Ing. Roberto Giacchetti Direttore del Laboratorio SidLab s.r.l.

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Salvatore Masini
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2 Ing. Roberto Giacchetti Direttore del Laboratorio SidLab s.r.l. Struttura a base fissa Struttura a base mobile Alcuni esempi di applicazione dell isolamento alla base in edifici esistenti

3 Scossa registrata ad Accumoli ore 3:36 del 24/08/2016 M L =6.0 PGA = 0,425 g PGV = 21,5 cm/sec PGD = 4,3 cm

4 Scossa registrata ad Accumoli ore 3:36 del 24/08/2016 M L =6.0

5 Scossa registrata ad Accumoli ore 3:36 del 24/08/2016 M L =6.0 T 1 = C1 H 3 4 C 1 : (strutture intelaiate in acciaio) (strutture intelaiate in c.a) (altri tipi di strutture comprese murature)

6 Scossa registrata a Norcia ore 7:40 del 30/10/2016 M L =6.5 Norcia M 6,5 - NRC Norcia M 6,5 - NRC Accelerogramma registrato in zona epicentrale

7 Scossa registrata a Norcia ore 7:40 del 30/10/2016 M L =6.5 Norcia M = 6,5 epicentrale 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 3,9 3,75 3,6 3,45 3,3 3,15 3 2,85 2,7 2,55 2,4 2,25 2,1 1,95 1,8 1,65 1,5 1,35 1,2 1,05 0,9 0,75 0,6 0,45 0,3 0,15 0 Spettro di risposta elastica

8 Scossa registrata a Norcia ore 7:40 del 30/10/2016 M L = ,8 SLV 1,6 1,4 SLC 1,2 SLV - q = 3,00 1 Norcia M = 6,5 epicentrale 0,8 0,6 0,4 0,2 0 3,9 3,75 3,6 3,45 3,3 3,15 3 2,85 2,7 2,55 2,4 2,25 2,1 1,95 1,8 1,65 1,5 1,35 1,2 1,05 0,9 0,75 0,6 0,45 0,3 0,15 0 Confronto tra spettro reale e spettri di norma

9 ANCONA M = 4,7 Norcia M = 6,5 epicentrale 0 3,9 3,75 3,6 3,45 3,3 3,15 3 2,7 2,55 2,4 2,25 2,1 1,95 1,8 1,65 1,5 1,35 1,2 1,05 0,9 0,75 0,6 0,45 0,3 0, ,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 2,85 0,2 Confronto tra spettri reali

10 Scossa registrata a L Aquila ore 3:32 del 06/04/2009 M L =5.8

11 Scossa registrata a L Aquila ore 3:32 del 06/04/2009 M L =5.8 0,1-0,4 sec

12 Effetti del terremoto dell Aquila Scossa delle ore 3:32 del 6 aprile 2009 Per costruzioni civili o industriali che non superino i 40 metri di altezza e la cui massa sia approssimativamente uniformemente distribuita lungo l altezza, il periodo del modo di vibrare principale T 1 può essere stimato, in assenza di calcoli più dettagliati, utilizzando la formula seguente: T 1 = C H dove: 1 H è l altezza della costruzione, in metri, dal piano di fondazione; C 1 vale: 0,085 per costruzioni con struttura a telaio in acciaio; 0,075 per costruzioni con struttura a telaio in calcestruzzo armato; 0,050 per costruzioni con qualsiasi altro tipo di struttura Strutture in c.a.: per T 1 =0,4 sec risulta H=9,0 m (3 piani) Strutture murarie: per T 1 =0,1 sec risulta H=2,5 m (1 piano) 3 4

13 Verifica di vulnerabilità sismica - Terremoto di progetto allo SLV SpettrI di Risposta Edificio residenziale Cat. T2 - V R =50 anni - SLV 1200 Accelerazione (cm/sec 2 ) ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Periodo (sec) Suolo A Suolo B Suolo C Gli edifici con struttura intelaiata fino a 4/5 piani a base fissa rientrano nell intervallo di periodi da 0 a 0,5 sec. In questo intervallo ricadono pressoché tutti gli edifici in muratura. Possiamo limitarci al MIGLIORAMENTO SISMICO?

14 Risposta di sistemi MDOF M 5 y 5 t),0( M 4 y 4 t),0( ω,ξ 1 1 ω 2,ξ2 M 3 ω,ξ 3 3 ω 4,ξ4 y 3 t) M 2,0( y 2 t),0( ω 5,ξ 5 M 1 y 1 t),0( & x& g

15 Analisi modale con spettro di progetto V n max M n S A ( ξ, T n n ) F V n in max = N j= 1 m φ i m in j φ jn M 4 M 5 E N = i= 1 N j= 1 ρ E ij i E j 1 2 M 1 M 2 M 3

16 Risposta di sistemi MDOF

17 Risposta di sistemi MDOF

18 Spettri per l isolamento alla base modi base fissa modo base mobile

19 Strategia per l adeguamento sismico Effetto dell'isolamento alla base Accelerazione (cm/sec 2 ) Base fissa Base mobile 0 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Periodo (sec) Smozamento 5% Smorzamento 10% Come si fa a trasformare un edificio esistente rigido in uno flessibile ed a dotarlo di uno smorzamento maggiore senza intervenire sulla struttura? INTRODUCENDO UN SISTEMA DI ISOLAMENTO ALLA BASE

20 Scossa registrata ad Accumoli ore 3.36 del 24/08/2016 M L =6.0

21 ANCONA M = 4,7 Norcia M = 6,5 epicentrale 0 3,9 3,75 3,6 3,45 3,3 3,15 3 2,7 2,55 2,4 2,25 2,1 1,95 1,8 1,65 1,5 1,35 1,2 1,05 0,9 0,75 0,6 0,45 0,3 0, ,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 2,85 0,2 Confronto tra spettri reali

22 Risposta di sistemi MDOF M 5 y 5 t),0( M 4 y 4 t),0( ω,ξ 1 1 ω 2,ξ2 M 3 ω,ξ 3 3 ω 4,ξ4 y 3 t) M 2,0( y 2 t),0( ω 5,ξ 5 M 1 y 1 t),0( & x& g

23 Soft Story - Eccessiva domanda di duttilità

24 Soft Story - Eccessiva domanda di duttilità

26 Strategia per l adeguamento sismico ISOLATORI ELASTOMERICI AD ALTO SMORZAMENTO

27 Casa di riposo per anziani Fondazione Opera Pia Ceci Camerano (AN)

29 Xmax = 49,90 m XG = 23,64 m Ymax = 42,26 m YG = 25,54 m

34 XG = 23,64 m XR = 23,97 m YG = 25,54 m YR = 25,93 m 47 isolatori elastomerici 22 slitte

Spettro di risposta elastica - Spostamento SLC 250,000 200,000 209 Spostamento

35 Spettro di risposta elastica - Spostamento SLC 250, , Spostamento (mm) 150, ,000 50,000 0,000 0,000 1,000 2,000 2,72 3,000 4,000 Periodo (sec)

36 Edificio residenziale in Via F.lli Latini 76 a Fabriano PIANTA PROSPETTO TAMPONATURA ESTERNA FONDAZIONE

37 Edificio residenziale in Via F.lli Latini 76 a Fabriano PIANTA PROSPETTO TAMPONATURA ESTERNA FONDAZIONE

38 Edificio residenziale in Via F.lli Latini 76 a Fabriano PIANTA PROSPETTO TAMPONATURA ESTERNA Quota 8,90 m (copertura) FONDAZIONE SOLETTA SBALZO TRAVE A SPESSORE 100 X 24 Quota 5,86m (elevazione 2) TRAVE A SPESSORE 100 X cm Quota 2,82m (elevazione 1) TRAVE A SPESSORE 110 X 24

39 DESCRIZIONE DEI DANNI Lievi danni alle strutture Gravi danni alle tramezzature Ribaltamento tamponature

40 CARENZE RISCONTRATE SEZIONE ARCHITETTONICHE: sfalsamenti in pianta e tamponatura a cappotto STRUTTURALI: travi in spessore, sbilanciamento rigidezze, pilastri tozzi per la presenza di un muro contro-terra ESECUTIVE: calcestruzzo con resistenza inferiore a quella di progetto e dubbi sulla lunghezza effettiva dei pali

41 TARGET PRESTAZIONALI: 1) Periodo proprio = 2,20 sec (5 volte il periodo a base fissa) 2) Smorzamento viscoso equivalente = 10% (al 100% dello scorrimento a taglio)

42 L ISOLATORE 23 strati di gomma da 5mm (h = 115 mm) 22 lamiere interne da 2 mm (sp = 44 mm) Sp. piastra inf. e piastra sup. = 25 mm Spessore totale = 209 mm 48 isolatori HDS ø 450 mm (k = 0,609 KN/mm al 100% di def.ne a taglio) 8 isolatori HDS ø 400 mm (k = 0,480 KN/mm al 100% di def.ne a taglio)

43 DISPOSIZIONE ISOLATORI

44 MODELLO STRUTTURALE Master-joint Molle Carrelli

45 Requisiti generali di modellazione Tener presente elementi strutturali e non le cui masse e/o rigidezze possano influenzare la risposta dell edificio isolato Sostanziale coincidenza tra C.R. degli isolatori e C.M. della sovrastruttura Solai indeformabili 1 e 2 modo di vibrazione (traslazionali) disaccoppiati torsionalmente Struttura Sottostruttura e sovrastruttura a comportamento elastico lineare Sistema isolante Isolatori elastomerici: comportamento visco-elastico lineare Isolatori elasto-plastici: legame bilineare isteretico

99,7177 3 1,22 0,0014 0,0391 4 0,44 0,1727 0,0020 5 0,017

46 ANALISI DINAMICA DELLA STRUTTURA ALLO SLU PARAMETRI MODALI Modo Periodo Ux Uy 1 2,21 99,6840 0, ,21 0, , ,22 0,0014 0, ,44 0,1727 0, ,017 0,0001 0,0055 TAGLIO ALLA BASE MASSIMO kn kn a base fissa

47 Piano Acc. X (base fx) 0,138g (0,25g) 0,142g (0,353g) 0,157g (0,535g) 0,171g (0,70g) ACCELERAZIONI ASSOLUTE Acc. Y (base fx) 0,141g (0,25g) 0,143g (0,388g) 0,153g (0,579g) 0,161g (0,695g) SPOSTAMENTI DI INTERPIANO Piano X (base fx) (cm) 16,64 (0,00) 0,35 (2,65) 0,96 (3,87) 0,62 (2,41) Y (base fx) (cm) 16,66 (0,00) 0,30 (2,00) 0,70 (3,54) 0,46 (2,17)

48 PROGETTO E FASI COSTRUTTIVE

69 Strategia per l adeguamento sismico ISOLATORI A FRIZIONE (FRICTION PENDULA) A CURVATURA SINGOLA A DOPPIA CURVATURA

70 Strategia per l adeguamento sismico ISOLATORI A FRIZIONE (FRICTION PENDULA)

71 Strategia per l adeguamento sismico ISOLATORI A FRIZIONE (FRICTION PENDULA)

80 PGA = 0,795g Zona di coincidenza spettrale T1 edificio a base fissa = 0,66 sec T1 edificio a base mobile = 3,00 sec

81 PGA = 0,795g T1 edificio a base fissa = 0,66 sec: PSA = 1,00g µ max = 6,9% SOGLIA DI ATTIVAZIONE = 0,055g!!!! (0,795 : 1,00 = X : 0,069)

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