Tecniche per il miglioramento sismico delle costruzioni. Prof. Marco Savoia, Direttore CIRI Edilizia e Costruzioni, Università di Bologna

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Tommaso Forti
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1 Tecniche per il miglioramento sismico delle costruzioni Prof. Marco Savoia, Direttore CIRI Edilizia e Costruzioni, Università di Bologna

2 Sicurezza dei fabbricati esistenti VULNERABILITA SISMICA DEL COSTRUITO E STRATEGIE DI ADEGUAMENTO MIGLIORAMENTO VS ADEGUAMENTO Valutazione delle capacità strutturali (materiali, organizzazione strutturale,etc.) Strategie di miglioramento e di adeguamento strutturale dell edilizia privata e pubblica Interventi sulle parti non strutturali dell edificio.

3 Sicurezza dei fabbricati esistenti Potenziali carenze strutturali (materiali, organizzazione strutturale,etc.)

7 GUIDA ALLA COMPILAZIONE DELLE SCHEDE DI VALUTAZIONE DELLA QUALITA MURARIA FD - FORMA E DIMENSIONI DELLE PIETRE REGOLARI GRANDI Blocchi di pietra perfettamente squadrata di forma parallelepipeda, di grandi dimensioni: l = cm s = cm h = cm REGOLARI - MEDIE Blocchi di pietra squadrata di forma parallelepipeda, di medie dimensioni: l = cm s = cm h = 8 15 cm Le tipologie murarie possono essere molto differenziate! Importante conoscerle per intervenire correttamente PARZIALMENTE REGOLARI MEDIO PICCOLE Blocchi di pietra sbozzata di forma tendenzialmente parallelepipeda, di medie e piccole dimensioni: l = cm s = 5 15 cm h = 5 15 cm IRREGOLARI MEDIO PICCOLE Blocchi di pietra di forma irregolare e diverse tra di loro, di medie e piccole dimensioni: l = cm s = 5 15 cm h = 5 15 cm IRREGOLARI PICCOLE Blocchi e scaglie di pietra, di forme irregolari, di dimensioni minute.

8 EMILIA 2012

9 Mirandola 2012

10 EMILIA 2012

11 Cavezzo 2012

12 Mirandola 2012

13 Complesso I Silos a Trieste (250m x 27m x 2) Conversione del Complesso a Shopping Centre Polifunzionale Company: UNIECO s.p.a. Progettisti strutturali: BMS Progetti Prove strutture e materiali: Università di Bologna Consulting: MS

14 2 corpi di fabbrica di dimensioni 250m x 27m

16 Profili imbullonati ai profili sugli DUE NUOVI SOLAI E COPERTURA IN ACCIAIO, COLLEGATI ALLE MURATURE DEL PIANO SUPERIORE Realizzazione di cordolo perimetrale 60x40 in c.l.s. armato e collegato alla muratura con Ø16/50" L=50 cm. Profilo IPE 300 corrente per tutta la lunghezza Arco da consolidare con iniezioni e cuciture armate Profili collegati Ø100" con barre portanti la muratura Zona da consolidare con iniezioni della muratura per almeno un metro e collegamenti Ø16/50" L=50 cm. con resina Arco da consolidare con iniezioni e cuciture armate Pilastro in muratura da iniettare o incamiciare Collegamento passante 2Ø30 saldati Profili IPE 180 Profili HEB 350 archi e inghisati alla muratura con barre e resina

17 1. CONSOLIDAMENTO DEGLI ARCHI, DELLE VOLTE E DELLE PARETI

18 1. ALCUNI SISTEMI DI CONTROVENTAMENTO PER LE AZIONI ORIZZONTALI

19 600 CURVA DI CAPACITA' SISTEMA "EQUIVALENTE" (SDOF) F*ult 500 Fy* 400 F* (KN) d*y d*ult 120 d* (mm)

20 Non sono utilizzabili le Tabelle di normativa e letteratura

21 Obiettivi delle indagini sui materiali: 1. Valutazione della resistenza a compressione delle murature (in particolare per le verifiche sismiche) 2. Valutazione dell efficacia delle iniezioni di consolidamento 3. Prove di carico (archi, fondazioni) Tecniche utilizzate: 1. Prove di compressione in situ 2. Prove di compressione in laboratorio 3. Prove non distruttive

22 Prove di compressione in Laboratorio (resist = MPa)

23 Prove di compressione in Laboratorio (resist=3.8-4 MPa) Tensione [MPa] Muretto 1 Muretto 2 Muretto 3 Muretto 4 Muretto 5 Muretto Deformazione [%] Pannello f cb E Note MPa MPa Originale, in-situ Originale Originale Originale Ricostruito Ricostruito

24 Prove comparative con trasmissione di onde meccaniche per trasparenza Capacità di riempimento vuoti iniezioni -

25 Prove di carico statiche sugli archi

26 Portanza delle fondazioni

27 Prove sulle fondazioni ESTERNO LV1

28 Immagine termica Rilievo Termografico Edificio affrescato del XVII sec. ( Atrio Palazzo Gazzoli- Terni) La termografia dell edificio ha permesso l individuazione di una canna fumaria Immagine nel visibile Canna fumaria

29 QUALITA DEI MATERIALI Esempi di indagini non distruttive su strutture in c.a. anni CAROTAGGI + INDAGINI SCLEROMETRICHE

30 ESEMPIO di rapporto di prova su compressione di carote n Altezza Diametro Sezione P f h/d c mm mm mm 2 kn MPa Contrassegno Note Pint 12(10) 1 (1) Pint 12(10) 2 == Pint 12(10) 3 == Pint 12(10) 4 (2) Pint 7(12) A 1 (3) Pint 7(12) B 1 (4) Pint 11(14) 1 == PT 8(10) 1 (5) PT 8(10) 2 == PT 8(10) 3 == PT 8(14) 1 == PT 8(14) 2 (6) PT 8(14) 3 (7) PT 8(14) 4 (8) PT 11"(10) 1 == PT 11"(10) 2 (9) PT 11"(10) 3 (10) PT 11"(10) 4 (11)

31 PROVA DISTRUTTIVA SU PORZIONE DI PILASTRO

32 FINO A CHE PUNTO è EFFICACE IL MIGLIORAMENTO SISMICO?

36 Anche i capannoni sono costruzioni che devono avere un adeguato livello di sicurezza

42 Rinforzo locale è una tipologia di miglioramento sismico

43 Sicurezza dei fabbricati esistenti Strategie tradizionali ed innovative di miglioramento e di adeguamento strutturale dell edilizia privata e pubblica

44 STRATEGIE DI INTERVENTO DI ADEGUAMENTO/MIGLIORAMENTO SISMICO RESISTENZA DUTTILITA

45 1. Tecniche di intervento globale Inserimento di controventi metallici Inserimento di pareti sismoresistenti OBIETTIVO: AUMENTARE LA RESISTENZA DELL EDIFICIO

46 2. Tecniche di intervento locale Confinamento con FRP Incremento di sezione ed armature Confinamento con profilati metallici OBIETTIVO: AUMENTARE LA RESISTENZA/DUTTILITA DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI

47 3. Tecniche di riduzione dell azione: Isolamento alla base Dissipazione supplementare dell energia OBIETTIVO: RIDURRE L AZIONE SISMICA SULL EDIFICIO

48 Tecniche di intervento locale (tradizionali) CONCRETE JACKETING

49 Tecniche di intervento locale (tradizionali) 600 Push Over (SL-DS) 500 Base shear (kn) Original state Concrete jacketing Roof displacement (cm)

50 Tecniche di intervento locale (mat.compositi)

52 Interventi di adeguamento sismico mediante isolamento NON ISOLATO ISOLATO

53 ISOLATORI ELASTOMERICI Gli isolatori elastomerici realizzano la dissipazione di energia a spese di grandi deformazioni plastiche, mediante ampi cicli di isteresi. Sono costituiti da strati di materiale elastomerico alternati a piastre di acciaio connessi tra loro mediante processo di vulcanizzazione. PRIMI ESEMPI BASE ISOLATION SYSTEMS HIGH-DAMPING RUBBER BEARINGS

54 STRUTTURA TRADIZIONALE STRUTTURA ISOLATA ALLA BASE

55 DISPOSITIVI DI SMORZAMENTO DISPOSITIVI ATTIVATI DALLA VELOCITA SISTEMI A DISSIPAZIONE DI ENERGIA Dispositivi visco-solidi (visco-elastici) Dispositivi visco-fluidi (puramente viscosi) OBIETTIVO: Aumentare significativamente lo smorzamento strutturale senza modificare la rigidezza

56 DISPOSITIVI DI SMORZAMENTO DAMPING SYSTEMS: placement of devices on the structure

57 Adeguamento con smorzatori di edificio esistente

58 Adeguamento di edificio esistente con sistemi di dissipazione

59 Adeguamento di edificio esistente con sistemi di dissipazione

60 Strategie combinate per l adeguamento sismico Adeguamento sismico di una scuola a Sulmona (AQ)

61 Adeguamento sismico di una scuola a Sulmona (AQ) Obiettivi dell intervento: Conduzione delle indagini in periodo di operatività della scuola Verifica della effettiva capacità sismica del fabbricato Progettazione preliminare di intervento di adeguamento tale da: Fosse economicamente valido Essere condotto nel periodo di chiusura estiva della scuola Limitare il meno possibile la fruizione della scuola Potesse essere integrato con altri interventi di miglioramento dell efficienza energetica Fossero definiti anche interventi sulle parti non strutturali del fabbricato Convenzione 2011 CIRI E&C / Provincia de l Aquila

62 UTILIZZO DI PIÙ TECNICHE DI RINFORZO Esempio di rinforzo mediante incamiciatura di alcuni pilastri snelli fortemente carenti in armatura longitudinale Esempio di controvento eccentrico I rinforzi a taglio dei pilastri sono invece effettuati mediante fasciatura con FRP)

63 Sicurezza dei fabbricati esistenti Interventi sulle parti non strutturali dell edificio (miglioramento)

64 Parti non strutturali tamponamenti e tramezzature

68 Ribaltamento della fodera esterna della tamponatura. elevata snellezza Assenza di vincolo laterale

71 Facoltà di Ingegneria di L Aquila Padiglione B

72 Danni a elementi strutturali secondari Scuola ITAS di Savoia Aquila (zona rossa)

73 Danni a elementi non strutturali (tramezzi)

74 Danni a elementi non strutturali (tramezzi)

76 Interventi per la messa in sicurezza dei tamponamenti esterni (fase 1) Protocollo Protezione civile per ricostruzione Abruzzo

77 Interventi per la messa in sicurezza dei tamponamenti esterni (fase 4) Protocollo Protezione civile per ricostruzione Abruzzo

78 Interventi per la messa in sicurezza dei tamponamenti esterni (fase 5) Protocollo Protezione civile per ricostruzione Abruzzo

79 Interventi per la messa in sicurezza delle tramezzature

80 Controsoffittature Facoltà di Ingegneria di L Aquila Padiglione B

81 Controsoffittature Polo Didattico di via G. Di Vincenzo, Università dell Aquila:

82 Controsoffittature Ospedale San Salvatore dell Aquila: controsoffitto a doghe in lamierino di acciaio

83 Controsoffittature Ospedale San Salvatore dell Aquila: controsoffitto a doghe in lamierino di acciaio

84 Vulnerabilità sismica delle scuole della Provincia di Bologna Verifiche speditive metodologia RE.SIS.TO.

85 Verifiche speditive metodologia RE.SIS.TO.

86 Verifiche speditive metodologia RE.SIS.TO. Confronto sulla base dei meccanismi globali dei fabbricati Errore medio inferiore 15%

87 Verifiche speditive metodologia RE.SIS.TO. 0 < PGA c / PGA d < 25% Classe V 25% < PGA c / PGA d < 50% Classe IV 50% < PGA c / PGA d < 75% Classe III 75% < PGA c / PGA d < 100% Classe II PGA c / PGA d > 100% Classe I Classe V Classe IV Classe III Classe II Classe I I II III IV V

88 CIRI Edilizia e Costruzioni

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