DESCRIZIONE DELLO STATO DI FATTO

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2 PREMESSA DELLO STUDIO ESEGUITO L edificio oggetto d intervento (fig.1) è situato nel Comune di Vittoria in Provincia di Ragusa. Si tratta di un edificio esistente con struttura portante mista, telai in c.a. e muratura. Il piano terra è costituito da muratura di blocchi squadrati in tufo, tipici della zona, mentre i restanti piani in blocchi di L intervento oggetto di studio può riassumersi come di seguito: Adeguamento sismico per la realizzazione della sopraelevazione del 2 piano e sottotetto non abitabile; Ristrutturazione e completamento di tutto lo stabile; Cambio di destinazione d uso parziale del piano terra da Garage a locale Commerciale. mentre quelli centrali hanno sezione 30x60 cm e mantegono tali sezioni per tutti i livelli superiori. Longitudinalmente i telai trasversali sono connessi, oltre al solaio, dalle sole pareti perimetrali in muratura con la trave di coronamento. La fondazione è costituita da plinti isolati e connessi perimetralmente da un piccolo cordolo in c.a.. I solai sono in latero-cemento gettati in opera con sezione pari a 20 cm. DESCRIZIONE DELLO STATO DI FATTO L edificio oggetto d intervento (fig.1) è situato nel Comune di Vittoria in Provincia di Ragusa. Si tratta di un edificio esistente con struttura portante mista, telai in c.a. e muratura. Il piano terra è costituito da muratura di blocchi squadrati in tufo, tipici della zona, mentre i restanti piani in blocchi di laterizi di poroton. L edificio ha una dimensione in pianta di circa m per m. La struttura risulta in continuità architettonica con altri edifici, ma isolata strutturalmente su entrambi i prospetti laterali dell'edificio mediante giunti sismici. Figura 2 Pianta delle fondazioni e del primo impalcato dello stato di fatto Figura 1 Immagine globale dell edificio nel suo stato di fatto La struttura presenta cinque telai in c.a. trasversali costituiti da ampie travi a spessore (fig.2); i pilastri perimetrali hanno sezione 30x50 cm, 2

3 DEFINIZIONE DEL LIVELLO DI CONOSCENZA Non disponendo dei dati progettuali originali e dei certificati di prova dei materiali, è stata condotta un campagna di indagini strutturali e geognostiche per definire un livello di conoscenza medio - LC2 (Conoscenza Adeguata) con un fattore di confidenza per le verifiche FC=1.20, in tal modo è possibile utilizzare i metodi di analisi e verifica in campo non lineare molto più efficienti per gli edifici esistenti. La campagna d indagini e prove strutturali ha permesso di ricavare le proprietà meccaniche del calcestruzzo e dell acciaio, avendo prelevato un numero di campioni in conformità a quanto previsto dalle NTC 2008 e dalla circolare esplicativa. I campioni prelevati sono stati oggetti alle prove di laboratorio di compressione, per i provini ci cls, e di trazione, per le barre di armatura. Figura 5: Barra di armatura saldata alla barra esistente dopo del prelievo da un pilastro Figura 3: Esecuzione del carotaggio per il prelievo di un campione Figura 6: Prova pacometrica in un pilastro per l individuazione delle armature Figura 4: Campioni di calcestruzzo prelevati dall edificio Nella muratura presente è stata effettuata una prova con martinetto piatto singolo per ricavare lo stato tensionale presente e una con martinetti piatti doppi per ricavare il modulo elastico della muratura. La campagna di indagini geognostiche ha permesso di ricavare la stratigrafia e la tipologia di terreno presente. 3

4 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA SISMICA DELLO STATO DI FATTO Ai fini della valutazione della vulnerabilità sismica è stato messo a punto un modello di calcolo non lineare, considerando l interazione tra muratura e telai in c.a. (figg. 7 e 8). Le fondazioni non sono state considerate nel modello di calcolo per far si che il processo di verifica non dipenda fortemente dalla costante di sottofondo di Winkler soprattutto per terreni più deformabili, che essendo una costante di tipo lineare potrebbe falsare gli scarichi nelle analisi non lieare. Figura 8: Modello strutturale computazionale dello stato di fatto Per brevità di esposizione si riportano i risultati dell analisi con i coefficienti di sicurezza sismica più bassi Figura 7: Modello strutturale geometrico dello stato di fatto 4

5 VERIFICA SISMICA DELLO STATO DI FATTO ANALISI PUSHOVER - Forze proporzionali alla massa direzione + X + ecc5% Curve di capacità dell analisi pushover Domanda PGA DLV =0.164g Passaggio al sistema ridotto e stima in termini di spostamento e di forza Stima della Vulnerabilità in termini di Capacità di Spostamento Capacità / Domanda = 0.85 < 1.00 Stima della Vulnerabilità in termini di Resistenza Capacità / Domanda = 2.00 < 3.00 Analisi globale della vulnerabilità sismica (SLV) PGA CLV = 0.144g Rottura a taglio nella muratura PGA CLV =0.122g Analisi globale della vulnerabilità sismica in termini di forza PGA CLV = 0.246g α UV = α UV = Rotazione limite nella muratura PGA CLV =0.198g 3/4 della rotazione ultima in un'asta PGA CLV =0.140g Rottura a flessione in un'asta PGA CLV =0.166g α UV = α UV = α UV = α UV =

6 Come si può osservare dalla sintesi: la struttura è molto vulnerabile per meccanismi di tipo fragile quali rotture a taglio nei nodi non confinati delle travi non interagenti con la muratura e dei pilastri; la stessa risulta vulnerabile per meccanismi duttili quali il raggiungimento della rotazione limite per lo stato SLV. Nonostante si abbia un coefficiente di vulnerabilità superiore al 60%, non è sufficiente per sopraelevare la struttura di due livelli (compreso il sottotetto). Figura 9 Pianta delle fondazioni e del primo impalcato dello stato di progetto INTERVENTI PREVISTI Alla luce di risultati sperimentali dedotti dalla campagna di indagini strutturali e geognostiche e dai risultati numerici delle verifiche condotte della vulnerabilità sismica alle azioni sismiche orizzontali dello stato di fatto è emerso un elevato grado di vulnerabilità nei confronti dei meccanismi fragili a taglio nei nodi non confinati e un insufficiente capacità per i meccanismi duttili. Rimane da notare che nonostante il grado di vulnerabilità nei confronti dei meccanismi duttili non sia elevato, non è sufficiente ai fini dello stato di progetto della struttura, dovendola sopraelevare di due elevazioni (compreso il sottotetto). Confinamento delle travi non interagenti con la muratura e dei pilastri perimetrali con incamiciatura realizzata da angolari longitudinali metallici e calastrelli trasversali in modo da aumentare le capacità rotazionali delle cerniere plastiche nonché la resistenza a taglio e la duttilità globale; Ringrosso della sezione dei pilastri centrali e delle travi trasversali. Una volta adeguato lo stato di fatto si è passato allo studio della sopraelevazione in c.a. e muratura in blocchi di laterizi di poroton per il piano secondo e per il piano sottotetto. La strategia d intervento scelta che mira a riparare i danni, eliminare le carenze strutturali, ed incrementare la resistenza e duttilità della struttura ai livelli richiesti dalle norme nel miglior rapporto costi benefici, è la seguente: Collegamento dei plinti esistenti in entrambe le direzioni con travi in c.a 70x80 cm, per ridurre l asincronismo della risposta sismica in fondazione limitandone i cedimenti differenziali in esercizio e permanenti sismici (SLD), inoltre viene ridotto lo stato di sollecitazione nel terreno e si aumenta la portanza; Figura 10: Modello strutturale geometrico dello stato di progetto 6

7 Si riportano nel seguito gli schemi di alcuni interventi significativi. Per brevità di esposizione si riportano i risultati dell analisi con i coefficienti di sicurezza sismica più bassi. Figura 11: Modello strutturale computazionale dello stato di progetto Figura 12 Finestra di input degli interventi di rinforzo delle sezioni nel programma di calcolo 3DMacro 7

8 Figura 13 Rinforzo delle sezioni dei pilastri e delle travi mediante incamiciatura con angolari longitudinali metallici e calastrelli trasversali Figura 14 Rinforzo delle sezioni dei pilastri centrali mediante ringrosso della sezione trasversale 8

9 Figura 15 Rinforzo delle sezioni delle travi trasversali mediante ringrosso della sezione trasversale Figura 16 Armature delle nuove travi di fondazioni di collegamento dei plinti 9

10 VERIFICA SISMICA DELLO STATO DI PROGETTO ANALISI PUSHOVER - Forze proporzionali alla massa direzione + X + ecc5% Curve di capacità dell analisi pushover Domanda PGA DLV =0.164g Passaggio al sistema ridotto e stima in termini di spostamento e di forza Stima della Vulnerabilità in termini di Capacità di Spostamento Capacità / Domanda = 1.30 > 1.00 Stima della Vulnerabilità in termini di Resistenza Capacità / Domanda = 1.60 < 3.00 Analisi globale della vulnerabilità sismica (SLV) PGA CLV = 0.212g Analisi globale della vulnerabilità sismica in termini di forza PGA CLV = 0.306g α UV = α UV = Rottura a flessione in Rottura a taglio nella muratura Rotazione limite nella muratura 3/4 della rotazione ultima in un'asta un'asta PGA CLV =0.181g PGA CLV =0.254g PGA CLV =0.204g PGA CLV =0.261g α UV = 1.04 α UV = α UV = α UV =

11 Dai risultati ottenuti dalla verifica postintervento, si può osservare che la struttura risulta adeguata per il sito in esame e per tutti gli stati limite richiesti della normativa in vigore, essendo tutti i coefficienti α UV > RINGRAZIAMENTI Questo piccolo documento non può che chiudersi ringraziando tutto lo staff di 3DMACRO per la ampia disponibilità dimostrata e per la professionalità con cui mi hanno aiutato a raggiungere gli obiettivi necessari per gestire commesse come quella qui rappresentata. Ing. GAETANO VEDDA 11

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