Edifici in c.a. esistenti Metodi di adeguamento tradizionali

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1 Corso di Riabilitazione Strutturale POTENZA, a.a Edifici in c.a. esistenti Metodi di adeguamento tradizionali Dott. Marco VONA DiSGG, Università di Basilicata

2 Tipologia di intervento CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI ADEGUAMENTO Interventi atti a conseguire i livelli di sicurezza previsti dalle presenti norme MIGLIORAMENTO Interventi di atti ad aumentare la sicurezza strutturale esistente RIPARAZIONI O INTERVENTI LOCALI Interventi che interessano singoli elementi isolati

3 Tipologia di intervento ADEGUAMENTO sopraelevare la costruzione; ampliare la costruzione mediante opere strutturalmente connesse alla costruzione; apportare variazioni di classe e/o di destinazione d uso che comportino incrementi dei carichi globali in fondazione superiori al 10%; resta comunque fermo l obbligo di procedere alla verifica locale delle singole parti e/o elementi della struttura, anche se interessano porzioni limitate della costruzione; effettuare interventi strutturali volti a trasformare la costruzione mediante un insieme sistematico di opere che portino ad un organismo edilizio diverso dal precedente. 3

4 Tipologia di intervento MIGLIORAMENTO Rientrano negli interventi di miglioramento tutti gli interventi che siano comunque finalizzati ad accrescere la capacità di resistenza delle strutture esistenti alle azioni considerate. Il progetto e la valutazione della sicurezza dovranno essere estesi a tutte le parti della struttura potenzialmente interessate da modifiche di comportamento, nonché alla struttura nel suo insieme La valutazione della sicurezza deve essere riferita alla struttura nel suo insieme, oltre che i possibili meccanismi locali 4

5 Tipologia di intervento MIGLIORAMENTO Esecuzione di un complesso di opere sufficienti a far conseguire all edificio un maggior grado di sicurezza nei confronti delle azioni sismiche È consentito alle Regioni, tenuto conto della specificità delle tipologie costruttive del proprio territorio, consentire, per gli interventi di adeguamento, un miglioramento controllato della vulnerabilità, riducendo fino al 65% i livelli di protezione sismica e quindi l entità delle azioni sismiche da considerare. Esempi Ricostruzione post-sismasisma Umbria-Marche 1997 e Basilicata 1998

6 Tipologia di intervento RIPARAZIONE O INTERVENTO LOCALE In generale, gli interventi di questo tipo riguarderanno singole parti e/o elementi della struttura e interesseranno porzioni limitate della costruzione Il progetto e la valutazione della sicurezza potranno essere riferiti ALLE SOLE PARTI E/O ELEMENTI INTERESSATI e documentare che, rispetto alla configurazione precedente al danno, al degrado o alla variante, NON SIANO PRODOTTE SOSTANZIALI MODIFICHE AL COMPORTAMENTO DELLE ALTRE PARTI E DELLA STRUTTURA NEL SUO INSIEME e che gli interventi comportino un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti 6

7 Criteri per la scelta dell intervento Tipo, tecnica, entità ed urgenza dell intervento dipendono dall esito della valutazione, tenendo conto di alcuni criteri: nel caso di edifici fortemente irregolari (in termini di resistenza e/o rigidezza) l intervento deve mirare a correggere tale sfavorevole situazione; una maggiore regolarità può essere ottenuta tramite il rinforzo di un ridotto numero di elementi o con l inserimento di elementi aggiuntivi; sono sempre opportuni interventi volti a migliorare la duttilità locale; è necessario verificare che l introduzione di rinforzi locali non riduca la duttilità globale della struttura.

8 Tipo di intervento L intervento può appartenere a una delle seguenti categorie generali o a particolari combinazioni di esse: rinforzo o ricostruzione di tutti o parte degli elementi modifica dell organismo strutturale aggiunta di nuovi elementi resistenti (pareti in c.a., controventi in acciaio, ) saldatura di giunti tra corpi di fabbrica ampliamento dei giunti eliminazione di elementi particolarmente vulnerabili eliminazione di eventuali piani deboli introduzione di un sistema strutturale aggiuntivo in grado di resistere per intero all azione sismica di progetto;

9 Tipo di intervento L intervento può appartenere a una delle seguenti categorie generali o a particolari combinazioni di esse: eventuale trasformazione di elementi non strutturali in elementi strutturali (es. incamiciatura in c.a. di pareti in laterizio); introduzione di una protezione passiva mediante strutture di controvento dissipative e/o isolamento alla base; riduzione delle masse; limitazione o cambiamento della destinazione d uso dell edificio; demolizione parziale o totale.

10 Strategie di intervento Dopo l intervento: DOMANDA < CAPACITÀ Domanda Capacità 0 Cond. Iniziale I possibilità II possibilità III possibilità IV possibilità

11 Criteri per la scelta dell intervento Forza F e F B : Resistenza di progetto richiesta F u F u : Soglia calcolata per l edificio esistente F B F u δ B δ U Spostamento

12 Riduzione della domanda post-intervento Riduzione del periodo di ritorno del terremoto di riferimento Vita utile dell opera Adeguamento/miglioramento Evento sismico recente Declassamento, modifica destinazione d uso Modifica rigidezza Isolamento alla base

13 Progetto dell intervento Il progetto dell intervento deve comprendere i seguenti punti: scelta delle tecniche e/o dei materiali; dimensionamento preliminare dei rinforzi e degli eventuali elementi strutturali aggiuntivi analisi strutturale considerando le caratteristiche della struttura post-intervento

14 Progetto dell intervento Il progetto dell intervento deve comprendere i seguenti punti: le verifiche della struttura post-intervento saranno eseguite: per gli elementi esistenti, riparati o rinforzati in accordo con quanto indicato ai punti successivi per gli elementi di nuova costruzione in accordo alle prescrizioni valide per tali strutture nel caso in cui l intervento consista in un isolamento alla base si seguiranno, sia per l analisi che per le verifiche, le prescrizioni contenute nella norma

15 Strategia di valutazione ed intervento Definizione dell azione sismica Raccolta delle informazioni relative alla struttura e definizione del livello di conoscenza Modellazione ed analisi strutturale degli edifici del complesso nello stato di fatto Individuazione delle deficienze strutturali e non strutturali Studio delle soluzioni di intervento ottimali Definizione del tipo di intervento di adeguamento

16 Strategia di valutazione ed intervento Analisi dei carichi ai fini della verifica sismica Geometria. Verifica delle dimensioni degli elementi strutturali Dettagli strutturali: individuare della tipologia e quantità di armatura Proprietà meccaniche dei materiali Calcestruzzo. Prove distruttive e non distruttive Acciaio (barre di tipo liscio)

17 Tecniche di rinforzo locale Incamiciatura in c.a. Incamiciatura in acciaio Placcatura e fasciatura con FRP

18 Tecniche di rinforzo locale Incamiciatura in c.a. Ganci di collegamento con la trave esistente disposti in modo sfalsato sui due lati Ø 16/30 LTOT=

19 Tecniche di rinforzo locale Incamiciatura in acciaio

20 Tecniche di rinforzo locale Incamiciatura in acciaio Angolari Sezione in corrispondenza dell'unione bullonata Sezione in corrispondenza dell'unione bullonata La posizione dei bulloni e dei relativi fori nella direzione longitudinale del profilo deve essere decisa in opera dal D.L. dopo aver valutato eventualmente anche mediante pacometro la posizione delle armature longitudianli delle travi sottostanti Angolari Perforazione armata φ 16 / 33cm Angolare incollato con resina epossidica Riempimento con malta a ritiro compensato

21 Incamiciatura in c.a. OBIETTIVI Può essere applicata a pilastri o pareti e travi per conseguire tutti o alcuni dei seguenti obiettivi: aumento della capacità portante verticale; aumento della resistenza a flessione e/o taglio; aumento della capacità deformativa; miglioramento dell efficienza delle giunzioni per sovrapposizione.

22 Incamiciatura in c.a. IPOTESI SEMPLIFICATIVE Ai fini della valutazione della resistenza e della deformabilità sono accettabili le seguenti ipotesi semplificative: l elemento incamiciato si comporta monoliticamente, con piena aderenza tra il calcestruzzo vecchio e il nuovo; si considera che il carico assiale agisca sull intera sezione incamiciata; le proprietà meccaniche del calcestruzzo della camicia si considerano estese all intera sezione se le differenze tra i due materiali non sono eccessive.

23 Incamiciatura in c.a. CAPACITÀ DELLA SEZIONE INCAMICIATA I valori della capacità da adottare nelle verifiche sono quelli calcolati con riferimento alla sezione incamiciata (adottando le ipotesi semplificative prima indicate) ridotte secondo le espressioni seguenti: V ~ resistenza a taglio R = 0.9V R resistenza a flessione deformabilità allo snervamento deformabilità ultima M ~ y = 0.9M y ~ θ = 0. θ ~ θ y 9 u = θ u y

24 Incamiciatura in c.a. RESISTENZE DI CALCOLO DEI MATERIALI I valori da impiegare per le resistenze dei materiali saranno: a) per l acciaio esistente, la resistenza ottenuta come media delle prove eseguite in sito e da fonti aggiuntive di informazione, divisa per il fattore di confidenza appropriato in relazione al Livello di Conoscenza raggiunto e, solo nel calcolo di V ~ R, divisa anche per il coefficiente parziale b) per i materiali aggiunti, calcestruzzo ed acciaio, la resistenza di calcolo

25 Incamiciatura in c.a. RESISTENZE DI CALCOLO DEI MATERIALI I valori da impiegare per le resistenze dei materiali nel calcolo del valore di M ~ y da usare per la valutazione del taglio agente su elementi/meccanismi fragili saranno: a) per l acciaio esistente, la resistenza ottenuta come media delle prove eseguite in sito e da fonti aggiuntive di informazione, moltiplicata per il fattore di confidenza appropriato in relazione al Livello di Conoscenza raggiunto b) per i materiali aggiunti, calcestruzzo ed acciaio, il valore caratteristico della resistenza

26 Incamiciatura in c.a. PILASTRI: Incamiciatura parziale o totale 1 Pilastro esistente 2 Camicia in c.a.

27 Incamiciatura in c.a. PILASTRI: Incamiciatura parziale

28 Incamiciatura in c.a. PILASTRI: Incamiciatura totale

31 Incamiciatura in c.a. TRAVI: Incamiciatura totale

32 Incamiciatura in c.a. NODI: incamiciatura totale