Il primo edificio. G. Della Corte UNIVERSITA di NAPOLI FEDERICO II
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1 AGE Conference MESSINA 100 ANNI DOPO Novembre Messina Consolidamentosismico sismico i di edifici i intelaiati in c.a.: risultati di prove sperimentali in scala reale Gaetano Della Corte Dipartimento di Ingegneria Strutturale Università dinapoli Federico II
2 Prove sperimentali su strutture esistenti Il primo edificio
3 Prove sperimentali su strutture esistenti Il secondo edificio
4 Prove sperimentali su strutture esistenti Il primo edificio messo a nudo e suddiviso in moduli Prova di spinta sulla struttura in c.a Isolamento con isolatori in gomma (BI) Controventi ad instabilità impedita (BRB) Materiali Compositi (C-FRP) Controventi Eccentrici (EB) Controventi con leghe a memoria di forma Pannelli a taglio (SSP)
5 Prove sperimentali su strutture esistenti Geometria e carichi del generico modulo Direzione e posizione della forza orizzontale Direzione e posizione della forza orizzontale I moduli n. 1 e n. 6 fanno eccezione
6 Possibilità di utilizzo Materiali compositi Miglioramento sismico di edifici esistenti con struttura a telaio 1. Confinamento delle cerniere plastiche 2. Rinforzo a taglio 3. Rinforzo a flessione di pilastri
7 Materiali compositi (C FRP) Prove sperimentali: rinforzo a flessione dei pilastri
8 Materiali compositi (C FRP) Prove sperimentali: rinforzo a flessione dei pilastri
9 Prove sperimentali su strutture esistenti Il primo edificio Dispositivi di prova Struttura di contrasto in acciaio Stazione topografica e target riflettenti per la lettura degli spostamenti Martinetti per l applicazi one delle forze orizzontali in direzioni opposte
10 Materiali compositi (C FRP) Prove sperimentali: rinforzo a flessione dei pilastri Meccanismo di collasso globale Cerniere plastiche alla base dei pilastri di piano terra
11 Materiali compositi (C FRP) Prove sperimentali: rinforzo a flessione dei pilastri Distacco (peeling off) delle lamine ai bordi Cerniere plastiche a torsione nelle travi longitudinali Instabilità locale e distacco delle lamine ai bordi compressi
12 200 Materiali compositi (C FRP) Prove sperimentali: rinforzo a flessione dei pilastri 150 ar (kn) Ba ase She Top Drift Angle (rad)
13 Dati generali Il secondo edificio Sito: Bagnoli, Napoli Periodo di costruzione: fine anni 70 / inizio i i anni 80 Dimensioni in pianta: 18.50m x 12.00m N di piani: 2 Altezza totale: 8.85 m Peso totale: 2870 kn SOUTH VIEW EAST VIEW NORTH VIEW WEST VIEW
14 Il secondo edificio Tamponature di perimetro: due fodere Fodera interna: mattoni semi-pieni di lapillo e cemento (t = 100 mm) Fodera esterna: mattoni semi-pieni di argilla cotta (t = 100 mm) Tramezzi: mattoni semi-pieni di lapillo e cemento (t = 100 mm) INTERNAL PARTITION WALLS EXTERNAL CLADDING DETAIL bricks of light concrete 50% of voids in volume cement plaster bricks of light concrete 50% of voids in volume cement plaster bricks of clay 50% of voids in volume ground floor flooring beam
15 Il secondo edificio Il secondo edificio Dispositivi di prova
16 Il secondo edificio (test #1) Average 1st floor 2000 (kn) Base Shear Drift angle (rad)
17 Il secondo edificio (test #1) Average 1st floor 2000 Base Shear (kn N) Drift angle (rad)
18 Materiali compositi (C FRP) Ricostruzione delle tamponature di perimetro e rinforzo con barre in C FRP disposte nei letti orizzontali di malta
19 Il secondo edificio TEST No. 1 TEST No. 2 Base Shear (kn) Test # Test # Roof displacement (cm)
20 Il secondo edificio TEST No. 1 TEST No. 2 Base Shear (kn) Test # Test # Roof displacement (cm)
21 Il secondo edificio TEST No. 1 TEST No. 2 Base Shear (kn) Test # Test # Roof displacement (cm)
22 Il secondo edificio TEST No. 1 TEST No. 2 Base Shear (kn) Test # Test # Roof displacement (cm)
23 Il secondo edificio For rza (kn) Sperimentale Pilastri Pilastri+Scala Pilastri+Scala+Tamponature i l t Spostamento (cm)
24 Controventi concentrici Due soluzioni: (i) con riempimento in cls; (ii) solo acciaio
25 I controventi ordinari instabilizzano per livelli di spostamento molto bassi. L instabilità fuori piano può causare il crollo delle tamponature. Ne consegue un serio pericolo all incolumità delle persone. Controventi concentrici
26 Controventi: esempi di applicazione University Hall University of California, Berkeley California, US Dopo l intervento
27 Controventi: esempi di applicazione Midorigaoka Building 1 Department of Architecture and Building Engineering Tokyo Institute of Technology
28 Controventi: esempi di applicazione Hildebrand Hall University of California, Berkeley California, US Prima dell intervento Dopo l intervento
29 Controventi: esempi di applicazione Wallace F. Bennett Federal Building
30 Controventi ad instabilità impedita (BRB) Criteri di progetto Requisiti dei controventi Braces to be designed Requisiti di base Rigidezza, resistenza, capacità di dissipazione (duttilità?) in relazione alle richieste di spostamento del terremoto Requisiti addizionali Snervamento dei controventi prima della formazione di cerniere plastiche nel telaio Rigidezza assiale dei controventi grande abbastanza da limitare i drift richiesti da terremoti di intensità medio bassa
31 Controventi ad instabilità impedita (BRB) Prove condotte su controventi solo acciaio Manicotto (N E /N y ) Parte terminale non vincolata (N b /N y ; ε c,max ) Cuore Gap Espansione terminale N y = Resistenza allo snervamento del cuore (basata sulla tensione di snervamento media attesa) N E = Carico critico elastico del manicotto N b = Resistenza all instabilità della parte terminale non vincolata
32 Controventi ad instabilità impedita (BRB) Prove condotte su controventi solo acciaio
33 Controventi ad instabilità impedita (BRB) Prove condotte su controventi solo acciaio (test #2)
34 Controventi ad instabilità impedita (BRB) Prove condotte su controventi solo acciaio (test #2) Deformata a fisarmonica del cuore plasticizzato in compressione Allungamento plastico in trazione
35 Controventi ad instabilità impedita Prove condotte su controventi solo acciaio (test #2) ear (kn N) Base sh 500 Local failure of the restraining tube Gusset plate buckling Average 1st story drift angle (rad)
36 Controventi ad instabilità impedita (confronto) Base Shear (kn) BRB - Test n Test interrupted owing to the core fracture BRB - Test n Bare RC structure 1.0 Test interrupted owing to the achievement of the maximum allowable core excursion Average top displacement (cm)
37 Controventi ad instabilità impedita Prove condotte su controventi solo acciaio (tests #3, #4, #5) (+2.90) I controventi BRBs sono stati montati solo al primo livello nelle campate perimetrali e paralleli alla direzione di carico.
38 Controventi ad instabilità impedita Prove condotte su controventi solo acciaio (tests #3, #4, #5)
39 Controventi ad instabilità impedita Prove condotte su controventi solo acciaio (test #3)
40 Controventi ad instabilità impedita Prove condotte su controventi solo acciaio (test #4)
41 Controventi concentrici Prove condotte su controventi solo acciaio (test #5)
42 Controventi concentrici Prove condotte su controventi solo acciaio (test #5)
43 Controventi concentrici Prove condotte su controventi solo acciaio (test #5)
44 Controventi concentrici Prove condotte su controventi solo acciaio (test #5)
45 Controventi ad instabilità impedita Prove condotte su controventi solo acciaio (test #5)
46 Bas se Shea ar (kn) Controventi ad instabilità impedita Prove condotte su controventi solo acciaio (test #5) Sperimentale Positive envelope Negative envelope Solo CA st interstory drift (%)
47 Controventi eccentrici: esempi Edifici nuovi Facoltà di Lettere e Filosofia Università di Messina Shear link
48 Controventi eccentrici: esempi Applicazioni per ponti sia nuovi che esistenti Shear link Shear link
49 Controventi eccentrici Studio di applicazioni per l adeguamento di edifici in c.a. Shear link
50 Controventi eccentrici Prove condotte su strutture esistenti
51 Controventi eccentrici Prove condotte su strutture esistenti (test #1) Base She ear (kn) No capacity design criterion applied Average 1st Story Drift Angle (rad)
52 Controventi eccentrici Prove condotte su strutture esistenti (test #2) Ba ase She ear (kn) V j,rk /V p = Average 1st Story Drift Angle (rad)
53 Controventi eccentrici Prove condotte su strutture esistenti (test #3) Base she ear (kn) V j Rk /V p = 2.84 j,rk/ p Average 1st Story Drift Angle (rad)
54 Controventi eccentrici Prove condotte su strutture esistenti: confronto EB - Test n Base She ear (kn ) EB - Test n.1 EB - Test n.3 Bare RC structure Displacement (cm) 1.0
55 Confronto di risultati Base Shear (k kn) Bare RC structure C-FRP EB 1 EB 2 EB 3 BRB 1 BRB Top Displacement (cm)
56 Progetto PROHITECH: Ringraziamenti Federico M. Mazzolani : Seismic PROtection of Historical buildings by reversible mixed TECHniques, finanziato dalla Comunità Europea Progetto ILVA IDEM volontaristica ti Progetto RELUIS IDEM: : ILVA Intelligent DEMolition, sviluppato su base RELUIS: : Sviluppo di approcci innovativi per il progetto delle strutture inacciaio e composte acciaio calcestruzzo calcestruzzo, finanziato dallaprotezione Civile Progetti LR 5 Campania: : Stabilità sismica di edifici in c.a. migliorati sismicamentecon con controventi diacciaio e Miglioramentosismicodiedifici edifici esistenti in c.a. con materiali compositi Progetto PRIN 2005: g : Controventi speciali di acciaio con disaccoppiamento dei parametri di progetto, finanziato dal MIUR Un ringraziamento speciale a Mario D Aniello, per la sua costante e appassionata dedizione alla ricerca
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