Strutture esistenti in c.a. Adeguamento

Transcript

1 Adeguamento

2 Valutazione Vulnerabilità Azione sismica ag PGA

3 Le Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. 14/01/2008) definiscono diversi tipi di stati limite da analizzare: SLC (collasso) SLV (salvaguardia della vita) Alternativi SLD (danno) SLO (operatività) In funzione della classe d uso (solo III e IV) Indicatore di rischio α = PGA struttura PGA riferimento

4 Tipi di analisi: Analisi statica lineare (con regolarità in altezza e periodo <= 2.5 Tc o Td) Analisi dinamica lineare (nessun limite) Analisi statica non lineare (fatt. part. Massa modo fond. >= 75%) Analisi dinamica non lineare (nessun limite)

5 Gli strutturali fanno differenziati in: Meccanismi fragili Meccanismi duttili Un elemento viene classificato come fragile se: Per i carichi verticali, il coefficiente di sic. a taglio è inferiore di quello a flessione; Per i carichi verticali, il coefficiente di sic. del nodo al piede è inferiore di quello a flessione (solo per i pilastri); Sforzo normale > 0.4 x Acls x fcd. Linee guida Regione Lazio Indicazioni tecniche per le verifiche sismiche e gli interventi di miglioramento o adeguamento da effettuarsi su edifici e opere strategiche, o che possono assumere rilevanza in conseguenza di un eventuale collasso, ai sensi di quanto previsto ai commi 3 e 4 dell art. 2 dell O.P.C.M. 3274/2003 e dalla DGR Lazio 766/2003.

6 Esempio su pilastri: Test VResNodo > VResTaglio VResNodo se SI se NO Fragile VResTaglio Momenti resistenti estremi MRes Taglio T(MRes) calcolato come: MRes / L Test T(MRes) < VResTaglio se SI Duttile se NO Fragile

7 Esempio su pilastri: Test VResNodo > VResTaglio se SI se NO Fragile Momenti resistenti estremi MRes Taglio T(MRes) calcolato come: MRes / L Test T(MRes) < VResTaglio se SI Duttile se NO Fragile

8 Esempio su pilastri: Test VResNodo > VResTaglio se SI se NO Fragile Momenti resistenti estremi MRes Taglio T(MRes) calcolato come: MRes / L Test T(MRes) < VResTaglio se SI Duttile se NO Fragile VResTaglio

9 V [dan] 7000 Confronto T(Mres) / VRes T(Mres) T(Mres) - N>> VRes Vres - N>> 2000 Elemento duttile Af/Ac [%]

10 V [dan] 7000 Confronto T(Mres) / VRes 6000 N>> T(Mres) T(Mres) - N>> VRes Vres - N>> 2000 Elemento duttile Af/Ac [%]

11 V [dan] Confronto T(Mres) / VRes N>> 1) A parità di taglio resistente (staffatura) il pilastro duttile ha meno armatura longitudinale T(Mres) T(Mres) - N>> VRes Vres - N>> Elemento duttile Af/Ac [%]

12 V [dan] Confronto T(Mres) / VRes N>> T(Mres) T(Mres) - N>> VRes Vres - N>> 1) A parità di taglio resistente (staffatura) il pilastro duttile ha meno armatura longitudinale 2) All aumentare dello sforzo normale lo stesso elemento può cambiare il tipo di comportamento Elemento duttile Af/Ac [%]

13 Collasso Fragile vs Collasso Duttile OK!

14 Collasso Fragile vs Collasso Duttile

15 Fattori di struttura Per gli fragili q = 1.5 Per gli duttili q <= 3.0 Linee guida Regione Lazio Indicazioni tecniche per le verifiche sismiche e gli interventi di miglioramento o adeguamento da effettuarsi su edifici e opere strategiche, o che possono assumere rilevanza in conseguenza di un eventuale collasso, ai sensi di quanto previsto ai commi 3 e 4 dell art. 2 dell O.P.C.M. 3274/2003 e dalla DGR Lazio 766/2003.

16 Le verifiche strutturali Gli fragili vanno verificati a: Resistenza relativa alle armature longitudinali (flessione semplice o composta, retta o deviata) Resistenza delle armature a taglio Resistenza del nodo travi/pilastro Gli duttili sono da verificare a: Resistenza relativa alle armature longitudinali (flessione semplice o composta, retta o deviata) Resistenza delle armature a taglio Capacità di rotazione alla corda Resistenza del nodo travi/pilastro

17 Deficit Tipo Deficit Aggiunta di nuovi Resistenza globale Rigidezza globale Numero insufficiente di o presenza di deboli Numero insufficiente di o con rigidezza inadeguata - Pareti in c.a. - Pareti in muratura - Telai in acciaio controventati - Elementi resistenti a flessione (c.a. o acciaio) - Pareti in c.a. - Pareti in muratura - Telai in acciai controventati - Elementi resistenti a flessione (c.a. o acciaio) Miglioramento esistenti Incrementare le dimensioni di colonne e/o travi - Incrementare le dimensioni di colonne e/o travi. Rinforzi con FRP di colonne. - Incamiciatura di colonne con c.a. o acciaio. - Migliorare la capacità di deformazione degli. Tecnica di rinforzo Migliorare le connessioni tra gli Riduzione della domanda - Rimozione di piani (e/o carichi) ai livelli superiori. - Isolatori sismici. - Smorzatori supplementari. Smorzatori supplementari. Rimozione di Eliminazioni di che generano colonne corte. Tabella Techniques for the Seismic Rehabilitation of Existing Buildings FEMA 547/2006

18 Deficit Tipo Deficit Aggiunta di nuovi Resistenza globale Rigidezza globale Numero insufficiente di o presenza di deboli Numero insufficiente di o con rigidezza inadeguata - Pareti in c.a. - Pareti in muratura - Telai in acciaio controventati - Elementi resistenti a flessione (c.a. o acciaio) - Pareti in c.a. - Pareti in muratura - Telai in acciai controventati - Elementi resistenti a flessione (c.a. o acciaio) Miglioramento esistenti Incrementare le dimensioni di colonne e/o travi - Incrementare le dimensioni di colonne e/o travi. Rinforzi con FRP di colonne. - Incamiciatura di colonne con c.a. o acciaio. - Migliorare la capacità di deformazione degli. Tecnica di rinforzo Migliorare le connessioni tra gli Riduzione della domanda - Rimozione di piani (e/o carichi) ai livelli superiori. - Isolatori sismici. - Smorzatori supplementari. Smorzatori supplementari. Rimozione di Eliminazioni di che generano colonne corte. Tabella Techniques for the Seismic Rehabilitation of Existing Buildings FEMA 547/2006

19 Deficit Tipo Deficit Aggiunta di nuovi Miglioramento esistenti Tecnica di rinforzo Migliorare le connessioni tra gli Riduzione della domanda Rimozione di Configurazione Meccanismo di piano debole Angoli rientranti in pianta. Comportamento torsionale. Aggiungere resistenza o rigidezza al piano per bilanciare con gli altri piani - Aggiunta di superfici di solai per minimizzare gli effetti delle rientranze. - Aggiunta di muri e/o telai per bilanciare. Aggiungere tiranti, connessioni ai solai, controventi di piano. Percorso di carico Tamponamenti deboli o che causano torsione. Collegamenti inadeguati - Pareti in c.a. - Pareti in muratura - Telai in acciaio controventati o c.a. Aggiungere o rinforzare reticoli di travi - Sconnettere tamponamenti dalla struttura. - Sostituire tamponamenti con pareti resistenti. Rimozione tamponamenti.

20 Deficit Tipo Deficit Aggiunta di nuovi Miglioramento esistenti Tecnica di rinforzo Migliorare le connessioni tra gli Riduzione della domanda Rimozione di Configurazione Meccanismo di piano debole Angoli rientranti in pianta. Comportamento torsionale. Aggiungere resistenza o rigidezza al piano per bilanciare con gli altri piani - Aggiunta di superfici di solai per minimizzare gli effetti delle rientranze. - Aggiunta di muri e/o telai per bilanciare. Aggiungere tiranti, connessioni ai solai, controventi di piano. Percorso di carico Tamponamenti deboli o che causano torsione. Collegamenti inadeguati - Pareti in c.a. - Pareti in muratura - Telai in acciaio controventati o c.a. Aggiungere o rinforzare reticoli di travi - Sconnettere tamponamenti dalla struttura. - Sostituire tamponamenti con pareti resistenti. Rimozione tamponamenti.

21 Deficit Tecnica di rinforzo Tipo Deficit Aggiunta di nuovi Miglioramento esistenti Migliorare le connessioni tra gli Riduzione della domanda Rimozione di Dettagli di componenti Mancanza di dettagli duttili: generali Eseguire miglioramento di nodi selezionati. Isolamento sismico. Mancanza di dettagli duttili: colonne forti / travi deboli Mancanza di dettagli duttili: inadeguata resistenza a taglio in colonne e travi Incamiciature delle colonne Rinforzi FRP. Incamiciatura in c.a. o acciaio. Mancanza di dettagli duttili: Confinamento Rinforzi FRP. Incamiciatura in c.a. o acciaio. Solai Inadeguata resistenza a taglio nel proprio piano. - Pareti in c.a. - Pareti in muratura - Telai in acciaio controventati - Elementi resistenti a flessione (c.a. o acciaio) Soletta di rinforzo in c.a. Fibre FRP.

22 Deficit Tecnica di rinforzo Tipo Deficit Aggiunta di nuovi Miglioramento esistenti Migliorare le connessioni tra gli Riduzione della domanda Rimozione di Dettagli di componenti Mancanza di dettagli duttili: generali Eseguire miglioramento di nodi selezionati. Isolamento sismico. Mancanza di dettagli duttili: colonne forti / travi deboli Mancanza di dettagli duttili: inadeguata resistenza a taglio in colonne e travi Incamiciature delle colonne Rinforzi FRP. Incamiciatura in c.a. o acciaio. Mancanza di dettagli duttili: Confinamento Rinforzi FRP. Incamiciatura in c.a. o acciaio. Solai Inadeguata resistenza a taglio nel proprio piano. - Pareti in c.a. - Pareti in muratura - Telai in acciaio controventati - Elementi resistenti a flessione (c.a. o acciaio) Soletta di rinforzo in c.a. Fibre FRP.

23 METODI DI CONSOLIDAMENTO SU ELEMENTI ESISTENTI Flessione Taglio Confinamento Nodo Incamiciatura in c.a. X X X (2) X Rinforzi FRP X (1) X X (2) X Incamiciatura in acciaio X X (2) Metodo CAM X (1) X X (2) X (1) Solo se ancorati efficacemente (2) Effetto sempre abbinato al rinforzo a taglio

24 METODI DI CONSOLIDAMENTO SU ELEMENTI ESISTENTI Flessione Taglio Confinamento Nodo Incamiciatura in c.a. X X X (2) X Rinforzi FRP X (1) X X (2) X Incamiciatura in acciaio X X (2) Metodo CAM X (1) X X (2) X (1) Solo se ancorati efficacemente Vantaggi Svantaggi (2) Effetto sempre abbinato al rinforzo a taglio Incamiciatura in c.a. Rinforzi FRP - Semplicità concettuale - Richiede mano d opera non specializzata - Economicità rispetto ad altre tecniche - Leggerezza (variazioni di massa trascurabili) - Selettività effetti flessione/taglio - Limitati effetti globali - Tecnica molto invasiva - Effetti sul comportamento globale (rigidezza, baricentri e modi di vibrare) - Possibili concentrazioni di tensione su circostanti - Richiede mano d opera molto specializzata - Operazioni di applicazione che richiedono cura - Protezione contro incendio - Durabilità (alterazioni caratteristiche resina a lungo termine) Incamiciatura in acciaio Metodo CAM - Facilità di realizzazione - Campo d uso limitato - Selettività effetti flessione/taglio - Comportamento efficace rispetto alle ipotesi di calcolo - Limitati effetti globali - Richiede mano d opera specializzata - Operazioni di applicazione che richiedono cura