Figura 1: Pianta del piano terra e sezione dell edificio.

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Assunta Zamboni
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1 Premessa Il caso di studio in esame riguarda un edificio storico in muratura, sito nel comune di Catania, di proprietà dell università di Catania e attualmente adibito a residenza universitaria.

2 1 Premessa Il caso di studio in esame riguarda un edificio storico in muratura, sito nel comune di Catania, di proprietà dell università di Catania e attualmente adibito a residenza universitaria. Lo studio, condotto dall Ufficio Speciale Rischio Sismico dell Ateneo, ha riguardato dapprima la stima della vulnerabilità sismica dell immobile nello stato di fatto, quindi si è proceduto a progettare e verificare un intervento di miglioramento sismico. 2 L edificio Lo studio analitico è stato preceduto da una adeguata analisi storico-critica sull epoca di costruzione e successive modifiche subite dall edificio. Inoltre è stata condotta una estesa campagna di indagini strutturali con prove sperimentali e rilievo dei particolari costruttivi. La porzione più antica della costruzione, prospiciente l importante via Etnea, risale ai primi anni dell 800. A partire dalla prima metà dell 800 fino agli inizi del 1900, l edificio è stato a più riprese ampliato occupando l intero isolato e dando vita alla sua attuale conformazione. Figura 1: Pianta del piano terra e sezione dell edificio. Gli orizzontamenti originari sono di tipo a volte, alcuni dei quali sono stati sostituiti in epoche successive con orizzontamenti piani in calcestruzzo armato. La copertura è di tipo lignea conformata a falde inclinate dislocate in modo irregolare. Non si ha presenza di cordoli di piano. 3 Caratterizzazione delle murature L edificio è stato oggetto di un estesa campagna di indagini strutturali che hanno consentito di ottenere un adeguato livello di conoscenza della fabbrica, sia in termini di geometria che di particolari costruttivi e caratteristiche meccaniche delle murature. Si ritiene pertanto di avere acquisito, ai fini della vulnerabilità sismica, un livello di conoscenza LC2, con riferimento al capitolo 8 del NTC e del punto C8A.1.A.4 della circolare esplicativa. (a) 2

(b) 4 Studio di vulnerabilità Figura 2: Prove di compressione (a) e a scorrimento (b).

analisi statiche non lineari (analisi push over) eseguite su un modello globale dell edificio,

Sono state eseguite analisi lungo ciascuna delle due direzioni principali dell edificio con

La risposta della struttura è risultata essere condizionata in modo prevalente dalla disposizione

3 (b) 4 Studio di vulnerabilità Figura 2: Prove di compressione (a) e a scorrimento (b). Lo studio di vulnerabilità è stato condotto, in accordo a quanto previsto nel NTC 2008, mediante analisi statiche non lineari (analisi push over) eseguite su un modello globale dell edificio, sviluppato in ambiente "3DMacro". Sono state eseguite analisi lungo ciascuna delle due direzioni principali dell edificio con distribuzione del carico proporzionale alle masse e alle masse e altezze, con e senza eccentricità aggiuntiva del carico. Figura 3: Deformate a collasso e curve di capacità della struttura nello stato di fatto. La risposta della struttura è risultata essere condizionata in modo prevalente dalla disposizione irregolare delle aperture e dalla debolezza delle fasce di piano per assenza di cordonature di piano. Le curve di capacità sono caratterizzate da un modesto livello resistenza con livelli massimi di coefficienti di taglio alla base inferiori al 15% del peso sismico complessivo. 3

5 Intervento di miglioramento sismico L intervento di miglioramento sismico ha previsto la realizzazione di molteplici provvedimenti strutturali, sia di natura locale (ossia rivolti a inibire i

In particolare l intervento può essere suddiviso nelle seguenti fasi: 1 - realizzazione di una efficace cordonature di sommità e sostituzione delle porzioni di copertura non ammorsate o spingenti; 2

4 5 Intervento di miglioramento sismico L intervento di miglioramento sismico ha previsto la realizzazione di molteplici provvedimenti strutturali, sia di natura locale (ossia rivolti a inibire i meccanismi di ribaltamento fuori piano delle pareti) che di tipo globale (che mirano ad aumentare i coefficienti di sicurezza associati alle analisi push-over). In particolare l intervento può essere suddiviso nelle seguenti fasi: 1 - realizzazione di una efficace cordonature di sommità e sostituzione delle porzioni di copertura non ammorsate o spingenti; 2 - realizzazione di vincoli orizzontali di piano, efficaci nei confronti del ribaltamento, mediante l inserimento di tiranti e profili metallici; 3 - riconfigurazione, chiusura e cerchiatura di alcune aperture al fine di incrementare la regolarità strutturale delle pareti maggiormente sollecitate; 4 - rinforzo nel piano delle pareti mediante l introduzione di reti bidimensionali in FRP; Proprio l intervento di rinforzo delle murature, mediante reti in FRP, ha permesso di ottenere un significativo incremento delle prestazioni sismiche della struttura; in particolare la disposizione oculate delle reti ha riguardalo le fasce di piano che rappresentavano gli elementi maggiormente vulnerabili nello stato di fatto. Figura 4: Modello geometrico con indicazione dei rinforzi in FRP. 4

ad ottenere un significativo incremento della resistenza globale.

5 Figura 5: modello computazionale dello stato di progetto. Le analisi hanno evidenziato che l intervento è stato sufficiente ad adeguare l edificio dal punto di vista dei meccanismi fuori piano e ad ottenere un significativo incremento della resistenza globale. Inoltre la struttura, a seguito degli interventi, presenta meccanismi di collasso caratterizzati da una diffusione uniforme del danneggiamento negli elementi con conseguente miglioramento dell energia dissipata in caso di sisma. Figura 6: meccanismi collasso dello stato di progetto. 5

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