Giovedì 10 marzo 2016 Hotel Globus - Via Traiano Imperatore - FORLI
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1 Giovedì 10 marzo 2016 Hotel Globus - Via Traiano Imperatore - FORLI SISTEMI E SOLUZIONI INNOVATIVE PER LA MITIGAZIONE DELLA VULNERABILITA SISMICA DEL PATRIMONIO EDILIZIO ESISTENTE CONSOLIDAMENTO E MITIGAZIONE DELLA VULNERABILITA SISMICA DI EDIFICI IN MURATURA E C.A.: DALL IDENTIFICAZIONE DELL ORGANISMO STRUTTURALE CON LE METODOLOGIE DELL INDAGINE DIAGNOSTICA ALLE DEFINIZIONI DEGLI INTERVENTI DI RINFORZO CON L IMPIEGO DI TECNOLOGIE E MATERIALI INNOVATIVI (FRP ED FRG). PARTE 2a Alberto Balsamo Università degli Studi di Napoli Federico II Facoltà di Ingegneria DiSt - Dipartimento di Strutture per l Ingegneria e l Architettura
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3 Il sisma de L Aquila I pilastri Crisi a taglio alla testa del pilastro circolare. Passo delle staffe superiore (sembra) ai 200mm. E evidente la qualità del calcestruzzo
4 Il sisma de L Aquila I pilastri Crisi a taglio
5 Il sisma de L Aquila I pilastri Crisi a taglio
6 I nodi trave-pilastro Il sisma de L Aquila Assenza di staffe nel nodo Instabilità armatura pilastro passante nel nodo
7 I nodi trave-pilastro Il sisma de L Aquila Assenza di staffe nel nodo Scarsa qualità del calcestruzzo
8 Il sisma de L Aquila Riprese di getto Riprese di getto
9 Il sisma de L Aquila La scala
10 Le Tamponature Danni agli elementi non strutturali Discontinuità prodotte dalle aperture. Ribaltamento della fodera esterna della tamponatura
11 NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI Decreto 14/01/2008 del Ministero delle Infrastrutture (GU n.29 del 04/02/2008) Capitolo 8: Costruzioni Esistenti Categorie degli Interventi interventi di adeguamento atti a conseguire i livelli di sicurezza previsti dalle presenti norme; interventi di miglioramento atti ad aumentare la sicurezza strutturale esistente, pur senza necessariamente raggiungere i livelli richiesti dalle presenti norme; riparazioni o interventi locali che interessino elementi isolati, e che comunque comportino miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti. Gli i t ti di d t i li t d Gli interventi di adeguamento e miglioramento devono essere sottoposti a collaudo statico.
12 Strategie di adeguamento sismico Albe erto Balsamo - - Università di Napoli Federico II
13 TECNICHE DI ADEGUAMENTO SISMICO Tecniche di intervento locale Tecniche di intervento globale Incremento di sezione ed armature Confinamento o con profilati metallici Inserimento di controventi metallici erico II Napoli Fede Università di N Alberto Balsamo - U Confinamento con FRP Inserimento di pareti sismoresistenti Tecniche di protezione sismica: Isolamento alla base Dissipazione supplementare dell energia
14 TECNICHE DI ADEGUAMENTO SISMICO Tecniche di intervento locale Incremento di sezione ed armature Alb berto Balsamo o - Università di Napoli Federico II
15 TECNICHE DI ADEGUAMENTO SISMICO Tecniche di intervento locale Confinamento con FRP 50 repaired control di Napoli F ederico II Shear Force (kn) Displacement (mm) Alb berto Balsamo - Università
16 TECNICHE DI ADEGUAMENTO SISMICO Tecniche di intervento locale Confinamento con profilati metallici Confinamento e rinforzo Fiocchi in Tessuti Metallici Fasciatura in FRP Rinforzo in FRP Alberto Balsamo - Università di Napoli Federico II
17 Allberto Balsam mo - Universitàà di Napoli F Federico II II
18 TECNICHE DI ADEGUAMENTO SISMICO Tecniche di intervento locale Confinamento con profilati metallici Confinamento e rinforzo con FRP Fiocchi in SRP Fasciatura in FRP Rinforzo in FRP Alberto Balsamo - Università di Napoli Federico II
19 Alberto Balsamo - Università di Napoli Federico II
20 Albe erto Balsamo - - Università di Napoli Federico II
21 Alberto B alsamo - Univ versità di Nap poli Federico II
22 Alberto Bals samo - Univer rsità di Napoli Federico II
23 Alberto Balsamo - Università di Napoli Federico II
24 STRATEGIE DI ADEGUAMENTO SISMICO:DI TECNICHE DI INTERVENTO INNOVATIVE Adeguamento sismico con FRP In quanto selettiva, la strategia di intervento con FRP deve essere ispirata ai seguenti principi: eliminazione di tutti i meccanismi di collasso di tipo fragile; eliminazione i i di tutti tti i meccanismi i di collasso di piano ( piano soffice ); miglioramento della capacità deformativa globale della struttura conseguibile in uno dei seguenti modi: - incrementando la duttilità delle potenziali cerniere plastiche senza variarne la posizione; - rilocalizzando le potenziali cerniere plastiche nel rispetto del criterio della gerarchia delle resistenze.
25 STRATEGIE DI ADEGUAMENTO SISMICO:DI TECNICHE DI INTERVENTO INNOVATIVE Adeguamento sismico con FRP Elementi e meccanismi fragili Taglio : sono consentite configurazioni ad U o in avvolgimento. strisce
26 STRATEGIE DI ADEGUAMENTO SISMICO:DI TECNICHE DI INTERVENTO INNOVATIVE Adeguamento sismico con FRP Elementi e meccanismi fragili Zone di sovrapposizione : il pericolo di scorrimento delle giunzioni per aderenza nei pilastri, può essere eliminato mediante l applicazione di una fasciatura di confinamento in FRP.
27 sfilamento armatura ancoraggi insufficienti 1999 North Athens, Greece
28 STRATEGIE DI ADEGUAMENTO SISMICO:DI TECNICHE DI INTERVENTO INNOVATIVE Adeguamento sismico con FRP Elementi e meccanismi fragili Svergolamento delle barre longitudinali li : il pericolo di svergolamento delle barre longitudinali di armatura, può essere eliminato mediante l applicazione di una fasciatura di confinamento in FRP.
29 Kobe 1995
30 STRATEGIE DI ADEGUAMENTO SISMICO:DI TECNICHE DI INTERVENTO INNOVATIVE Nodi Adeguamento sismico con FRP Elementi e meccanismi fragili Il calcolo dell incremento di resistenza a trazione conseguibile nei pannelli dei nodi non confinati va eseguito tenendo conto del contributo dell FRP nella direzione delle tensioni principali di trazione e limitando la massima deformazione di quest ultimo al valore del 4. L intervento risulterà efficace solo se le estremità del rinforzo sono perfettamente ancorate, attraverso l adozione di opportuni particolari costruttivi. In caso contrario il rinforzo non può essere considerato come efficace. Turchia, Agusto 1999 Elsa-Jrc, telaio in scala reale: rinforzo con CFRP del nodo trave-pilastro
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32 Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinati con utilizzo di materiali compositi (FRP)
33 Proteggere gli edifici in c.a. (Flessione Taglio) Travi Nodi esterni Nodi interni Pilastri Zona al piede Strutture in cemento armato Albe erto Balsamo - - Università di Napoli Fe derico II
34 Riparazione e miglioramento con utilizzo di CFRP di un edificio in c.a. danneggiato con sisma controllato di progetto con prova pseudodinamica Laboratorio Europeo per le Verifiche Strutturali Elsa - Ispra (VA) Elsa JRC A. Balsamo - Università di Napoli Federico II A. Colombo - ELSA G. Manfredi - Università di Napoli Federico II PNegro- P. ELSA Alberto Balsamo - Università di Napoli Federico II
35 Elsa-JRC Alberto Balsamo - Un niversità di Napoli Feder ico II
36 Elsa-JRC Albe erto Balsamo - - Università di Napoli Federico II
37 rinforzo con CFRP del nodo trave-pilastro : vista d insieme finale Alberto Balsam mo - Universit tà di Napoli Federico II
38 Alb berto Balsamo o - Università di Napoli Federico II
39 Al lberto Balsam mo - Università di Napoli F Federico II
40 TELAIO RIPARATO Elsa-JRC TEST IN SCALA REALE SU UN TELAIO RIPARATO CON MATERIALI COMPOSITI Alberto B alsamo - Univ versità di Nap poli Federico II
41 MISURA DELLA CAPACITÀ DI SPOSTAMENTO D N Vc Ft Hi Ft Vc N Di Di/Hi Alberto Balsamo - Università di Napoli Federico II Il massimo drift passa da 0.8% a 1.3% Il periodo passa da 0.8 a 1.0 sec
42 La Struttura Spear Alberto Balsamo - Università di Napoli Federico II Edificio di tre piani progettato per soli carichi verticali Progettato secondo le indicazioni i idella Normativa Greca utilizzata dal 1954 al 1995 Struttura regolare in elevazione ma doppiamente non simmetrica in pianta Telai a 2 campate con luci da 3 a 6 m Strutture in cemento armato
43 Alberto Balsamo - Università di Napoli Fede erico II
44 Albe erto Balsamo - - Università di Napoli Federico II
45 Albe erto Balsamo - - Università di Napoli Federico II
46 Albe erto Balsamo - - Università di Napoli Federico II
47 Albe erto Balsamo - - Università di Napoli Federico II
48 Confinamento delle colonne 8 Colonne quadrate: 2 strati GFRP uniassiale 1 Piano: Testa: h= 60 cm Piede: h=77cm (60+20cm sovrapposizione: 3 cm) C8 h=97cm (70+20cm sovrapposizione 3 cm) 2 e 3 Piano : Testa: h= 60 cm Piede h=60cm C8 h=77cm (60+20cm sovrapposizione: i 3 cm) 1st ply 2nd plie 400mm 200mm 600mm 770mm 770mm 600mm 600mm 200mm 1st ply 970mm 600mm 400mm 2nd ply 970mm o II poli Federico versità di Nap alsamo - Univ Alberto B Strutture in cemento armato
49 Rinforzo a taglio colonna rettangolare Rinforzo colonna C6: Fasciatura a tutta tt altezza, 2 strati ti di tessuto t quadriassiale i con sovrapposizione tra le fasce di 3 cm - Università di Napoli Fed derico II 2 strati di QUADRI-AX 1140/48 Albe erto Balsamo - Strutture in cemento armato
50 Rinforzo a taglio nodi d angolo Rinforzo nodi di vertice C2 C5 C7 C8: 2 strati di tessuto Quadriassiale + U-wrap unidirezionale (rinforzo a taglio trave) a) Rinforzo del nodo b) Pannello di nodo c) U-wrap trave Alb berto Balsamo - Università di Napoli Fe ederico II Strutture in cemento armato
51 Struttura Rinforzata Strutture in cemento armato Al lberto Balsam mo - Università di Napoli F Federico II
52 Alberto Balsamo - Università di Napoli Fede erico II
53 Al lberto Balsam mo - Università di Napoli F Federico II
54 Al lberto Balsam mo - Università di Napoli F Federico II
55 Gruppo di lavoro Mauro Dolce Giacomo Di Pasquale Claudio Moroni Gaetano Manfredi Andrea Prota Alberto Balsamo Ivano Iovinella Al lberto Balsam mo - Università di Napoli F Federico II
56 Rappresentazione schematica del meccanismo di crisi del nodo trave-pilastro dovuto all azione di taglio della tamponatura (Modello di Puntone Equivalente ) a) )Lesione diagonale del pannello b) Lesione pseudo-orizzontale all attacco pilastro-pannello di nodo e/o diagonale nel pilastro in prossimità dell attacco al nodo Alberto Balsamo - Università di Napoli Federico II
57 Alberto Balsamo - Università di Napoli Federico II
58 Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinati con utilizzo di materiali compositi i (FRP) A) Incremento della capacità del pannello di nodo e della porzione di sommità del pilastro rispetto all azione az di taglio esercitata dalla a tamponatura B) Incremento della resistenza stenza a taglio del pannello di nodo C) Confinamento delle estremità dei pilastri D) Incremento della resistenza a taglio delle estremità delle travi Alberto Balsamo - Università di Napoli Federico II
59 Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinati con utilizzo di materiali compositi (FRP) Alb berto Balsamo - Università di Napoli Federico II A) Incremento della capacità del pannello di nodo e della porzione di sommità del pilastro rispetto all azione di taglio esercitata t dalla tamponaturat - Fasce diagonali in tessuto metallico uniassiale su nodo d angolo
60 Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinati con utilizzo di materiali compositi (FRP) Alberto Balsam mo - Universit tà di Napoli Federico II A) Incremento della capacità del pannello di nodo e della porzione di sommità del pilastro rispetto all azione di taglio esercitata t dalla tamponaturat - Fasce diagonali in tessuto metallico uniassiale su nodo intermedio
61 Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinati con utilizzo di materiali compositi (FRP) A) Incremento della capacità del pannello di nodo e della porzione di sommità del pilastro rispetto all azione di taglio esercitata dalla tamponatura Alb berto Balsamo - Università di Napoli Federico II - Fasce diagonali in tessuto metallico uniassiale su nodo d angolo: Prove di applicazione presso il Laboratorio DIST - UNINA
62 Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinati con utilizzo di materiali compositi (FRP) - Fasce ad L in tessuto quadriassiale bilanciato in fibra di carbonio su nodo d angolo Alb berto Balsamo o - Università di Napoli Federico II
63 Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinati con utilizzo di materiali compositi (FRP) Alberto Balsa amo - Univers sità di Napoli Federico II II - Fasce ad L in tessuto quadriassiale bilanciato in fibra di carbonio su nodo intermedio
64 Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinati con utilizzo di materiali compositi (FRP) à di Napoli F Federico II lberto Balsam mo - Università Al B) Incremento della resistenza a taglio del pannello di nodo - Tessuto quadriassiale bilanciato in fibra di carbonio sul pannello di nodo su nodo d angolo
65 Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinati con utilizzo di materiali compositi (FRP) Al lberto Balsam mo - Università à di Napoli F Federico II B) Incremento della resistenza a taglio del pannello di nodo - Tessuto quadriassiale bilanciato in fibra di carbonio sul pannello di nodo su nodo intermedio
66 Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinati con utilizzo di materiali compositi (FRP) Albe erto Balsamo - - Università di Napoli Federico II C) Confinamento delle estremità dei pilastri - Fasce anulari di confinamento in tessuto uniassiale in fibra di carbonio su nodo d angolo
67 Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinati con utilizzo di materiali compositi (FRP) Alberto Balsam mo - Universit tà di Napoli Federico II C) Confinamento delle estremità dei pilastri - Fasce anulari di confinamento in tessuto uniassiale in fibra di carbonio su nodo intermedio
68 Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinati con utilizzo di materiali compositi (FRP) Alb berto Balsamo - Università di Napoli Federico II D) Incremento della resistenza a taglio delle estremità delle travi - Fasce ad U in tessuto uniassiale in fibra di carbonio alle estremità di nodo d angolo
69 Intervento locale sui nodi trave-pilastro non confinati con utilizzo di materiali compositi (FRP) Alberto Balsam mo - Universit tà di Napoli Federico II D) Incremento della resistenza a taglio delle estremità delle travi - Fasce ad U in tessuto uniassiale in fibra di carbonio alle estremità di nodo intermedio
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