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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
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
3/61
3/61
3/45StroNGERforHorizon2020
1) Richiami di progettazione sismica
e Performance-Based Earthquake
Engineering (PBEE)
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
5/61
5/61
5/45StroNGERforHorizon2020
IMPORTANZA DEL
COMPORTAMENTO DISSIPATIVO
NEL METODO TRADIZIONALE
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
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
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
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
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
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
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
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
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
15/61
15/61
15/45StroNGERforHorizon2020
IL CASO DELLE STRUTTURE
CONTROVENTATE IN ACCIAIO
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
17francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Le tipologie strutturali con controventi concentrici (D.M. 2008)
PROGETTAZIONE SISMICA – CASO STRUTTURE CONTROV. IN ACCIAIO
18francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Le tipologie strutturali con controventi eccentrici (D.M. 2008)
PROGETTAZIONE SISMICA – CASO STRUTTURE CONTROV. IN ACCIAIO
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
20francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
PROGETTAZIONE SISMICA –CONTROVENTI IN ACCIAIO ECCENTRICI
Meccanismo dissipativo Sollecitazioni
21francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
PROGETTAZIONE SISMICA –CONTROVENTI IN ACCIAIO ECCENTRICI
Meccanismo dissipativo Sollecitazioni
22/61
22/61
22/45StroNGERforHorizon2020
UNA VISIONE PIU’ AMPIA
TRAMITE IL PERFORMANCE-
BASED EARTHQIAKE
ENGINEERING (PBEE)
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
24
PERFORMANCE-BASED DESIGN – PANORAMICA AMPLIATA
francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
a
Metodi Tradizionali
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
26/61
26/61
26/45StroNGERforHorizon2020
2) Adeguamento
sismico
27/61
27/61
27/45StroNGERforHorizon2020
ELEMENTI NORMATIVI
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
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
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
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
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
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
[..] 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
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
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
37/61
37/61
37/45StroNGERforHorizon2020
CONCETTI GENERALI
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
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
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
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
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
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
44/61
44/61
44/45StroNGERforHorizon2020
INTERVENTI SULLE
STRUTTURE IN C.A.
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
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
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
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.
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
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
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- 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.
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
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- 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
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
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- 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
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
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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
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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
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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
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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
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Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni.
http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
DISSIPAZIONE CON CONTROVENTO IN CAMPO ELASTICO
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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
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
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
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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
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
65francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
OBIETTIVI ADEGUAMENTO CON FRP
Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf
La linea guida di riferimento pper l’applicazione di FRP è la CNR-DT 200 R1/2013
66francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
FRP- COMPOSIZIONE
Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf
67francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
FRP- MAGGIORI TIPOLOGIE DI FIBRE
Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf
68francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Acciaio da C.A.
FRP- CONFIGURAZIONE E CARATTERISTICHE DELLE
FIBRE
NO RESISTENZA A
COMPRESSIONE
69francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf
FRP- APPLICAZIONE
70francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
FRP- MODI DI ROTTURA
71francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmare-
manfredi2.pdf
FRP- AUMENTO DI DUTTILITA’
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
73francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
RINFORZO IN FRP– ANCORAGGIO
Eventuali fili vanno fissati alle estremità tramite
lunghezze di ancoraggio opportune, oppure tramite
piastre o tramite sfiocchettamento sul piano
ortogonale
74francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
FRP- APPLICAZIONI SUL C.A.- CONFINAMENTO NODI E
RINFORZO A TAGLIO
75francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
FRP- APPLICAZIONI SUL C.A.- CONFINAMENTO NODI E
RINFORZO A TAGLIO
Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmare-
manfredi2.pdf
76/61
76/61
76/45StroNGERforHorizon2020
METODO DI ANALISI E VERIFICA
DELL’ADEGUAMENTO
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
87francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmare-
manfredi2.pdf
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN C.A. - ALTERNATIVE
88/61
88/61
88/45StroNGERforHorizon2020
INTERVENTI SULLE
STRUTTURE IN
MURATURA
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN MURATURA
89francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
- Cordoli
- Tirantature metalliche
- Iniezioni (anche armate)
- Cuci-Scuci
- Intonaco armato
- Cerchiatura aperture
- Elementi in breccia
- Iniezioni di miscele leganti
- FRP
- Sistema CAM
Globali
Locali
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN MURATURA
90francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
- Cordoli
- Tirantature metalliche
- Iniezioni (anche armate)
- Cuci-Scuci
- Intonaco armato
- Cerchiatura aperture
- Elementi in breccia
- Iniezioni di miscele leganti
- FRP
- Sistema CAM
Globali
Locali
Tipologie di
intervento mostrate
nella successiva
applicazione
91/61
91/61
91/45StroNGERforHorizon2020
3) Caso applicativo:
adeguamento sismico di un
palazzo storico in mutatura
CASO STUDIO – Palazzo Camponeschi, L’Aquila
92francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Oggetto dell’intervento
chiesa dei Gesuiti
S. Margherita
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
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
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
ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
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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
97francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Camillo Nuti. Recupero delle strutture esistenti. http://www.associazioneaicap.it/pdf/NUTI-%20relazione%20generale.pdf
Sopralluogo Palazzo Camponeschi
L’Aquila
28 Luglio 2011
99francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Via Camponeschi
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Via Camponeschi
100francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
101francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
via dell’Annunziata
102francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Prospetto su via dell’Annunziata
103francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Prospetto su via Burri (1/2)
104francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Prospetto su via Burri (2/2)
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
105francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Intersezione tra i due corpi (1/2)
106francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
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
Piano terra (stanze lato Via Camponeschi)
108francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Piano terra (corridoio lato Via Camponeschi)
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CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Piano terra (stanza intersezione Via Camponeschi – Via Burri)
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CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Piano primo (lato del muro con spanciamento)
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CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Piano primo
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CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Piano terra – corridoio – particolari della muratura
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CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
114francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
115francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
CASO STUDIO – Indagini
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CASO STUDIO – Indagini
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
118/61
118/61
118/45StroNGERforHorizon2020
PROGETTO DI
ADEGUAMENTO
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1
2
3
4
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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:
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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
1
BraccioSE
BraccioNO
BloccoVA
y
x
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BraccioSE
Braccio NO
BloccoVA
2 y
x
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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
SE
NO
VA
3
y
x
4
y
x
Blocco NO
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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
b a
5
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a b
Piano terra
1o Piano
2o Piano
6
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7
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Piano strada
Via Forcella
Piano strada
Cortile
setto continuo dal
piano terra fino alla
sommità
dell’edificio
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
BloccoNO
BloccoVA
BloccoSE
Suddivisione
in blocchi
8
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IPE 300 IPE 600
Coronamento principale
con profilati in acciaio
9
135francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
IPE 300 IPE 600
CORRENTI
INFERIORI
CAPRIATE
Completamento con
coronamento secondario
con travature in legno
10
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137francesco.petrini@uniroma1.it
Coronamento principale
con profilati in acciaio
Completamento con
coronamento secondario
con travature in legno
o tiranti capriate
Palazzo Camponeschi - FB
138francesco.petrini@uniroma1.it ,
Coronamento principale
con profilati in acciaio
Completamento con
coronamento secondario
con travature in legno
o tiranti capriate
139
140francesco.petrini@uniroma1.it
Incatenamenti
Collegamenti solai / pareti
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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
Incatenamenti lato nord
143francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
nel sottofondo del primo piano (sopra i riempimenti delle volte del piano terra) e nel
sottofondo del secondo piano
Incatenamenti: piano secondo
CATENA
LONGITUDINALE
TRAVE ACCIAIO
SOMMITA’
CORRENTE
INFERIORE
CAPRIATA IN
LEGNO
CATENA
TRASVERSALE
PIASTRE DI
DIFFUSIONE
144
Incatenamenti lato sud
145francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
nel sottofondo del primo piano (sopra i riempimenti delle volte del piano terra) e nel
sottofondo del secondo piano
146francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Connessioni solai / pareti
147francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
148
149
150
151
Iniezioni con miscele leganti
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Reti e connessioni trasversali
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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
Piano terra
1
155francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
rinforzo continuo in forma rete di basalto
iniezione
Primo e secondo piano
2
156francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
rinforzo continuo in forma rete di basalto
157francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
iniezione
158
Disposizione indicativa
rete in facciata (1):
3
159francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Disposizione indicativa
rete in facciata (2):
4
160francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Disposizione indicativa
rete in facciata (3):
5
161francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
162
163
164
165
22/08/11 Palazzo Camponeschi - FB 166
BASI DEL PROGETTO (2)
Parametri per le verifiche
strutturali
167francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
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
22/08/11 Palazzo Camponeschi - FB 170
Spettro di progetto
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
Fattore di confidenza: FC=1.15
172francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Caratteristiche meccaniche medie
173
Coefficienti correttivi
174francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
CARICHI VERTICALI
Analisi in campo lineare
176francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
Proposta: carichi verticali (1)
178francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
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
Proposta: carichi verticali (2)
181francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Proposta: carichi verticali (2bis)
Non e’
evidenziata la
necessità di
iniezioni nelle
Pareti esterne
182francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
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
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
Proposta: carichi verticali (3)
186francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
AZIONE SISMICA
Analisi in campo lineare
188francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
Proposta: sisma direzione Y (1)
190francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
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
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
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
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
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
Proposta: sisma direzione Y (2)
197francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Proposta: sisma direzione Y (2)
198francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Proposta: sisma direzione Y (2bis)
Non e’
evidenziata la
necessità di
iniezioni nelle
Pareti esterne
199francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
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
Proposta: sisma direzione Y (3)
202francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
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
Esistente: sisma direzione Y (4)
Spostamento massimo:
3.0 cm
(amplificazione nel disegno = 50)
204francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Proposta: sisma direzione Y (4)
Spostamento massimo:
2.6 cm
(amplificazione nel disegno = 50)
205francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Esistente: sisma direzione X
Spostamento massimo:
2.5 cm
(amplificazione nel disegno = 50)
206francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
Proposta: sisma direzione X
Spostamento massimo:
2.5 cm
(amplificazione nel disegno = 50)
207francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
VERIFICHE
COMPLESSIVE
Aspetti quantitivi
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www.francobontempi.org
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Spinta Y-
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1
d(m)
V(kN)
nodo 614
nodo 614 no fibre basalto
nodo 614 no incatenamenti
nodo 614 aperture muri
nodo 614 aperture muri no
connessioni solai
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210francesco.petrini@uniroma1.it
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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
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
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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
  • 3. 3/61 3/61 3/45StroNGERforHorizon2020 1) Richiami di progettazione sismica e Performance-Based Earthquake Engineering (PBEE)
  • 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
  • 15. 15/61 15/61 15/45StroNGERforHorizon2020 IL CASO DELLE STRUTTURE CONTROVENTATE IN ACCIAIO
  • 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
  • 17. 17francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com Le tipologie strutturali con controventi concentrici (D.M. 2008) PROGETTAZIONE SISMICA – CASO STRUTTURE CONTROV. IN ACCIAIO
  • 18. 18francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com Le tipologie strutturali con controventi eccentrici (D.M. 2008) PROGETTAZIONE SISMICA – CASO STRUTTURE CONTROV. IN ACCIAIO
  • 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
  • 20. 20francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com PROGETTAZIONE SISMICA –CONTROVENTI IN ACCIAIO ECCENTRICI Meccanismo dissipativo Sollecitazioni
  • 21. 21francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com PROGETTAZIONE SISMICA –CONTROVENTI IN ACCIAIO ECCENTRICI Meccanismo dissipativo Sollecitazioni
  • 22. 22/61 22/61 22/45StroNGERforHorizon2020 UNA VISIONE PIU’ AMPIA TRAMITE IL PERFORMANCE- BASED EARTHQIAKE ENGINEERING (PBEE)
  • 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
  • 24. 24 PERFORMANCE-BASED DESIGN – PANORAMICA AMPLIATA francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com a Metodi Tradizionali
  • 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
  • 58. 58francesco.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 IN CAMPO ELASTICO
  • 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
  • 62. francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com TIPI DI CONTROVENTO: GIUNTO DISSIPATIVO http://www.angelobiondi.com/Download/Slideshow/Slideshow-InterventiC.A..pdf
  • 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
  • 65. 65francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com OBIETTIVI ADEGUAMENTO CON FRP Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf La linea guida di riferimento pper l’applicazione di FRP è la CNR-DT 200 R1/2013
  • 66. 66francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com FRP- COMPOSIZIONE Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf
  • 67. 67francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com FRP- MAGGIORI TIPOLOGIE DI FIBRE Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf
  • 68. 68francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com Acciaio da C.A. FRP- CONFIGURAZIONE E CARATTERISTICHE DELLE FIBRE NO RESISTENZA A COMPRESSIONE
  • 69. 69francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf FRP- APPLICAZIONE
  • 71. 71francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmare- manfredi2.pdf FRP- AUMENTO DI DUTTILITA’
  • 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
  • 73. 73francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com RINFORZO IN FRP– ANCORAGGIO Eventuali fili vanno fissati alle estremità tramite lunghezze di ancoraggio opportune, oppure tramite piastre o tramite sfiocchettamento sul piano ortogonale
  • 74. 74francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com FRP- APPLICAZIONI SUL C.A.- CONFINAMENTO NODI E RINFORZO A TAGLIO
  • 75. 75francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com FRP- APPLICAZIONI SUL C.A.- CONFINAMENTO NODI E RINFORZO A TAGLIO Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmare- manfredi2.pdf
  • 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
  • 87. 87francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmare- manfredi2.pdf INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN C.A. - ALTERNATIVE
  • 89. INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN MURATURA 89francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com - Cordoli - Tirantature metalliche - Iniezioni (anche armate) - Cuci-Scuci - Intonaco armato - Cerchiatura aperture - Elementi in breccia - Iniezioni di miscele leganti - FRP - Sistema CAM Globali Locali
  • 90. INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN MURATURA 90francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com - Cordoli - Tirantature metalliche - Iniezioni (anche armate) - Cuci-Scuci - Intonaco armato - Cerchiatura aperture - Elementi in breccia - Iniezioni di miscele leganti - FRP - Sistema CAM Globali Locali Tipologie di intervento mostrate nella successiva applicazione
  • 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
  • 97. 97francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com Camillo Nuti. Recupero delle strutture esistenti. http://www.associazioneaicap.it/pdf/NUTI-%20relazione%20generale.pdf
  • 99. 99francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com Via Camponeschi CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
  • 100. Via Camponeschi 100francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
  • 101. 101francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
  • 102. via dell’Annunziata 102francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
  • 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
  • 112. Piano primo 112francesco.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
  • 114. 114francesco.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
  • 128. 4 y x Blocco NO 128francesco.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
  • 130. b a 5 130francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
  • 131. a b Piano terra 1o Piano 2o Piano 6 131francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
  • 132. 7 132francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com Piano strada Via Forcella Piano strada Cortile setto continuo dal piano terra fino alla sommità dell’edificio
  • 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
  • 135. IPE 300 IPE 600 Coronamento principale con profilati in acciaio 9 135francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
  • 136. IPE 300 IPE 600 CORRENTI INFERIORI CAPRIATE Completamento con coronamento secondario con travature in legno 10 136francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
  • 137. 137francesco.petrini@uniroma1.it Coronamento principale con profilati in acciaio Completamento con coronamento secondario con travature in legno o tiranti capriate
  • 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
  • 139. 139
  • 141. Incatenamenti Collegamenti solai / pareti www.francobontempi.org 141francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
  • 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
  • 143. Incatenamenti lato nord 143francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com nel sottofondo del primo piano (sopra i riempimenti delle volte del piano terra) e nel sottofondo del secondo piano
  • 144. Incatenamenti: piano secondo CATENA LONGITUDINALE TRAVE ACCIAIO SOMMITA’ CORRENTE INFERIORE CAPRIATA IN LEGNO CATENA TRASVERSALE PIASTRE DI DIFFUSIONE 144
  • 145. Incatenamenti lato sud 145francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com nel sottofondo del primo piano (sopra i riempimenti delle volte del piano terra) e nel sottofondo del secondo piano
  • 147. Connessioni solai / pareti 147francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
  • 148. 148
  • 149. 149
  • 150. 150
  • 151. 151
  • 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
  • 155. Piano terra 1 155francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com rinforzo continuo in forma rete di basalto iniezione
  • 156. Primo e secondo piano 2 156francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com rinforzo continuo in forma rete di basalto
  • 158. 158
  • 159. Disposizione indicativa rete in facciata (1): 3 159francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
  • 160. Disposizione indicativa rete in facciata (2): 4 160francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
  • 161. Disposizione indicativa rete in facciata (3): 5 161francesco.petrini@uniroma1.it , francesco.petrini@stronger2012.com
  • 162. 162
  • 163. 163
  • 164. 164
  • 165. 165
  • 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
  • 170. 22/08/11 Palazzo Camponeschi - FB 170 Spettro di progetto
  • 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
  • 174. Coefficienti correttivi 174francesco.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
  • 178. Proposta: carichi verticali (1) 178francesco.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
  • 181. Proposta: carichi verticali (2) 181francesco.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
  • 186. Proposta: carichi verticali (3) 186francesco.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
  • 210. Spinta Y- 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 d(m) V(kN) nodo 614 nodo 614 no fibre basalto nodo 614 no incatenamenti nodo 614 aperture muri nodo 614 aperture muri no connessioni solai www.francobontempi.org 210francesco.petrini@uniroma1.it
  • 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