DOCENTE: Ing. Massimo Morelli

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1 DOCENTE:

2 Strutture: sistemi di indagine e metodi di consolidamento diagnosi, metodologie e sistemi di indagine interventi di consolidamento con materiali innovativi esempi di progetti di rinforzo su strutture esistenti Verona 23/10/2017

3 IL PROGETTO DEGLI INTERVENTI DI RINFORZO STRUTTURALE PER EDIFICI ESISTENTI [D.M. 14/08/2008] PREVEDE LE SEGUENTI FASI: RAGGIUNGIMENTO DEL LIVELLO DI CONOSCENZA LA MODELLAZIONE DELLA STRUTTURA ANALISI NUMERICHE E VERIFICHE STRUTTURALI PROGETTO DEL RINFORZO STRUTTURALE

4 IL PROGETTO DEGLI INTERVENTI DI RINFORZO STRUTTURALE PER EDIFICI ESISTENTI [D.M. 14/08/2008] PREVEDE LE SEGUENTI FASI: RAGGIUNGIMENTO DEL LIVELLO DI CONOSCENZA LA MODELLAZIONE DELLA STRUTTURA ANALISI NUMERICHE E VERIFICHE STRUTTURALI PROGETTO DEL RINFORZO STRUTTURALE

5 IL RAGGIUNGIMENTO DEL LIVELLO DI CONOSCENZA Questa fase prevede : il rilievo geometrico della struttura, Il rilievo dei dettagli costruttivi, la determinazione delle proprietà dei materiali. Diagnosi, metodologie e sistemi di indagine sono finalizzate al raggiungimento del livello di conoscenza necessario per la valutazione della sicurezza edifici esistenti. degli Il rilievo geometrico della struttura, consente di individuare i seguenti elementi: strutture in muratura: volte, solai, scale, carichi, fondazioni, quadro fessurativo; strutture in c.a.: dimensione degli elementi strutturali (travi, pilastri, solai, ecc.).

6 Diagnosi, metodologie e sistemi di indagine Per quanto riguarda il rilievo dei dettagli costruttivi, questi possono essere ricavati dalla documentazione di progetto originale disponibile e possono richiedere indagini sperimentali a campione e valutazioni estensive per analogia. Per le strutture in muratura sono esaminati i seguenti dettagli costruttivi : qualità del collegamento tra pareti verticali; qualità del collegamento tra orizzontamenti e pareti e presenza di cordoli; presenza di elementi atti ad eliminare le spinte eventualmente presenti; tipologia della muratura Per le strutture in c.a. sono esaminati i seguenti dettagli costruttivi : quantità e disposizione delle armature

7 12 cm 31,5 cm 10 cm 6,5 cm 12 cm 3 TRAVETTO IN CEMENTO ARMATO LATERIZIO FORATO TRAVETTO IN CEMENTO ARMATO Diagnosi, metodologie e sistemi di indagine Barra f = 10 mm liscia ES1 10 cm 15 cm 10 cm Esempi di rilievo dei dettagli Interasse = 25 cm costruttivi (SGM. S.r.l.) SEZIONE TIPOLOGIA SOLAIO E COMMENTO DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA SAGGIO SS1 INTONACO 1,5 cm Solaio in latero-cemento di spessore complessivo pari a circa 31,5 cm. I travetti in cemento armato (armati con una barra f = 10 mm liscia) sono posti ad un interasse di circa 25 cm. INDAGINE VIDEOENDOSCOPICA E SAGGIO SU SOLAIO ES1 e SS1 - SOLAIO - PIANO TERRA - MUNICIPIO SCHEMA GRAFICO PAVIMENTO1,5 cm Quota piano terra SOTTOPAVIMENTAZIONE SOLETTA IN CALCESTRUZZO TRAVETTO IN CEMENTO ARMATO LATERIZIO FORATO TRAVETTO IN CEMENTO ARMATO Barra f = 10 mm liscia 10 cm ES1 15 cm Interasse = 25 cm 10 cm TIPOLOGIA SOLAIO E COMMENTO Solaio in latero-cemento di spessore complessivo pari a circa 31,5 cm. I travetti in cemento armato (armati con una barra f = 10 mm liscia) sono posti ad un interasse di circa 25 cm. DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA SAGGIO SS1 INTONACO 1,5 cm Indagini videoendoscopiche SEZIONE e saggio su solaio in laterocemento Indagini termografiche sulle facciate

8 Diagnosi, metodologie e sistemi di indagine Esempi di rilievo dei dettagli costruttivi (SGM. S.r.l.) SAGGIO PER INDIVIDUAZIONE TESSITURA MURARIA TM6 - MURO PERIMETRALE - PIANO PRIMO - MUNICIPIO DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA Muratura in Muratura mista in pietra mattoni pieni e mattoni pieni COMMENTO Saggio per determinare le tessiture murarie e Muratura in mattoni pieni e muratura mista in pietra e mattoni pieni. Il saggio è stato eseguito a circa 160 cm dalla quota del piano primo. verificare l'ammorsamento di pareti ortogonali Indagini magnetometriche con scanner digitale ad alta definizione: per l individuazione della posizione delle barre d armatura e per la stima del loro diametro Saggio per determinare la disposizione delle armature e le loro dimensioni in elementi in cemento armato quali travi, pilastri e pareti

9 Diagnosi, metodologie e sistemi di indagine Per quanto riguarda la determinazione delle proprietà dei materiali, ci si baserà su documentazione disponibile, su verifiche visive in situ e su prove sperimentali. Le indagini dovranno essere motivate, per tipo e quantità, dal loro effettivo uso nelle verifiche; nel caso di beni culturali e nel recupero di centri storici, dovrà esserne considerato l impatto in termini di conservazione del bene. I valori delle caratteristiche meccaniche dei materiali vengono valutati sulla base delle prove effettuate sulla struttura.

10 Diagnosi, metodologie e sistemi di indagine Per quanto riguarda la determinazione delle proprietà dei materiali nelle strutture in muratura particolare attenzione è riservata alla valutazione della qualità muraria, con riferimento agli aspetti legati al rispetto o meno della regola dell arte. Di particolare importanza risulta la presenza o meno di elementi di collegamento trasversali (es. diatoni), la forma, tipologia e dimensione degli elementi, la tessitura, l orizzontalità delle giaciture, il regolare sfalsamento dei giunti, la qualità e consistenza della malta. Di rilievo risulta anche la caratterizzazione di malte (tipo di legante, tipo di aggregato, rapporto legante/aggregato, livello di carbonatazione), e di pietre e/o mattoni (caratteristiche fisiche e meccaniche) mediante prove sperimentali.

11 Diagnosi, metodologie e sistemi di indagine Esempi di determinazione delle proprietà dei materiali nelle strutture in muratura (SGM. S.r.l.) Prova di martinetto piatto doppio Prove di compressione su elementi di pietra prelevati in situ e prove di punzonamento su malta

12 Diagnosi, metodologie e sistemi di indagine Per quanto riguarda la determinazione delle proprietà dei materiali nelle strutture in c.a. saranno effettuate le seguenti indagini sperimentali: Calcestruzzo: la misura delle caratteristiche meccaniche si ottiene mediante estrazione di campioni ed esecuzione di prove di compressione fino a rottura. Acciaio: la misura delle caratteristiche meccaniche si ottiene mediante estrazione di campioni ed esecuzione di prove a trazione fino a rottura con determinazione della resistenza a snervamento e della resistenza e deformazione ultima, salvo nel caso in cui siano disponibili certificati di prova di entità conforme a quanto richiesto per le nuove costruzioni, nella normativa dell epoca.

13 IMS4 IMS4 36 cm Diagnosi, metodologie e sistemi di indagine Esempi di determinazione delle proprietà dei materiali nelle strutture in c.a. (SGM. S.r.l.) TRAVE 2 - PIANO SOTTOTETTO INDAGINE PACHOMETRICA E INDIVIDUAZIONE DEL PRELIEVO DI CAROTA IN CALCESTRUZZO N. 2 Barre longitudinali F = 14/16 mm Spessore copriferro 2,5/3,5 cm 34 cm IMS3 C2 Staffe F = 6/8 mm Passo = 15/20 cm Contrassegno PIANTA Carota non passante MISURA DELLA PROFONDITÀ DI CARBONATAZIONE Lunghezza carota = 23 cm Estremo di entrata dk 0,0 cm d KMAX 0,0 cm PROVA DI COMPRESSIONE ED INDAGINI ULTRASONICHE IN LABORATORIO Diametro Altezza Altezza/ Diametro f c f cm Rc Piano Sottotetto SEZIONE A 176 cm DA APPOGGIO Modulo elastico secante a compressione Velocità ultrasonica (m m ) (m m ) (N/m m 2 ) (N/m m 2 ) (N/m m 2 ) (N/m m 2 ) (m /s ) C2 94,0 190,6 2,00 34,9 41,1 49, DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA ED IMMAGINI PACHOMETRICHE Prova di compressione su carota estratta in situ e indagini ultrasoniche per la determinazione delle caratteristiche meccaniche del cls Prove sclerometriche su calcestruzzo per la stima della resistenza a rottura del cls IMS3

14 Diagnosi, metodologie e sistemi di indagine Altri sistemi di indagine sulle strutture (SGM. S.r.l.) Prove di carico statico su solaio

15 MODELLAZIONE DELLA STRUTTURA Modellazione di edifici in muratura Modellazione di edifici in c.a.

16 ANALISI NUMERICHE E VERIFICHE STRUTTURALI Analisi numeriche e verifiche strutturali di edifici in muratura Analisi numeriche e verifiche strutturali di edifici in c.a.

17 IL PROGETTO DEL RINFORZO STRUTTURALE Nella normativa [D.M. 14/08/2008] si individuano le seguenti categorie di interventi di rinforzo su strutture esistenti: - interventi di adeguamento atti a conseguire i livelli di sicurezza previsti dalle norme; - interventi di miglioramento atti ad aumentare la sicurezza strutturale esistente, pur senza necessariamente raggiungere i livelli richiesti dalle norme; - riparazioni o interventi locali che interessino elementi isolati, e che comunque comportino un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti. Gli interventi di rinforzo sono progettati sulla base della modellazione della struttura e dei risultati delle analisi numeriche e verifiche strutturali.

18 interventi di consolidamento con materiali innovativi Esempi di interventi di consolidamento nelle strutture in muratura con materiali innovativi (FIDIA S.r.l.) Interventi di rinforzo con FRP su strutture in muratura

19 interventi di consolidamento con materiali innovativi Esempi di interventi di consolidamento innovativi (FIDIA S.r.l.) nelle strutture in c.a. con materiali Interventi di rinforzo con FRP su strutture in c.a.

20 interventi di consolidamento con materiali innovativi Prove per il controllo della corretta posa in opera del materiale composito (SGM S.r.l.) Indagine di adesione (pull-off). La norma CNR-DT 200 R1/2012 prevede l impiego di tale prova per la verifica della qualita dell aderenza dell FRP al substrato. Viene eseguita utilizzando piastre circolari in acciaio di spessore 20 mm e con diametro pari ad almeno 3 volte la dimensione caratteristica dell inerte del calcestruzzo del substrato, e comunque non inferiore a 40 mm. Il rinforzo deve essere tagliato attorno al bordo della piastra, prima della prova, con una fresa cilindrica retta di diametro 3mm, rotante ad almeno 2500 giri/min, avendo cura di non surriscaldare il composito e di ottenere l incisione anche del substrato per uno spessore di 1-2 mm. L applicazione può ritenersi accettabile se almeno l 80% delle prove (entrambe nel caso di due sole prove) fornisce una tensione di picco allo strappo non inferiore a 0,9 MPa ed inoltre se, prevalentemente, la crisi è localizzata al di sotto della superficie di interfaccia composito/substrato. Prova di pull-off su FRP

21 interventi di consolidamento con materiali innovativi Prove per il controllo della corretta posa in opera del materiale composito (SGM S.r.l.) Indagini ultrasoniche. La norma CNR-DT 200 R1/2012 prevede l impiego di tale prova per la verifica della qualita dell aderenza dell FRP al substrato. Devono essere condotte impiegando metodologie in riflessione con frequenze non inferiori a 1.5 MHz (1.0 per murature) e sonde con diametro non superiore a 25 mm, adottando la tecnica basata sulla variazione dell ampiezza del primo picco per la localizzazione dei difetti. Indagini ultrasoniche su FRP

22 interventi di consolidamento con materiali innovativi Prove per il controllo della corretta posa in opera del materiale composito (SGM S.r.l.) Indagine termografica. La norma CNR-DT 200 R1/2012 prevede l impiego di tale prova per la verifica della qualità dell aderenza dell FRP al substrato. Risultano efficaci solamente in presenza di materiali di rinforzo caratterizzati da bassa conducibilità termica (no carbonio). Occorre inoltre assicurare che il riscaldamento impartito nel corso della prova non danneggi il rinforzo con temperature troppo vicine a quella di transizione vetrosa. Indagini termografiche su FRP

23 interventi di consolidamento con materiali innovativi Prove per il controllo della corretta posa in opera del materiale composito (SGM S.r.l.) Determinazione della corretta posa in opera dei materiali compositi

24 interventi di consolidamento con materiali innovativi Monitoraggio strutturale degli edifici rinforzati con FRP (SGM S.r.l.) Sistema di acquisizione integrato Smartbrick Successivamente al rinforzo con materiali compositi: installazione di un innovativo monitoraggio strutturale (sistema intelligente di registrazione di grandezze fisiche ed eventi, in particolare quelli sismici, che dovessero verificarsi, con registrazione in continuo di tutte le informazioni e trasmissione degli stessi in tempo reale via internet).

25 interventi di consolidamento con materiali innovativi Monitoraggio strutturale degli edifici rinforzati con FRP (SGM S.r.l.): Sistema di acquisizione integrato Smartbrick Sistema di acquisizione integrato Smartbrick di tipo stand alone dotato di batterie ad elevata densità ed equipaggiato con modulo quadribanda per connessioni GPRS, dotato di sensori incorporati nel sistema, cui possono essere collegati quasi tutti i sensori presenti sul mercato. Possono essere inserite soglie di allarme dei parametri di misura; i dati sono registrati e visualizzati mediante interfaccia web, per consentire la elaborazione dei dati.

26 interventi di consolidamento con materiali innovativi Monitoraggio strutturale degli edifici rinforzati con FRP (SGM S.r.l.): Sistema di acquisizione integrato Smartbrick L impiego di unità Smartbrick permette di garantire diversi vantaggi fondamentali: Acquisizione veloce: Smartbrick è il primo sistema di monitoraggio che include la possibilità di scatenare registrazioni ad altissima velocità in risposta a fenomeni improvvisi come impatti, vibrazioni, eventi sismici. Versatilità: grazie ai sensori integrati, alla varietà di ingressi pre-condizionati è possibile aggiornare e riconfigurare il sistema sul campo velocemente e senza costi aggiuntivi. Affidabilità: la tripla ridondanza di alimentazione e la connessione via rete cellulare indipendente per ciascuna unità permettono di ridurre le avarie e limitare l impatto di guasti ed atti vandalici sull operatività dell intero impianto.

27 Intervento di Miglioramento sismico Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze

28 Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze 1) RAGGIUNGIMENTO DEL LIVELLO DI CONOSCENZA Sull edificio sono state eseguite le seguenti indagini sperimentali (struttura in muratura): - Indagini termografiche - Saggi conoscitivi (su muri, solai e scale) - Videoendoscopie (su muri e solai) - Prove penetrometriche sulle malte - Prova con martinetti piatti doppi - Prelievi di muratura per la stima della resistenza a compressione - Prove con penetrometro resistograph su elementi in legno - Prelievo campioni di legno per prove di laboratorio - Indagini termografiche su pareti

29 Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze 1) RAGGIUNGIMENTO DEL LIVELLO DI CONOSCENZA: Campagna sperimentale per estese prove in sito (LC3): indagini sperimentali SGM s.r.l. VUOTO parquet SOLAIO TIPO 1 listello in legno VUOTO Parziale riempimento con materiale incoerente VUOTO 2,5 1,5 parquet SOLAIO TIPO 2 12 Parziale riempimento con materiale incoerente 2 2, ,5 VUOTO 16 controsoffitto in listelli di legno VUOTO 32 listello in legno tavolato in legno VUOTO trave portante in legno 16x22 cm 1,5 1,5 VUOTO tavolato in legno 18 listello in legno VUOTO 10,5 32 listello in legno tavolato in legno VUOTO 2 3 trave portante in legno 18x22 cm parquet 1,5 VUOTO tavolato in legno SOLAIO TIPO 14 tavolato listello in materiale incoerente di riempimento in legno legno ,5 VUOTO 14, listello in listello in legno tavolato in legno legno 3 3 VUOTO 25 1,5 trave portante in legno 18x25 cm 21 2,5 VUOTO ipe180 SOLAIO TIPO 7 pavimento in piastrelle e legno spessore in legno staffa di collegamento volta in laterizi forati spessore 4 cm VUOTO 70 travetto di sostegno del controsoffitto materiale incoerente di riempimento 2, VUOTO 2,5 6 2 controsoffitto pannello in cartongesso telaio cartongesso Rilievi della tipologia dei solai

30 Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze 1) RAGGIUNGIMENTO DEL LIVELLO DI CONOSCENZA: Campagna sperimentale per estese prove in sito (LC3): indagini sperimentali SGM s.r.l. Saggio su setti murari e verifica connessione Indagini videoendoscopiche e saggio su volte in muratura Indagini videoendoscopiche e saggio su solaio in legno Prove con penetrometro resistograph su elementi in legno

31 Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze 1) RAGGIUNGIMENTO DEL LIVELLO DI CONOSCENZA: Campagna sperimentale per estese prove in sito (LC3): indagini sperimentali SGM s.r.l. Dislocazione prove penetrometriche su capriate in legno

32 Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze 1) RAGGIUNGIMENTO DEL LIVELLO DI CONOSCENZA: Campagna sperimentale per estese prove in sito (LC3): indagini sperimentali SGM s.r.l. Prove penetrometriche su capriate in legno Prove in Laboratorio: su campioni di legno prelevati, analisi biodeteriogeni invertebrati e agenti biotici di degradazione del legno.

33 Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze 1) RAGGIUNGIMENTO DEL LIVELLO DI CONOSCENZA: Campagna sperimentale per estese prove in sito (LC3): indagini sperimentali SGM s.r.l. Dislocazione indagini videoendoscopiche su pareti 2 piano Indagini videoendoscopiche su elementi strutturali

34 Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze 1) RAGGIUNGIMENTO DEL LIVELLO DI CONOSCENZA: Campagna sperimentale per estese prove in sito (LC3): indagini sperimentali SGM s.r.l. Muratura in pietra di diverse dimensioni Arco tamponato con laterizi regolari Architrave in cls Indagini termografiche su pareti

35 Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze 1) RAGGIUNGIMENTO DEL LIVELLO DI CONOSCENZA: Campagna sperimentale per estese prove in sito (LC3): indagini sperimentali SGM s.r.l. Martinetto piatto doppio per la determinazione delle caratteristiche meccaniche Prova di scorrimento per la determinazione delle caratteristiche meccaniche Prove penetrometriche su malte

36 Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze 2) MODELLAZIONI STRUTTURALI 3) ANALISI NUMERICHE CON VERIFICHE STRUTTURALI Sviluppo ed analisi di modelli numerici lineari. Verifiche statiche e verifiche tecniche per la valutazione di sicurezza sismica ai sensi del D.M Progetto di miglioramento sismico mediante applicazione di incatenamenti e tiranti in FRP. Verifiche tecniche per la valutazione di sicurezza sismica ai sensi del D.M dopo l'intervento di miglioramento sismico. Verifiche statiche solai in legno rinforzati con FRP

37 Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze 2) MODELLAZIONI STRUTTURALI 3) ANALISI NUMERICHE CON VERIFICHE STRUTTURALI è previsto lo sviluppo ed analisi di un modello numerico lineare per l'esecuzione di verifiche sismiche ai sensi DM 14/01/ PIAZZA S.CECILIA VIA CALIMARUZZA VIA VACCHERECCIA Sviluppo di modelli numerici PIAZZA DELLA SIGNORIA Pianta solai oggetto di rinforzo

38 Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze 2) MODELLAZIONI STRUTTURALI 3) ANALISI NUMERICHE CON VERIFICHE STRUTTURALI Vengono ricavati gli indicatori di rischio sismico della struttura dopo la realizzazione dell intervento (α u indicatore di rischio di collasso). TR, SLV,RIF = 475 anni (a g /g) SLV,RIF = Resistenza fuori piano di un pannello α u = (TR/TR, RIF ) 0.41 = = PGA/PGA, RIF = Resistenza nel piano di un pannello α u = (TR/TR, RIF ) 0.41 = =PGA/PGA, RIF = facciata A facciata B Le verifiche dei cinematismi per ribaltamento delle facciate dopo l'intervento sono soddisfatte facciata C

39 VIA CALIMARUZZA VIA CALIMALUZZA PIAZZA S.CECILIA PIAZZA S. CECILIA Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze 4) PROGETTO DEL RINFORZO STRUTTURALE: L'intervento prevede l inserimento di incatenamenti e tiranti con FRP (materiali FRP di FIDIA S.r.l.). PIANTA PIANO PRIMO VIA VACCHERECCIA VIA VACCHERECCIA PIAZZA DELLA SIGNORIA Pianta incatenamenti di piano con FRP Pianta tiranti di facciata con FRP

40 Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze 4) PROGETTO DEL RINFORZO STRUTTURALE: L'intervento prevede l inserimento di incatenamenti e tiranti con FRP (materiali FRP di FIDIA S.r.l.). Particolari collegamenti nastri FRP-muratura mediante perfori con barre in aramide Particolari collegamenti tra nastri in FRP

41 Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze 4) PROGETTO DEL RINFORZO STRUTTURALE: L'intervento prevede l inserimento di incatenamenti e tiranti con FRP (materiali FRP di FIDIA S.r.l.). Connettori in fibra di acciaio Tessuti in fibra di acciaio

42 h trave t s 5 h trave t s Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze 4) PROGETTO DEL RINFORZO STRUTTURALE: Inoltre è previsto il rinforzo di alcuni solai mediante due differenti modalità, la prima prevede l applicazione di carbonio in tessuto all intradosso mentre la seconda prevede l applicazione di profili pultrusi in fibra di vetro all estradosso e una soletta collaborante in calcestruzzo alleggerito (materiali FRP di FIDIA S.r.l.). connettore massetto in cls rete elettrosaldata Ø6 20x20" massetto in cls connettore assito assito 5 angolari in materiale pultruso b trave fascia in fibra di carbonio posta all'intradosso della trave in triplo strato B=10 cm 10 b trave i i solai in legno: rinforzo 1 intradossale solai in legno: rinforzo 2 estradossale

43 Palazzo delle Generali Piazza della Signoria - Firenze 4) PROGETTO DEL RINFORZO STRUTTURALE: rinforzo di alcuni solai mediante l applicazione di carbonio in tessuto all intradosso e l applicazione di profili pultrusi in fibra di vetro all estradosso e una soletta collaborante in calcestruzzo alleggerito (materiali FRP di FIDIA S.r.l.). Nastri in fibre di carbonio Profili pultrusi in fibra di vetro

44 Intervento di adeguamento sismico Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila

45 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 1) RAGGIUNGIMENTO DEL LIVELLO DI CONOSCENZA Sono stati reperiti i disegni del progetto originale

46 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 1) RAGGIUNGIMENTO DEL LIVELLO DI CONOSCENZA Sono stati reperiti i disegni del progetto originale Rilievo geometrico Rilievo del danno

47 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 1) RAGGIUNGIMENTO DEL LIVELLO DI CONOSCENZA Sull edificio sono state eseguite le seguenti indagini sperimentali (strutture in c.a.): - Indagine pachometrica - Saggi per il rilievo diretto delle armature su pilastri e travi e solai - Prelievi di carote in calcestruzzo per esecuzione prove di laboratorio - Prove di carbonatazione - Prelievi di barre di armatura per esecuzione di prove di laboratorio - Indagini videoendoscopiche - Indagini georadar - Prove di carico statico su solai Inoltre sono state effettuate Prospezioni sismiche di superficie (MASW) per la caratterizzazione del terreno

48 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 1) RAGGIUNGIMENTO DEL LIVELLO DI CONOSCENZA: Campagna sperimentale per estese prove in sito (LC3): indagini sperimentali SGM s.r.l. Mediante l'esecuzione di georadar sui solai è possibile determinarne tessitura e caratteristiche geometriche Prova di carico statico su solaio Saggi e prelievo di barre d armatura per prove di laboratorio

49 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 1) RAGGIUNGIMENTO DEL LIVELLO DI CONOSCENZA: Campagna sperimentale per estese prove in sito (LC3): indagini sperimentali SGM s.r.l. Indagini ferroscan, prelievo carota e prove di laboratorio su calcestruzzo Indagini videoendoscopiche e saggio su solaio in laterocemento

50 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 2) MODELLAZIONI STRUTTURALI è previsto lo sviluppo ed analisi di modelli numerici non lineari per l'esecuzione di verifiche sismiche ai sensi DM 14/01/08 COSTRUZIONE DEI MODELLI AD ELEMENTI FINITI: CORPO Y CARATTERISTICHE DI MODELLAZIONE: TELAIO SPAZIALE CON ELEMENTI FINITI MONODIMENSIONALI TIPO FRAME SOLAI CONSIDERATI INFINITAMENTE RIGIDI NEL LORO PIANO TAMPONATURE NON MODELLATE PER TRASCURARE APPORTO DI RESISTENZA E RIGIDEZZA CARATTERISTICHE CALCESTRUZZO: R cm = 20 MPa r = 2200 kg/ m 3 CARATTERISTICHE ACCIAIO D ARMATURA: f y,m = 410 MPa Sviluppo di modelli numerici (Sismicad)

51 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 3) ANALISI NUMERICHE CON VERIFICHE STRUTTURALI definizione delle caratteristiche di non linearitá ed analisi condotte INSERIMENTO DELLE ARMATURE PER LA DEFINIZIONE DELLE HINGE A FIBRE DEFINIZIONE DELLE CAPACITA DELLE STRUTTURE NEI CONFRONTI DELL AZIONE SISMICA ATTRAVERSO ANALISI STATICHE NON LINEARI CARATTERISTICHE ANALISI: FORZANTI CON DISTRIBUZIONE PROPORZIONALI ALLE MASSE ED AGLI AUTOVALORI ECCENTRICITA CONSIDERATE NELLE DUE DIREZIONI PRINCIPALI Corpo X Corpo Y Corpo Z

52 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 3) ANALISI NUMERICHE CON VERIFICHE STRUTTURALI VERIFICHE PER ELEMENTI STRUTTURALI: Verifiche per lo SLU ai soli carichi gravitazionali in combinazione fondamentale Verifiche per lo SLV all azione sismica Meccanismi duttili: valutazione della rotazione ultima alla corda per TRAVI, PILASTRI E PARETI INFLESSE Meccanismi fragili: valutazione della capacità in termini di resistenza per i meccanismi di TAGLIO di TRAVI, PILASTRI, NODI E PARETI VERIFICA STRUTTURALE DEI SOLAI VERIFICA DELLO STATO DELLE PRESSIONI TRASMESSO IN FONDAZIONE AL TERRENO VERIFICA DEI FENOMENI DI MARTELLAMENTO VERIFICA PER ELEMENTI NON STRUTTURALI

53 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 3) ANALISI NUMERICHE CON VERIFICHE STRUTTURALI Capacita della struttura e individuazione elementi non verificati DOMANDA Capacità allo stato attuale Stato limite PGA CLV (g) T RCLV (anni) Corpo X Stato limite di salvaguardia (SLV) 0, Corpo Y Stato limite di salvaguardia (SLV) 0, Corpo Z Stato limite di salvaguardia (SLV) 0, STATI DI VERIFICA: VERIFICHE MECCANISMI DUTTILI VERIFICHE MECCANISMI FRAGILI Corpo X Corpo Y Corpo Z

54 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 4) PROGETTO DEL RINFORZO STRUTTURALE: Calcolo rinforzo elementi strutturali. CALCOLATO IL DT NECESSARIO: CNR DT-200 R1/2012 V Rd, f 1 Rd 0.9d f fed 2 n t f w f cot cot p f

55 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 4) PROGETTO DEL RINFORZO STRUTTURALE: Calcolo rinforzo nodi strutturali: per i nodi non interamente confinati risultanti non soddisfacienti il livello di sicurezza richiesto dal D.M. 14/01/2008 si e proceduto al calcolo di un rinforzo in grado di soddisfare la seguente condizione:

56 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 4) PROGETTO DEL RINFORZO STRUTTURALE: Calcolo rinforzo solai: vengono eseguite per determinate campate di solaio verifiche a flessione e taglio. RISULTANO VERIFICHE NON SODDISFATTE: Momenti sollecitanti SLU [knm] Tagli sollecitanti SLU [knm]

57 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 4) PROGETTO DEL RINFORZO STRUTTURALE: Sistema a presidio del danneggiamento e del ribaltamento: Zona soggetta a possibile ribaltamento con i sistemi antiribaltamento localizzati Fibra di Lino

58 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 4) PROGETTO DEL RINFORZO STRUTTURALE: Interventi a presidio dei fenomeni di martellamento: PARTICOLARE GIUNTO CORPI Y e X

59 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 4) PROGETTO DEL RINFORZO STRUTTURALE: Livello di sicurezza raggiunto: Capacità allo stato di progetto Stato limite PGA CLV (g) T RCLV (anni) Corpo X Stato limite di salvaguardia (SLV) 0,406 > 0,3 750 > 712 Corpo Y Stato limite di salvaguardia (SLV) 0,402 > 0,3 720 > 712 Corpo Z Stato limite di salvaguardia (SLV) 0,410 > 0,3 780 > 712 Valore minimo dell indicatore di rischio sismico PGA C /PGA D = 1,34 T RC / T RD = 1.11 STATI DI VERIFICA: VERIFICHE MECCANISMI DUTTILI VERIFCHE MECCANISMI FRAGILI

60 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 4) PROGETTO DEL RINFORZO STRUTTURALE: Interventi con materiali FRP (FIDIA S.r.l.)

61 Edificio INPS Viale Rendina - L Aquila 4) PROGETTO DEL RINFORZO STRUTTURALE: Interventi con materiali FRP (FIDIA S.r.l.)

62 Intervento di Riparazione del danno con Miglioramento sismico di un edificio storico denominato Villa De Moll sito in Reggiolo (RE) danneggiato dagli eventi sismici del 20 e 29/05/2012

63 Villa De Moll Reggiolo (RE) Le ville emiliane del cinquecento

64 Villa De Moll Reggiolo (RE) Villa De Moll - peculiarità

65 Villa De Moll Reggiolo (RE) Villa De Moll - campagna di indagini

66 Villa De Moll Reggiolo (RE) Tipologie ricorrenti di danno da sisma Danni alle strutture verticali

67 Villa De Moll Reggiolo (RE) Tipologie ricorrenti di danno da sisma Danni alle strutture orizzontali

68 Villa De Moll Reggiolo (RE) Villa De Moll - Danni

69 Villa De Moll Reggiolo (RE) Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale Compatibilità con le strutture ed i materiali esistenti Caratteristiche fisico - chimiche Caratteristiche meccaniche Reversibilità degli interventi Bassa invasività Strutturale Architettonica

70 Villa De Moll Reggiolo (RE) Villa De Moll - Interventi sui maschi murari

71 Villa De Moll Reggiolo (RE) Villa De Moll - Interventi sui maschi murari

72 Villa De Moll Reggiolo (RE) Villa De Moll - Interventi sulle volte

73 Villa De Moll Reggiolo (RE) Villa De Moll - Interventi sugli architravi

74 Villa De Moll Reggiolo (RE) Nuove frontiere Sistema composito come sistema di monitoraggio continuo Sistema composito con sistema di rinforzo attivo - Pretensionamento