Task 3 - Costruzioni in muratura

Transcript

1 RETE DEI LABORATORI UNIVERSITARI DI INGEGNERIA SISMICA Workshop di Coordinamento Progetto ReLUIS - DPC Napoli, 8 Ottobre 2013 Nuovo Progetto Esecutivo Reluis-DPC AT 2 - Innovazioni normative e tecnologiche in ingegneria sismica Linea 1 - Aspetti nella progettazione sismica delle nuove Task 3 - Costruzioni in muratura Coordinatore: G. Magenes UNITA PARTECIPANTI: - UNIPV (Coordinatore: Guido Magenes) - UNIPD (Coordinatore: Francesca Da Porto)

2 OBIETTIVI COMPLESSIVI DEL TASK Criteri per la limitazione del danno alle tamponature e ai rivestimenti in muratura non strutturale negli edifici di nuova progettazione 1. Nel caso di tamponature e rivestimenti in muratura collegati rigidamente alla struttura: valutazione degli intervalli di deformazione angolare interpiano attese per l azione sismica di progetto con riferimento a diversi livelli di pericolosità sismica del sito e diversi stati limite prestazionali in configurazioni strutturali rappresentative di edifici pluripiano. 2. Definizione di correlazioni tra deformazione imposta nel piano della tamponatura e parametri meccanici che caratterizzano la risposta alle azioni fuori piano (capacità).

3 OBIETTIVI COMPLESSIVI DEL TASK - segue 3. Individuazione delle condizioni progettuali (pericolosità sismica del sito, numero di piani dell edificio, rigidezza delle strutture verticali) in cui è possibile/necessario ricorrere alle diverse soluzioni costruttive quali: a) Tamponatura/rivestimento in muratura rigidamente collegato alla struttura, senza particolari dettagli di rinforzo alla tamponatura stessa b) Tamponatura rigidamente collegata alla struttura, con rinforzi alla tamponatura (reti da intonaco, armatura a traliccio, fibre..) c) Tamponatura/rivestimento disaccoppiati dalla struttura (per quanto riguarda le deformazioni nel piano) mediante giunti o collegamenti flessibili, in cui comunque è garantita la stabilità all azione ortogonale 4. Sviluppo e verifica sperimentale (mediante prove statiche) di alcune soluzioni costruttive (prove cofinanziate dall industria).

4 SIMULAZIONE NUMERICA DELLA RISPOSTA DI TELAI TAMPONATI - UNIPV CORRELAZIONE IN TERMINI DI RICHIESTA DI DRIFT INTERPIANO TRA TELAIO NUDO E TAMPONATO Densità delle tamponature w j + Coefficiente di rigidezza relativa γ j,0 Coefficiente densità-rigidezza C j = γ j,0 w j Stima del drift sui telai tamponati δ j (w j ) in funzione del drift sui telai nudi δ j (w j = 0) e di C j Stato Limite di Esercizio (SLD) Stato Limite Ultimo (SLV) Limiti deformativi da utilizzare per la progettazione in funzione di C j Average Drift δ μ,j [%] 0,40 0,30 0,20 0,10 0, Infill Density w j [%] δ μ,j (w j )/δ μ,j (w j =0) 1,00 0,75 0,50 0,25 T1 T2 T3 w j = 50% w j = 75% w j = 100% DLS 0,00 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 Stiffness coefficient γ j,0 Infilled Frame Drift δ j (w j ) [%] δ ULS,0 δ DLS,0 δ DLS (C j = a) δ DLS (C j = b) δ ULS (C j = a) δ ULS (C j = b) Bare Frame Drift δ j (w j = 0) [%] Design Drift Limit δ DLS (C j ), δ ULS (C j ) δ ULS (C j ) δ ULS,0 δ DLS (C j ) δ DLS,0 C j Density-stiffness Coefficient C j

5 ATTIVITA SPERIMENTALI SU TAMPONATURE ROBUSTE UNIPV e UNIPD Prove di caratterizzazione su cls, acciaio, blocchi, malte e provini in muratura Prove cicliche nel piano su 3 telai completamente tamponati e su un telaio non tamponato Prove carico-scarico fuori piano sui tamponamenti precedentemente danneggiati nel piano. Tipologia di tamponamento A Bare Frame No. Nel piano Fuori piano Nel piano TA1 (drift intermedio) (condizioni ultime) TNT (condizioni ultime) TA2 (drift elevato) (condizioni ultime) TA3 (drift basso) (condizioni ultime) Prove cicliche nel piano Prove fuori piano

6 PROVE SPERIMENTALI UNIPV e UNIPD Prova nel piano, t. nudo, drift raggiunto 3.5% (TNT) Prova nel piano, t. tamponato, drift raggiunto 2.5% (TA2_IP) Prova fuori piano (TA2_OPS) a FP ~ 2.5 g

7 PROVE SPERIMENTALI UNIPV e UNIPD Prova nel piano, t. tamponato, drift raggiunto 1.5% (TA1_IP) Prova fuori piano (TA1_OPS) Prova nel piano, t. tamponato, drift raggiunto 1.0% (TA3_IP) Prova fuori piano (TA3_OPS)

8 AT2-1.3 Aspetti nella progettazione sismica delle nuove Costruzioni in muratura MODELLAZIONE NUMERICA 1 (UNIPD) Dall osservazione sperimentale, nei test fuori piano, dello sviluppo del meccanismo ad arco, si è sviluppato un modello numerico in grado di riprodurre le curve sperimentali carico-spostamento. Le capacità e le ipotesi di base del modello sono: Collegare la resistenza fuori piano al danneggiamento avvenuto nel piano (riduzione delle proprietà meccaniche della muratura: α e β); L azione di confinamento prodotta dal telaio è assunta come un vincolo elastico; Possibilità di variare le geometrie del muro e le configurazioni della tamponatura all interno del telaio; Legame non-lineare (con softening) delle tensioni-deformazioni della muratura; Semplificazione considerando due conci come rappresentativi del meccanismo e integrazione dello stato tensionale nelle sole sezioni di estremità.

9 MODELLAZIONE NUMERICA 2 AT2-1.3 Aspetti nella progettazione sismica delle nuove Costruzioni in muratura Muratura non armata Muratura armata

10 MODELLAZIONE NUMERICA 3 AT2-1.3 Aspetti nella progettazione sismica delle nuove Costruzioni in muratura Per tenere in considerazione il danneggiamento nel piano sono stati introdotti due coefficienti riduttivi indipendenti, α e β, rispettivamente per la resistenza a compressione (f m ) e per il modulo elastico (E m ) della muratura. I coefficienti di calcolo a, b c e d utilizzati nella formulazione sono stati ricavati attraverso un processo di regressione sulla base dei dati sperimentali. I valori di resistenza a compressione e modulo elastico iniziali sono ricavati sperimentalmente. URM RM a b c d Sulla base dei risultati ottenuti si è derivata una formulazione semplificata (utilizzata nelle Linee Guida) che rende possibile un calcolo attraverso la sola riduzione della resistenza a compressione (f m,arco = α f m ).

11 OBIETTIVI RAGGIUNTI Valutazione degli intervalli di deformazione angolare interpiano attese con riferimento a diversi stati limite prestazionali in configurazioni strutturali rappresentativi di edifici pluripiano nel caso di tamponature deboli non armate o leggermente rinforzate e correlazione in termini di richiesta di drift interpiano tra telaio nudo e tamponato. (UNIPV) Sviluppo e verifica sperimentale di soluzioni costruttive armate e non armate (cofinanziate dall industria) mediante prove cicliche nel piano e fuori piano di telai completamente o parzialmente tamponati (UNIPD e UNIPV). Definizione di correlazioni tra deformazione imposta nel piano della tamponatura e parametri meccanici che caratterizzano la risposta alle azioni fuori piano (capacità) nel caso di tamponature deboli non armate o leggermente rinforzate e nel caso di tamponature robuste (UNIPD e UNIPV); sviluppo di un modello numerico per la previsione della risposta fuori piano di pannelli «robusti» correlato alla deformazione imposta nel piano della tamponatura (UNIPD).

12 PRODOTTI OTTENUTI Rapporti contenenti i risultati sperimentali ottenuti presso UNIPD e UNIPV Rapporti scientifici sulle modellazioni numeriche (UNIPD e UNIPV) Bozza di linee guida per il progetto e la realizzazione di tamponature-rivestimenti in muratura (UNIPD e UNIPV): a) Tamponatura/rivestimento in muratura rigidamente collegato alla struttura, senza particolari dettagli di rinforzo alla tamponatura stessa b) Tamponatura rigidamente collegata alla struttura, con rinforzi alla tamponatura SVILUPPI FUTURI Prosecuzione dell attività di revisione/aggiornamento dei criteri di progetto proposti nelle linee guida per la progettazione.