Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile-Architettura. Costruzioni in Zona Sismica. Parte 7.

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1 Università di Pisa DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTTURALE Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile-Architettura Costruzioni in Zona Sismica. Parte 7. Danneggiamento e riparazione di elementi strutturali in C.A. Docente: Ing. Walter Salvatore Anno Accademico

2 Classificazione dei danni negli elementi in C.A. -Il danneggiamento delle colonne è molto pericoloso per la struttura, poiché esso altera o distrugge gli elementi verticali del sistema strutturale. Quando un danno di questo tipo è rilevato, dei supporti temporanei per i carichi verticali devono essere disposti immediatamente. - Il danneggiamento delle travi fortunatamente non compromette la sicurezza della struttura ed il tipo di danno più comune nelle strutture in C.A. - Il danneggiamento delle pareti in C.A. non mina la stabilità complessiva della struttura, poiché esse possono comunque sopportare le azioni verticali seppur danneggiati. - Il danno nei nodi trave-colonna anche se si verifica precocemente deve essere considerato con estrema attenzione. Il loro danneggiamento crea una riduzione della rigidezza degli elementi strutturali, creando una incontrollata ri-distribuzione dei sollecitazioni. - Il danno nella soletta d impalcato non è considerato in genere pericoloso a meno che non si vengano a danneggiare zone in cui si hanno elevate concentrazione delle sollecitazioni sismiche Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

3 Danni alle colonne Classificazione dei danni negli elementi in C.A. Danno alle colonne dovuto all elevato sforzo assiale di compressione ed al momento flettente ciclico (a) Diagramma momento flettente (b) Diagramma sforzo di taglio (c) Danno (d) Diagramma dello sforzo assiale [Rif. Bibl. Penelis, G. G., Kappos, A. J., Earthquakeresistant Concrete Structures. E & FN Spon, London.] Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

4 Danni alle colonne Classificazione dei danni negli elementi in C.A. (a) Danno alle colonne dovuto all elevato sforzo assiale di compressione ed al momento flettente ciclico (a) Romania, 1977 (b) Grecia, 1981 (b) Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

5 Danni alle colonne Classificazione dei danni negli elementi in C.A. Danno alle colonne dovuto all elevato sforzo assiale di compressione ed al taglio (a) Diagramma momento flettente (b) Diagramma sforzo di taglio (c) Diagramma dello sforzo assiale (d) Danno Lesione ad X Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

6 Danni alle colonne Classificazione dei danni negli elementi in C.A. Danno alle colonne dovuto all elevato sforzo assiale di compressione ed al taglio (a) Kalamata, Grecia, 1986 (b) Mexico city, 1985 (a) (b) Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

7 Danni alle colonne Classificazione dei danni negli elementi in C.A. Collasso per esplosione delle fessure: (a) Diagramma momento flettente (b) Diagramma sforzo di taglio (c) Diagramma sforzo assiale (d) Danno Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

8 Classificazione dei danni negli elementi in C.A. Danni alle colonne Collasso per esplosione delle fessure: (a) (a) Vista generale dell edificio collassato, Kalamata, Grecia, (b) Dettaglio di un pilastro tozzo dell edificio (b) Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

9 Danni alle colonne Classificazione dei danni negli elementi in C.A. Danno delle colonne a contatto con la tamponatura disposta da un solo lato Loutaki, Grecia, 1981 Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

10 Danni alle pareti Classificazione dei danni negli elementi in C.A. Danno alle pareti in C.A. nei giunti costruttivi Kalamata, Grecia, 1986 Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

11 Danni alle pareti Classificazione dei danni negli elementi in C.A. Danno in una parete soggetta a taglio (Lesione ad X) Kalamata, Grecia, 1986 Bucarest, Romania, 1977 Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

12 Danni alle pareti Classificazione dei danni negli elementi in C.A. Danno in una parete a taglio soggetta a flessione e compressione Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

13 Danni alle travi Classificazione dei danni negli elementi in C.A. Fessure dovute alla sollecitazione flettente in campata Fessure dovute sia al taglio sia al momento in prossimità degli appoggi Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

14 Danni alle travi Classificazione dei danni negli elementi in C.A. Fessure dovute alla flessione sulla parte inferiore dell appoggio Fessure dovute al taglio nella zona in cui si ha un appoggio indiretto Fessure ad X dovute al taglio nelle travi di piccola luce, simile alle lesioni delle pareti. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

15 Classificazione dei danni negli elementi in C.A. Danni ai nodi trave-colonna (a) (b) (c) Collasso ad un nodo d angolo: (a) Fibre interne compresse dovute al momento flettente (b) Fibre interne in tensione dovute al momento flettente (c) Momenti flettenti ciclici Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

16 Classificazione dei danni negli elementi in C.A. Danni ai nodi trave-colonna (a) (b) (c) Collasso di un nodo esterno in un edificio multi-piano: (a) Momenti che inducono compressione nelle fibre inferiori della trave (b) Momenti che inducono compressione nelle fibre superiori della trave (c) Momenti flettenti ciclici Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

17 Classificazione dei danni negli elementi in C.A. Danni ai nodi trave-colonna (a) (b) (c) Collasso di un nodo interno : (a) Azione sismica agente da destra a sinistra (b) Azione sismica diretta da sinistra a destra (c) Azione sismica ciclica Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

18 Danni alla soletta Classificazione dei danni negli elementi in C.A. (a) (b) Danno in soletta nella zona critica di una mensola: (a) Piano di calpestio della soletta (parte superiore) (b) Sezione trasversale Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

19 Danni alla soletta Classificazione dei danni negli elementi in C.A. (a) (b) (c) - Danno in soletta in prossimità del collegamento pilastro-soletta: (a) Sezione (b) Vista dall alto della soletta - Danno in soletta in corrispondenza di uno spigolo di una grande apertura (vista inferiore della soletta) Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

20 Classificazione dei danni negli elementi in C.A. Danni alle pareti di tamponamento: distacco e fratture ad X. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

21 Classificazione dei danni negli elementi in C.A. Esempi di danneggiamento ai tamponamenti. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

22 Supporto temporaneo per edifici con colonne danneggiate: in corrispondenza di un solo piano e su tutti i piani dell edificio. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

23 Supporto in legno Rinforzo immediato di colonne con profili in acciaio. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

24 Controvento provvisorio. Effetto del fuori piombo. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

25 Controvento con elementi diagonali. Controvento con catene. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

26 Forzatura con elementi in legno. Forzatura con martinetti idraulici. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

27 Materiali e tecniche di intervento: Calcestruzzo tradizionale Calcestruzzo ad alta resistenza e ritiro compensato Shotcrete Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

28 Materiali e tecniche di intervento: Calcestruzzo polimerico Resine Calcestruzzo con resine Plastiche fibro-rinforzate FRP Malte Colle Saldature Posa in opera di resine. Incollaggio di elementi in acciaio su calcestruzzo Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

29 Applicazione di malte cementizie Saldatura di barre Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

30 Riparazione di un danno superficiale ad una colonna Riparazione di una colonna seriamente danneggiata Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

31 Rinforzo di colonne danneggiate Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

32 Rinforzo di colonne su quattro lati Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

33 Rinforzo da un solo lato Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

34 Rinforzo della faccia inferiore di una trave Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

35 Rinforzo della faccia inferiore di una trave Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

36 Rinforzo di una trave su 4 lati. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

37 Rinforzo di una trave su tre lati Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

38 Connettori a taglio tra il calcestruzzo vecchio e quello nuovo in zona compressa Trasmissione del taglio Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

39 Rinforzo di un nodo con fascette pre-tensionate: (a) Disposizione generale del rinforzo (b) Dettaglio delle fascette pre-tensionate Rinforzo di nodi trave-colonna Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

40 Rinforzo di un nodo con legature: 1. Armatura della colonna; 2. Armatura disposta nella parte superiore della trave; 3. Armatura disposta nella parte inferiore della trave; 4. Staffe verticali; 5. Staffe della trave; 6. Cravatte della colonna; 7. Cravatte nel nodo. Rinforzo di nodi trave-colonna Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

41 14.39 Piatti in acciaio incollati su un nodo: 1. Piatto in acciaio; 2. Piatto in acciaio; 3. Sostegno in acciaio; 4. Bulloni pre-tensionati; 5. Saldature. Rinforzo di nodi trave-colonna Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

42 Rinforzo di pareti in c.a.con legature: 1. Muri esistenti; 2. Muri aggiuntivi; 3. Colonne aggiunte; 4. Saldature; 5. Barre epossidiche. Rinforzo di pareti in c.a. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

43 Disposizione generale per il rinforzo del muro: 1. Muri esistenti; 2. Soletta esistente; 3. Armature longitudinale aggiunta; 4. Rete elettro-saldata aggiunta; 5. Barre di connessione diagonali; 6. Cravatte aggiunte. Rinforzo di pareti in c.a. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

44 Riparazione locale attraverso lo spessore della soletta: (a) riparazione della campata; (b) riparazione della connessione soletta-scala. 1. Armatura di rinforzo aggiunta; 2. Saldatura; 3. Calcestruzzo aggiunto; 4. Soletta esistente. Rinforzo di solette in c.a. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

45 Incremento dello spessore della soletta aggiunta di nuova armatura: (a) incremento dello spessore nella parte superiore; (b) incremento dello spessore nella parte inferiore con l aggiunta di armatura di rinforzo. 1. Soletta esistente; 2. Armatura aggiunta; 3. Connettore; 4. Ancoraggio delle barre; 5. Barre d armatura connesse. Rinforzo di solette in c.a. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

46 Dettagli della connessione tra un nuovo strato di calcestruzzo ed uno esistente. 1. Soletta esistente; 2. Nuova soletta; 3. Sabbia; 4. Colla epossidica; 5 Bulloni; 6. Profilo ad angolo; 7. Bulloni d ancoraggio. Rinforzo di solette in c.a. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

47 Estremità della legatura della colonna alla fondazione: 1. Nuovi tiranti φ12/100 mm; 2. Barre d armatura longitudinali; 3. Calcestruzzo esistente; 4. Calcestruzzo aggiunto; 5. Connessione del calcestruzzo esistente. Rinforzo di elementi di fondazione Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

48 Ancoraggio delle legature di rinforzo alla fondazione: 1. Calcestruzzo esistente; 2. Legatura; 3. Armatura longitudinale; 4. Legature nuovo; 5. Connessioni epossidiche. Rinforzo di elementi di fondazione. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

49 Rinforzo del plinto di base della colonna: 1. Fondazione esistente; 2. Colonna esistente; 3. Legatura di rinforzo; 4. Calcestruzzo aggiunto; 5. Armatura aggiunta. Rinforzo di elementi di fondazione. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

50 Rinforzo di un plinto di base della colonna: 1. Colonna esistente; 2. Fondazione esistente; 3. Calcestruzzo aggiunto; 4. Armatura aggiunta; 5. Profilo in acciaio. Rinforzo di elementi di fondazione. Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

51 Riparazione di una fessura passante in un muro di tamponamento: 1. Muratura esistente; 2. Malta di sigillatura della fessura; 3. Rete elettrosaldata; 4. Malta da intonaco. Riparazione di tamponamenti Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

52 Riparazione di un muro di tamponamento seriamente danneggiato. Riparazione di tamponamenti Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

53 Aggiunta di nuovi muri in C.A. all interno della struttura. (a), (b), (c) disposizione favorevole (d) Disposizione sfavorevole Miglioramento dell eccentricità delle rigidezze tramite l aggiunta di nuove pareti in C.A. Aggiunta di nuovi elementi strutturali Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

54 Aggiunta di sistemi di puntoni all interno di telaio in C.A.; 1. Puntoni in acciaio; 2. Struttura esistente; 3. Connettori in acciaio; 4. Aste d acciaio orizzontali; 5. Aste diagonali d acciaio; 6. Giunzioni con piatti in acciaio; 7. Calcestruzzo aggiunto; 8. Saldature. Aggiunta di nuovi elementi strutturali Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A

55 Aggiunta di nuovi muri in C.A. all interno di un telaio: (a) Connessione lungo i quattro lati; (b) Connessione solo con le travi del telaio. Aggiunta di nuovi elementi strutturali Costruzioni in Zona Sismica - Corsi di Laurea in Ingegneria Edile ed Edile Architettura - A.A