori sismici
- Controventi (anche dissipativi)
- Incamiciatura delle aste
- Calastrellatura
- FRP
- Sistema CAMSensibile aumento della duttilità locale
• Confinamento con FRP
• Rinforzo a flessione con FRP
• Rinforzo a taglio con FRP
• Rinforzo a taglio con FRP
• Rinforzo a flessione con FRP
La linea guida di riferimento per l’applicazione di FRP è la CNR-DT 200 R1/2013
72. 72francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
sono consentite unicamente le configurazioni ad U o in avvolgimento;
RINFORZO CON FRP PER IL TAGLIO
sono consentiti unicamente rinforzi la cui direzione di maggior resistenza sia
ortogonale all’asse longitudinale dell’elemento (b =90°).
Continuo Strisce verticali
Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmare-
manfredi2.pdf
Strisce diagonali
77. METODI DI ANALISI – STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
77francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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.
DM 2008
78. METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE
– METODO N2
78francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%202010-
04-26.pdf
79. METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE
– METODO N2
79francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%202010-
04-26.pdf
80. METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE
– METODO N2
80francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%202010-
04-26.pdf
81. METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE
– METODO N2
81francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%202010-
04-26.pdf
82. METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE
– METODO N2
82francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%202010-
04-26.pdf
83. METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE
– METODO N2
83francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%202010-
04-26.pdf
84. METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE
– METODO N2
84francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%202010-
04-26.pdf
Performance
point
85. METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE
– METODO N2
85francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%202010-
04-26.pdf
Performance
point
86. METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE
– METODO N2
86francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
92. CASO STUDIO – Palazzo Camponeschi, L’Aquila
92francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Oggetto dell’intervento
chiesa dei Gesuiti
S. Margherita
93. 93francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
8.7.5 PROGETTO DELL’INTERVENTO
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 post-
intervento;
• verifiche della struttura post-intervento.
CONCETTI GENERALI- STESURA DEL PROGETTO
DM 2008
94. 94francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
• 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
IL PROCESSO LOGICO DEL PROGETTO DI ADEGUAMENTO
95. 95francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
• 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
IL PROCESSO LOGICO DEL PROGETTO DI ADEGUAMENTO
96. 96
ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
8 COSTRUZIONI ESISTENTI
8.1 OGGETTO .
8.2 CRITERI GENERALI.
8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA.
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.
8.5.4 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza.
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 .
8.7.3 Edifici misti ..
8.7.4 Criteri e tipi d’intervento
8.7.5 Progetto dell’intervento
DEFINIZIONI
IMPOSTAZIONE
ANALISI
METODI DI ANALISI E
METODI DI
INTERVENTO
DM 2008
103. Prospetto su via dell’Annunziata
103francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
104. Prospetto su via Burri (1/2)
104francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
105. Prospetto su via Burri (2/2)
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
105francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
106. Intersezione tra i due corpi (1/2)
106francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
107. Vista della connessione
tra gli edifici dall’interno
Piano secondo
Intersezione tra i due corpi – vista dall’interno
Vista della connessione
tra gli edifici dall’interno
Piano primo
Sopralluogo 28 luglio 2011107francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
108. Piano terra (stanze lato Via Camponeschi)
108francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
109. Piano terra (corridoio lato Via Camponeschi)
109francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
110. Piano terra (stanza intersezione Via Camponeschi – Via Burri)
110francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
111. Piano primo (lato del muro con spanciamento)
111francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
113. Piano terra – corridoio – particolari della muratura
113francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
117. 117francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
• 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
IL PROCESSO LOGICO DEL PROGETTO DI ADEGUAMENTO
122. 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:
122francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
123. 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.
123francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
126. 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.
126francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
129. 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).
129francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
133. 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.
133francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
138. Palazzo Camponeschi - FB
138francesco.petrini@uniroma1.it ,
Coronamento principale
con profilati in acciaio
Completamento con
coronamento secondario
con travature in legno
o tiranti capriate
142. 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).
142francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
152. Iniezioni con miscele leganti
www.francobontempi.org
152francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
153. Reti e connessioni trasversali
www.francobontempi.org
153francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
154. 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.
154francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
167. BASI DEL PROGETTO (2)
Parametri per le verifiche
strutturali
167francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
168. 168francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
• 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
IL PROCESSO LOGICO DEL PROGETTO DI ADEGUAMENTO
169. Domanda: Azione Sismica
NTC 2008 §2.4.1. Vita nominale VN = 50 anni
NTC 2008 §2.4.2. Classe d’uso
Classe III: Costruzioni il cui uso
preveda affollamenti
significativi
NTC 2008 §2.4.3.
Periodo di riferimento per l’azione
sismica
VR = VN ⋅CU =
= 50 ⋅1.5 = 75 anni
Longitudine 13.422 EST
Latitudine 42.535 NORD
Categoria di suolo B
Coefficiente di amplificazione
topografico
ST = 1
C8.7.1.2 Fattore di struttura
q = 1.5 ⋅ 1.5 = 2.25
(edificio non regolare in altezza
e αU / αE = 1.5)
aSLV / g 0.35
169francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
171. Capacita’: valori di progetto
caratteristiche meccaniche
muratura
Caratteristica
meccanica
(MPa)
Valore
medio
Valore
caratteristico
Valore
di
progetto
Riduzione
per nucleo
ampio e
scadente
Incremento
per
connessione
trasversale
Incremento
per iniezione
di miscele
leganti
Resistenza a
compressione
della muratura
1.40 1.22 0.61 0.55 0.82 1.64
Resistenza a
taglio della
muratura
0.26 0.23 0.11 0.10 0.15 0.31
171francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
172. Fattore di confidenza: FC=1.15
172francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
175. Altri materiali
• Acciaio per laminati S235
– fyk = 235 MPa
– fyd = 205 MPa
– Es = 200000 MPa
• Acciaio per barre B450C
– fyk = 450 MPa
– fyd = 390 MPa
– Es = 200000 MPa
• Rete in basalto
175francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
176. CARICHI VERTICALI
Analisi in campo lineare
176francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
177. Esistente: carichi verticali (1)
Nelle zone in grigio,
si supera la resistenza
a compressione
della muratura
VISTA DAVANTI
Le zone in cui
si supera la
resistenza a
compression
e sono
estese e
collegate
177francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
179. Proposta: carichi verticali (1bis)
Nelle zone in blu
necessitano iniezione
di miscele leganti
Nelle zone in azzurro
necessitano
connessioni trasversali
179francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
180. Esistente: carichi verticali (2)
Nelle zone in grigio,
si supera la resistenza
a compressione
della muratura
VISTA DIETRO
180francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
182. Proposta: carichi verticali (2bis)
Non e’
evidenziata la
necessità di
iniezioni nelle
Pareti esterne
182francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
183. Proposta: carichi verticali (2tris)
Nelle zone in blu
necessitano iniezione
di miscele legantiVISTA DIETRO
SENZA PARETI ESTERNE
Si nota la
necessità di
iniezioni nei
maschi interni
183francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
184. Proposta: carichi verticali (2tris)
Nelle zone in blu
necessitano iniezione
di miscele legantiVISTA DIETRO
SENZA PARETI ESTERNE
Si nota la
necessità di
iniezioni nei
maschi interni
184francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
185. Esistente: carichi verticali (3)
Nelle zone in grigio,
si supera la resistenza
a compressione
della muratura
VISTA DA SOTTO
Le zone in cui
si supera la
resistenza a
compression
e sono
estese e
collegate
185francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
187. Proposta: carichi verticali (3bis)
Nelle zone in blu
necessitano iniezione
di miscele leganti
Nelle zone in azzurro
necessitano
connessioni trasversali
187francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
188. AZIONE SISMICA
Analisi in campo lineare
188francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
189. Esistente: sisma direzione Y (1)
Nelle zone in grigio,
si supera la resistenza
a compressione
della muratura
VISTA DAVANTI
Le zone in cui
si supera la
resistenza a
compression
e sono
estese e
collegate
189francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
190. Proposta: sisma direzione Y (1)
190francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
191. Proposta: sisma direzione Y (1f)
L’efficacia della rete di rinforzo,
specie nella parte in alto dell’edificio,
e’ mostrata da uno stato tensionale di trazione
significativo con valori intorno a 10 -30 MPa.
analisi
non lineare
191francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
192. Proposta: sisma direzione Y (1ff)
La rete di rinforzo,
specie nella parte in alto dell’edificio,
si fa carico delle trazioni di trazioni (in bianco)
che superano la capacità della muratura.
analisi
non lineare
192francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
193. Proposta: sisma direzione Y (1f)
Con l’azione nell’altro verso,
lo stato tensionale delle fibre orizzontali
si allevia.
analisi
non lineare
193francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
194. Proposta: sisma direzione -Y (1ff)
Con azione sismica nell’altro verso,
le fibre verticali acquistano un ruolo maggiore.analisi
non lineare
194francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
195. Proposta: sisma direzione Y (1bis)
Nelle zone in blu
necessitano iniezione
di miscele leganti
Nelle zone in azzurro
necessitano
connessioni trasversali
195francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
196. Esistente: sisma direzione Y (2)
Nelle zone in grigio,
si supera la resistenza
a compressione
della muratura
VISTA DIETRO
196francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
197. Proposta: sisma direzione Y (2)
197francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
198. Proposta: sisma direzione Y (2)
198francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
199. Proposta: sisma direzione Y (2bis)
Non e’
evidenziata la
necessità di
iniezioni nelle
Pareti esterne
199francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
200. Proposta: sisma direzione Y (2tris)
Nelle zone in blu
necessitano iniezione
di miscele legantiVISTA DIETRO
SENZA PARETI ESTERNE
Si nota la
necessità di
iniezioni nei
maschi interni
200francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
201. Esistente: sisma direzione Y (3)
Nelle zone in grigio,
si supera la resistenza
a compressione
della muratura
VISTA DA SOTTO
Le zone in cui
si supera la
resistenza a
compression
e sono
estese e
collegate
201francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
202. Proposta: sisma direzione Y (3)
202francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
203. Proposta: sisma direzione Y (3bis)
Nelle zone in blu
necessitano iniezione
di miscele leganti
Nelle zone in azzurro
necessitano
connessioni trasversali
203francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
204. Esistente: sisma direzione Y (4)
Spostamento massimo:
3.0 cm
(amplificazione nel disegno = 50)
204francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
205. Proposta: sisma direzione Y (4)
Spostamento massimo:
2.6 cm
(amplificazione nel disegno = 50)
205francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
206. Esistente: sisma direzione X
Spostamento massimo:
2.5 cm
(amplificazione nel disegno = 50)
206francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
207. Proposta: sisma direzione X
Spostamento massimo:
2.5 cm
(amplificazione nel disegno = 50)
207francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
211. 211
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
212.
213. StroNGER S.r.l.
Research Spin-off for Structures of the Next Generation:
Energy Harvesting and Resilience
Roma – Milano – Terni – Atene - Nice Cote Azur
Sede operativa: Via Giacomo Peroni 442-444, Tecnopolo Tiburtino,
00131 Roma (ITALY) - info@stronger2012.com
213