Corso di Riabilitazione Strutturale

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1 Corso di Riabilitazione Strutturale POTENZA, a.a EDIFICI IN C.A. ESISTENTI METODI DI ADEGUAMENTO TRADIZIONALI PhD Marco VONA Scuola di Ingegneria - Università di Basilicata [email protected]

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 Interventi di rinforzo TELAI Rinforzo con profilati d acciaio

4 66 FIS A M24/290 (170) 6M 24/ M 24/ M 24/ Interventi di rinforzo TELAI Rinforzo con profilati d acciaio L 200 x 200 x 16 L 200 x 200 x 16 filo cemento profilo 80 x 12 saldato profilo 80 x 12 saldato Vista 1 Vista 2 L 200 x 200 x 16 L 1200 x 300 x profilo 80 x 12 saldato UNP 300 x 10 UNP 300 x NODO C NODO C NODO B 2UNP180 NODO B 2UNP180 L 850 x 300x UNP180 L 200 x 200 x 16 profilo 80 x 12 UNP 300 x 10 Lung UNP 300 x 10 Lung NODO B NODO B NODO A NODO A 24 nuova trave e rinforzo micropali Ø14cm lunghezza 10 mt

5 CONFRONTO TECNICHE DI RINFORZO COLONNE IN C.A. Presso il Laboratorio di Strutture dell Università di Basilicata sono state sperimentate alcune tecniche per il rinforzo di colonne in c.a., tipiche di edifici non antisismici degli anni Tecnica Caratteristiche Incamiciatura in acciaio Facilità e rapidità di applicazione Incamiciatura CAM Fasciatura FRP Costi limitati Confinamento Passivo (Attivo) Facilità e rapidità di applicazione Totale reversibilità Confinamento Attivo Relativa facilità di applicazione Resistenza alla corrosione Costi elevati Confinamento Passivo

6 Caratteristiche della sperimentazione Caratteristiche dei provini Non Armati CLS di scarsa qualità f cm < 15 N/mm 2 rappresentativo delle tipiche condizioni di edifici esistenti italiani degli anni Caratteristiche dei provini Armati CLS di scarsa qualità f cm < 15 N/mm 2 4 barre f =12 mm (f yk = 320 N/mm 2 ) Armatura trasversale (staffe φ 6/120 mm)

7 Incamiciatura in acciaio (Campione SJ) Il rinforzo SJ è stato realizzato con piatti in acciaio (50x5 mm) saldati a 4 angolari ad L lunghi 750 mm È stato usato un acciaio dolce tipicamente impiegato in Italia (tensione di snervamento uguale a 330 N/mm 2 ) In accordo con la pratica costruttiva tipica, i piatti non sono stati pre-riscaldati (confinamento passivo)

8 Fasciatura FRP (Campione FRP) Il rinforzo FRP è stato realizzato utilizzando 1 foglio con fibre di carbonio (CFRP) eseguendo una sovrapposizione pari a 100 mm sia lungo l altezza che lungo il perimetro della colonna Prima di incollare i fogli gli angoli delle colonne sono stati accuratamente arrotondati

9 Incamiciatura in acciaio (Campione CAM) Il rinforzo CAM è stato realizzato usando 4 angolari in acciaio con spigoli arrotondati e nastri in acciaio inox ad alta resistenza (spessore 0.9 mm, larghezza 19 mm, interasse 40 mm) I nastri vengono posti in opera intorno ai 4 angolari utilizzando una apposita macchina in grado di fornire una pre-trazione misurabile ai nastri in modo da produrre un lieve stato di precompressione

10 Risultati dei test: Provini Non Rinforzati (NS) kn mm COL R-NS I test hanno mostrato che la rottura si è sempre localizzata nella parte alta delle colonne. Probabilmente tale meccanismo è causato delle modalità di getto del cls (in casseforme verticali)

11 Risultati dei test: Provini Rinforzati (SJ) kn mm COL R-SJ Le colonne rinforzate con incamiciatura in acciaio (SJ) hanno mostrato un significativo incremento della resistenza e della capacità duttile

12 Risultati dei test: Provini Rinforzati (FRP) kn mm COL R-FRP Le colonne rinforzate con FRP hanno mostrato un buon incremento della resistenza ed un limitato incremento della capacità duttili

13 Risultati dei test: Provini Rinforzati (CAM) kn mm COL R-CAM Le colonne rinforzate con CAM hanno mostrato una limitata perdita della loro capacità resistente anche con spostamenti molto elevati (fino a mm)

14 Colonne armate: Curve inviluppo dei test ciclici 25 Stress (N/mm 2 ) FRP NS SJ CAM COL Rei nforced R-NS R-FRP R-CAM R-SJ Le colonne rinforzate con FRP mostrano limitati incrementi della resistenza e della duttilità 0 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 Strain Le colonne rinforzate con SJ e CAM mostrano significativi incrementi della resistenza e della duttilità Valore P max P max S Pmax S Pmax Medio [kn] P max,ns [mm] S Pmax,NS R_NS R_FRP R_CAM R_SJ

15 Confronto tra sperimentazione e norme (SJ) Caratteristiche dei campioni Sezione rettangolare 200x300 s = 150 mm s = 200 mm f y = 330 MPa f c = 12,5 MPa f cc,sper = 17,9 MPa f cc,norm = 17,1 MPa

16 Confronto tra sperimentazione e norme (CAM) Caratteristiche dei campioni Sezione rettangolare 200x300 s = 21 mm s = 400 mm f y = 780 MPa f c = 12,5 MPa f cc,sper = 19,1 MPa f cc,norm = 20 MPa

17 Interventi di rinforzo locale SOLAI: Rinforzo mediante soletta collaborante Nuova soletta di spessore 4cm in cls strutturale alleggerito con nuova rete elettrosaldata Ø6/15 CONNETTORI CALCESTRUZZO ALLEGGERITO NUOVO CALCESTRUZZO ESISTENTE. RIMOZIONE DELLE PARTI DANNEGGIATE E/O DEGRADATE

18 Interventi di rinforzo locale SOLAI: Rinforzo mediante piatti di acciaio o fibre Strisce di ACCIAIO o FRP (30x1,2mm) CALCESTRUZZO ALLEGGERITO NUOVO CALCESTRUZZO ESISTENTE. RIMOZIONE DELLE PARTI DANNEGGIATE E/O DEGRADATE

19 Interventi di rinforzo locale SOLAI: Rinforzo mediante post tensione

20 Interventi di rinforzo locale SOLAI: Rinforzo mediante post tensione

21 Interventi di rinforzo locale SOLAI: Rinforzo mediante post tensione pendino con anello in lamiera striata tubazione in acciaio per cavo Dmin=20 mm lamiera di fissaggio reggitubo 100x100x10 e 100x50x10 pendino con anello reggi tubo tubo in acciaio cavo post-teso lamiera100x50x10 fissata al deviatore

22 EDIFICI ESISTENTI: adeguamento Giunti Stato di fatto

23 Criteri generali di intervento Ridurre il più possibile gli effetti indesiderati (locali e globali) di irregolarità strutturale che danno luogo a consistenti incrementi delle sollecitazioni Adeguare il giunto di dilatazione termica esistente e trasformarlo in un giunto efficace ai fini delle azioni sismiche Adeguare gli elementi strutturali alle richieste imposte dalla presenza di azioni sismiche orizzontali mediante: Inserimento di nuovi elementi in c.a. Rinforzo di alcuni elementi mediante FRP Rinforzo di alcuni elementi con incamiciatura in c.a.

24 Criteri generali di intervento Regolarizzazione in pianta mediante la realizzazione di opportuni tagli strutturali

25 Criteri generali di intervento Ipotesi A Solidarizzazione dei giunti strutturali esistenti Giunti di dilatazione termica esistenti

26 Criteri generali di intervento Ipotesi A Giunto esistente Solaio

27 Criteri generali di intervento Ipotesi A Giunto esistente richiuso mediante clacestruzzo ad elavata fluidità previa preparazione, ripulitura delle superifici ed applicazione aggrappante per riprese di getto Angolari e calastrelli in acciaio o nastri in acciaio inox Solaio Angolari e calastrelli in acciaio o nastri in acciaio inox Angolari e calastrelli in acciaio con

28 Criteri generali di intervento Ipotesi A Calcestruzzo colato per la richiusura del giunto esistente Sezione in corrispondenza dell'unione bullonata Sezione in corrispondenza dell'unione bullonata Perforazione armata φ 16 / 33cm ngolare incollato con esina epossidica Riempimento con malta a ritiro compensato

29 Criteri generali di intervento Ipotesi B Realizzazione di nuovi giunti strutturali sismici Realizzazione di nuovi giunti

30 Criteri generali di intervento Ipotesi B 70 Giunto esistente 20 Nuovo Giunto 57 FASE 1.Demolizione pilastro e messa a nudo delle armature delle travi

31 Criteri generali di intervento Ipotesi B Nuovo Giunto 3 Le armature esistenti delle travi dovranno essere rimesse a nudo e collegate all'interno del nuovo pilastro. Dovranno essere eseguite anche perforzioni armate necessarie a collegare il vecchio cls delle travi con il nuovo pilastro il bordo della trave esistente sarà inserito per almeno 3 cm allinterno del nuovo pilastro avendo cura di ripulire la superficie della sezione della trave e eseguire un trattatamento con idoneo aggrappante FASE 2. Preparazione delle armature delle travi FASE 3. Messa in opera nuove carpenterie metalliche ed esecuzione getto di calcestruzzo

32 Criteri generali di intervento Ipotesi C Adeguamento dei giunti di dilatazione termica esistenti mediante l inserimento di dispositivi STU (Shock Transmission Unit)

33 Criteri generali di intervento Progetto finale Adeguamento dei giunti di dilatazione termica esistenti mediante l inserimento di dispositivi STU (Shock Transmission Unit) Rinforzo globale Rinforzo locale

34 Criteri generali di intervento

35 Esecuzione dell intervento: Demolizioni strutturali Demolizioni necessarie a facilitare l inserimento di nuovi elementi in c.a. Demolizioni

36 Isolamento alla base Esempio di inserimento di isolatori in un edificio esistente

37 Controventi dissipativi Struttura con Controventi dissipativi Struttura senza Controventi dissipativi