STUDIO DI EDIFICI IN C.A. AD USO RESIDENZIALE COSTRUITI IN ASSENZA DI NORME ANTISISMICHE

Transcript

1 STUDIO DI EDIFICI IN C.A. AD USO RESIDENZIALE COSTRUITI IN ASSENZA DI NORME ANTISISMICHE OMNIATEST s.r.l. - Via Nina da Messina 18, Messina

2 Il Progetto Catania Il Dipartimento della Protezione Civile nel 1996 ha promosso uno specifico progetto, denominato Progetto Catania che, attraverso lo studio degli aspetti di pericolosità e vulnerabilità, fornisse degli scenari di danno in relazione a possibili terremoti attesi. 2

3 CASO DI STUDIO: EDIFICIO MONTEROSSO Nell ambito del Progetto Catania è stato studiato l edificio Monterosso come rappresentativo della tipologia di edifici residenziali in C.A. costruiti senza una specifica normativa antisismica. 3

4 Descrizione dell Edificio L edificio analizzato è rappresentativo di una delle tipologia strutturali tra le più diffuse nell area di Catania e fa parte di complessi edilizi risalenti alla fine degli anni 70 e pertanto costruiti in assenza di normativa sismica. L edificio presenta una pianta rettangolare allungata con un asse di simmetria nella direzione trasversale; lo sviluppo in elevazione è di tre piani fuori terra e un piano seminterrato. Il fabbricato è costituito da strutture intelaiate in cemento armato. Le murature di tamponamento sono presumibilmente costituite da una doppia fila di laterizi forati con interposta camera d aria. La struttura in c.a. intelaiata è costituita da pilastri distribuiti in pianta in maniera sostanzialmente regolare con dimensioni che variano da un minimo di 20x40 ad un massimo di 20x105. La sezione più ricorrente è la 30x30; le rastremazioni sono quasi assenti e comunque non superano i 10 cm. Le travi perimetrali sono di tipo intradossato con dimensioni 30x50 cm, quelle interne, anch esse emergenti, presentano dimensioni che variano da un minimo di 20x40 ad un massimo di 30x50. l solai sono di tipo latero-cementizio di spessore pari a (150+40)mm orditi secondo la direzione longitudinale. Le fondazioni sono di tipo diretto a travi rovesce. 4

5 Carpenteria Piano Tipo Tipologia strutturale maggiormente diffusa nell area di Catania alla fine degli anni 70 ASSENZA DI NORMATIVA SISMICA 5

6 Armature e Particolari Costruttivi Tipologia dei pilastri Tipologia delle travi Acciaio FeB44K: fyk=380mpa Calcestruzzo: Rck =25MPa 6

7 Modellazione in 3DMacro Nel presente studio si vuole mettere in evidenza il contributo che hanno le tamponature sulle strutture progettate e realizzate in assenza di specifiche norme sismiche. Inoltre è stata indagata l influenza di eventuali sopraelevazioni in termini di sicurezza globale dell edificio. A tal fine sono stati sviluppati diversi modelli e per ciascuno di questi sono state effettuate analisi push-over lungo le direzioni principali e sono state effettuate le corrispondenti stime della vulnerabilità sismica. I casi trattati sono di seguito riportati: 1 - Telaio in c.a. + pareti di tamponamento (Stato di fatto) 2 - Solo Telaio in c.a. 3 - Telaio in c.a. + pareti di tamponamento + soprelevazione di 1 Piano 4 - Telaio in c.a. + pareti di tamponamento + soprelevazione di 2 Piani 7

8 Modelli globali dell edificio in 3DMacro Telaio + pareti(stato di fatto) Solo Telaio Telaio + pareti + 1 Piano Telaio + pareti + 2 Piani 8

9 Vista degli elementi Computazionali : telai e pannelli murari Solo Telaio Telaio + pareti (stato di fatto) Telaio + pareti + 1 Piano Telaio + pareti + 2 Piani 9

10 Caratterizzazione Dinamica dei modelli Telaio + pareti (stato di fatto) Solo Telaio Telaio + pareti + 1 Piano La presenza delle tamponature modifica sensibilmente la caratterizzazione dinamica della struttura. Ad esempio con riferimento alla direzione fondamentale il periodo fondamentale passa da 0.376s per il telaio libero a 0.628s per il telaio tamponato. Una corretta modellazione delle tamponature permette quindi di ottenere una migliore stima della domanda sismica. Telaio + pareti + 2 Piani 10

11 CARATTERIZZAZIONE DINAMICA: dettagli Telaio + pareti Modo T1 = sec Stato di fatto Solo Telaio Modo T2 = sec Telaio + pareti + 1 Piano Modo T1 = sec Telaio + pareti + 2 Piani Modo T1 = sec 11

12 CARATTERIZZAZIONE DINAMICA: dettagli Stato di fatto Telaio + pareti Modo T2 = sec Solo Telaio Modo T1 = sec Telaio + pareti + 1 Piano Telaio + pareti + 2 Piani Modo T2 = sec Modo T2 = sec 12

13 Analisi Effettuate Al fine di indagare l influenza dei meccanismi fragili (rotture a taglio) sono state eseguite due distinte tipologie di analisi: Analisi condotte senza considerare le rotture a taglio: verifica dei soli meccanismi duttili. Analisi considerando le rotture fragili a taglio delle sezioni: verifica dei meccanismi duttili e fragili. Pilastri Staffe f6/20 Travi Staffe f6/17 Presenza di ferri sagomati 2f12 13

14 PUSHOVER DIREZIONE X: pareti monitorate 14

15 PUSHOVER DIREZIONE X: deformate Telaio + pareti Solo Telaio 15

16 PUSHOVER DIREZIONE X: deformate Telaio + pareti + 1 Piano Telaio + pareti + 2 Piani 16

17 PUSHOVER DIREZIONE X: deformate Telaio + pareti Solo Telaio 17

18 PUSHOVER DIREZIONE X: deformate Telaio + pareti + 1 Piano Telaio + pareti + 2 Piani 18

19 Taglio alla base [kn] Taglio alla base [kn] OMNIATEST s.r.l. - Via Nina da Messina 18, Messina PUSHOVER DIREZIONE X: curve di capacità Assenza di rotture a taglio ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 Spostamento [cm] Solo Telaio Tel + pareti Tel + pareti + 1 Piano Tel + pareti + 2 Piani Presenza delle rotture a taglio ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Spostamento [cm] Solo Telaio Tel + pareti Tel + pareti + 1 Piano Tel + pareti + 2 Piani 19

20 Coeff. di Taglio alla base, Cb Coeff. di Taglio alla base, Cb OMNIATEST s.r.l. - Via Nina da Messina 18, Messina PUSHOVER DIREZIONE X 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 Assenza di rotture a taglio 0,04 0,02 0,00 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 Spostamento [cm] Solo Telaio Tel + pareti Tel + pareti + 1 Piano Tel + pareti + 2 Piani 0,14 0,12 0,10 Presenza delle rotture a taglio 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Spostamento [cm] Solo Telaio Tel + pareti Tel + pareti + 1 Piano Tel + pareti + 2 Piani 20

21 PUSHOVER DIREZIONE X: stime di vulnerabilità Solo Telaio Telaio + pareti Telaio + pareti + 1 Piano Telaio + pareti + 2 Piani 21

22 PUSHOVER DIREZIONE Y: parete monitorate Stato di fatto 22

23 PUSHOVER DIREZIONE Y Solo Telaio Stato di fatto Telaio + pareti + 1 Piano Telaio + pareti + 2 Piani Telaio + pareti 23

24 Taglio alla base [kn] Taglio alla base [kn] OMNIATEST s.r.l. - Via Nina da Messina 18, Messina PUSHOVER DIREZIONE Y: curve di capacità Assenza di rotture a taglio ,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 Spostamento [cm] Solo Telaio Tel + pareti Tel + pareti + 1 Piano Tel + pareti + 2 Piani Presenza delle rotture a taglio ,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Spostamento [cm] Solo Telaio Tel + pareti Tel + pareti + 1 Piano Tel + pareti + 2 Piani 24

25 PUSHOVER DIREZIONE Y: stime di vulnerabilità Solo Telaio Telaio + pareti Telaio + pareti + 1 Piano Telaio + pareti + 2 Piani 37.57% 25