calcolo - adeguamento sismico - applicazioni in edilizia scolastica, 5 ore

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1 Seminario Edifici in Muratura calcolo - adeguamento sismico - applicazioni in edilizia scolastica, 5 ore 1 Direttore del corso : Attilio Carotti Relatore: Francesca da Porto Dipartimento ICEA Università di Padova INTERVENTI DI ADEGUAMENTO E MIGLIORAMENTO SISMICO DELLE MURATURE ESISTENTI 2 Sommario GLI EDIFICI IN MURATURA: COMPORTAMENTO E VULNERABILITA POSSIBILI RIMEDI PER LE VULNERABILITA ACCERTATE IL COMPORTAMENTO DI EDIFICI IN MURATURA MODERNI LE MURATURE NON PORTANTI NELLE STRUTTURE A TELAIO

2 3 GLI EDIFICI IN MURATURA: COMPORTAMENTO E VULNERABILITA Il comportamento sismico di edifici in muratura 4 da Touliatos, 1996

3 Cause principali di danneggiamento per edifici in muratura 5 a) COLLEGAMENTI INADEGUATI TRA ELEMENTI STRUTTURALI b) FORTI IRREGOLARITA IN PIANTA ED IN ELEVAZIONE c) RESISTENZA INADEGUATA: MURATURE DI QUALITA INSUFFICIENTE d) APPLICAZIONE O ESECUZIONE NON ADEGUATA DI PRECEDENTI INTERVENTI!"#$%&'()(*+&' Umbria-Marche, 1997 Neftegorsk, 1995 (foto di G.Koff, da M. Tomazevic) Umbria-Marche, 1997 Modalità di collasso fuori piano 6 Danno: crollo totale della facciata. Meccanismo: rotazione fuori piano della facciata con formazione di una cerniera cilindrica, ad asse orizzontale, in corrispondenza dello spiccato delle fondazioni. Cause strutturali: scarso collegamento delle pareti ortogonali; mancanza di catene o cordoli che consentano il comportamento scatolare F. da Porto della Interventi struttura di adeguamento muraria. e miglioramento sismico delle murature

4 Modalità di collasso fuori piano 7 San Biagio D Amiterno, L Aquila Santa Gemma, Goriano Sicoli (AQ) Oratorio SS Sacramento, Mirandola Modalità di collasso nel piano 8 Palazzo a L Aquila Danno: lesioni incrociate o diffuse nelle zone al di sopra degli architravi delle aperture. Meccanismo: rottura a taglio delle fasce di piano, per sollecitazioni di flessione nel piano della parete. (Le fasce di piano ripartiscono la forza sismica tra i maschi murari, finché si Palazzo arriva a alla Villa crisi Sant Angelo, del sistema fascia AQ di piano-maschio murario. La parete F. da Porto Interventi di adeguamento reagisce e miglioramento allora come sismico un delle insieme murature di mensole indipendenti, incastrate alle base). Cause strutturali: presenza di architravi deboli; fascia di muratura tra le aperture

5 Collasso per meccanismi innescati dalle coperture Danno: crolli locali nella sommità dei muri di timpano; crolli isolati del cornicione. Meccanismo: rotazione fuori piano di parte della facciata, dovuta al martellamento della trave di colmo, su cui si concentra l azione sismica. Cause strutturali: copertura non efficacemente collegata alla muratura. Palazzi e chiese a L Aquila Collassi innescati da solai e coperture pesanti in C.A. 10 L Aquila 2009 Umbria-Marche, 1997 Umbria-Marche, 1997

6 Scarsa qualità muraria 11 Prefettura, L Aquila San Michele Arcangelo, Celano Scarsa qualità muraria!"0!"0!"0 #"cr #"cr #"cr 12 Collegiata Santa Maria Maggiore, Mirandola!

7 13 POSSIBILI RIMEDI PER LE VULNERABILITA ACCERTATE Miglioramento dei collegamenti: tiranti 14 Tomazevic da Tomazevic, 1999

8 Miglioramento dei collegamenti: cordolature e cerchiature 15 Interventi in copertura 16 Arsenale di Venezia Palazzo Ducale, Urbino ,5 27,5 27, , , SM Ingegneria s.r.l.

9 Interventi su pareti in muratura: scuci-cuci 21 REALIZZAZIONE DI SCUCI-CUCI SU DISCONTINUITA MURARIA SCUCI-CUCI CON MATTONI SEMIPIENI SCUCI-CUCI CON DOPPIO UNI Placcaggio con materiali compositi - taglio 22 CNR-DT200 Sperimentazione UNIPD, Valluzzi (2001) Sperimentazione University of Missouri Rolla, Grando (2002)

10 Placcaggio con materiali compositi - flessione 23 Lino Canapa Carbonio Acciaio alta densità Basalto Rete di Basalto Acciaio bassa densità Rete portaintonaco Sperimentazione, Università di Padova Placcaggio murature sottili con materiali compositi 24 Muratura perimetrale primo piano: mattoni pieni a 1 testa Scuola Media di Vigarano Mainarda (FE) Ing. Loffredo Problema: flessione verticale fuori piano

11 Placcaggio murature sottili con materiali compositi 25 Ristilatura armata per pareti in muratura di mattoni 26 Chiesa di S. Sofia, Padova, XII sec. Intervento sui pilastri della navata centrale SM Ingegneria s.r.l.

12 Iniezioni di miscele leganti su murature in pietrame 27 Penetrazione di miscele fluide attraverso fori praticati in superficie:! risarcimento delle lesioni! riempimento dei vuoti! collegamento dei componenti sciolti! protezione dal degrado fisico Iniezioni di miscela all interno di una volta Inserimento di tirantini trasversali che trattengono i paramenti MURI: 2, 9, 10, 11, 17 barre ripiegate barre filettate

13 Iniezioni di miscele leganti Corte Rurale in località San Colombano a Bardolino (VR) Expin s.r.l. 29 Prove soniche dirette Prove di martinetto piatto singolo e doppio Prove di compressione Diagonale in rosso iniezione in verde ristilatura Valutazione dell efficacia di interventi con iniezioni 30 5 Prove soniche dirette 4 Prove di martinetto piatto doppio NTC 2008

14 Valutazione dell efficacia di interventi con iniezioni 31 Corte rurale in località San Colombano a Bardolino - Compressione diagonale 2 Prove di compressione diagonale Codice prova D1 D2 NTC 2008 Resistenza a trazione f t [N/mm 2 ] 0,175 0,086 0,06 / 0,09 Resistenza a taglio!! [N/mm 2 ] 0,117 0,057 0,04 / 0,06 Modulo a 0 30% / 816 taglio G [N/mm 2 ] 30 60% 8194* * Valore non significativo Analisi costi-benefici per il caso in oggetto 32 Fonte Tipo di intervento Costo unitario!/m 2 Analisi costi ricostruzione L Aquila Università di Napoli Ripristino 267,17 Miglioramento 113,86 Ripristino e miglioramento 381,03 OPCM 3362/2004 Adeguamento o miglioramento 450,00 OPCM 3881/2010 Riparazione e miglioramento di edifici poco danneggiati 500,00 Riparazione e miglioramento di edifici con danni consistenti 750,00 Indice di vulnerabilità! u = 0,2 0,8!!!!"#!"!"#!"# Incrementi di resistenza Risparmio economico sul costo degli interventi

15 Eliminazione di irregolarità strutturali 33 fasciature esterne con tessuti in fibra di acciaio ad alta resistenza per l armatura del cordolo. Scuola Materna Breda, Ponte di Brenta, Padova (SM Ingegneria srl) Eliminazione di irregolarità strutturali 34 Realizzazione di giunto sismico di separazione tra i due corpi.

16 35 IL COMPORTAMENTO DI EDIFICI IN MURATURA MODERNI Edifici in muratura portante recenti Ricognizione Terremoto Emilia 36 RICOGNIZIONE EFFETTI DEL TERREMOTO Diverse tipologie di edifici Palazzine/complessi residenziali Scuole Ville unifamiliari Tutti hanno subito accelerazioni simili o superiori a quelle di progetto (A g S) allo SLV, non subendo danni strutturali o non strutturali. &%"!())*+ Localizzazione dei sopralluoghi in relazione all epicentro dei due principali eventi e mappa di scuotimento dell evento del 29/05/2012!"#$%" &'"!())*+!

17 Il comportamento sismico di edifici in muratura moderni 37 RICOGNIZIONE EFFETTI DEL TERREMOTO Palazzina residenziale (2009) San Felice sul Panaro, via Collodi DM 96 Distanza (km) Stima PGA (g) AgS NTC (g) 20/05 29/05 20/05 29/ Il comportamento sismico di edifici in muratura moderni 38 RICOGNIZIONE EFFETTI DEL TERREMOTO Complesso residenziale realizzato nel 2010/2011 San Felice sul Panaro (MO) NTC 2008 Distanza (km) 20/05 29/05 20/05 29/ ! Stima PGA (g) AgS NTC (g) 0.27!

18 Il comportamento sismico di edifici in muratura moderni 39 RICOGNIZIONE EFFETTI DEL TERREMOTO Villetta unifamiliare in fase di costruzione San Possidonio (MO) NTC 2008 Distanza (km) Stima PGA (g) AgS NTC (g) 20/05 29/05 20/05 29/05 17, ! 0.27! Edilizia anni Muratura in blocchi forati di laterizio Muratura in blocchi pieni di calcestruzzo e malta cementizia a) b) Casa a Sant Elia (AQ)

19 Edilizia anni muratura in pietre a spacco con buona tessitura Muratura in forati di laterizio con funzione non portante Muratura in blocchi pieni di calcestruzzo e malta cementizia Casa a Roio Poggio (AQ) EXPIN s.r.l. Sostituzione murature deboli con murature portanti 42

20 43 LE MURATURE NON PORTANTI NELLE STRUTTURE A TELAIO Danneggiamento nel piano e fuori piano di rivestimenti faccia a vista e di tamponature 44 (,-./-'0' '4'0'"!56-30'

21 Rinforzo delle tamponature: murature armate 45 Sperimentazione, Università di Padova Fase 1 Fase 2 Rinforzo delle tamponature: murature armate 46 NON ARMATO SLU SLD ARMATO d max H max H max d d max H max max

22 Rinforzo delle tamponature: murature armate 47 RESISTENZA FUORI PIANO DOPO PROVA NEL PIANO ALLO STATO LIMITE ULTIMO (! = 1.2 %) RM +24 % URM PROPOSTA DI CALCOLO Resistenza fuori piano [kn] drift nel piano [%] Rinforzo delle tamponature: intonaci con armature in composito Sperimentazione, Università di Padova

23 !"#$%&'#(')*')*'+,#((-++'#(-)#)+,#..'/-(0#)1-.) 02/1#(20%.-)/#(#+0.20#3' 49 Il progetto INSYSME Il progetto INSYSME 50!"#$%&'#(')*')*-425$'#)-)1.#,-*%.-)*')1.#5-4#)-)6-.'7,2) 1-.).'6-+8/-(8)'()$20-.'&'#)92,,'2)2)6'+023'

24 Nota sugli interventi per i telai: rinforzi globali oppure sistemi di isolamento sismico 51 Nota sugli interventi per i telai: rinforzi locali con incamiciature metalliche o applicazione di materiali compositi da Dolce e Mafredi, 2011

25 Utilizzo delle tamponature per l irrigidimento dei telai 53 (7'/28934::2';-<2'03'=232'>'=414?-0'"-,2' :A<6B6<0' +-012';4<<0' +-012'+<-82' Utilizzo delle tamponature per l irrigidimento dei telai 54 Istituto scolastico Pozza, Lusiana (Vi) Expin s.r.l.

26 Utilizzo delle tamponature per l irrigidimento dei telai 55 Grazie per l attenzione!

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