DANNI STRUTTURALI DA SISMA IN EDIFICI IN CALCESTRUZZO ARMATO

Documenti analoghi
FACOLTA DI INGEGNERIA UNIVERSITA DEL SANNIO. 27 ottobre I danni negli edifici in c.a. e le nuove norme tecniche.

Vulnerabilità Sismica ed Adeguamento di Costruzioni Esistenti in Calcestruzzo Armato

Edifici in muratura portante. Temec

INDICE. Pag. STRUTTURA IN ELEVAZIONE

SEZIONE 1 - EUROCODICE 6 - D.M. 20/11/87 Parte 1 - NORMATIVA PER EDIFICI IN MURATURA PORTANTE. CONFRONTO TRA EUROCODICE 6 E D.M.

RISCHIO SISMICO DELLE COSTRUZIONI

Tecnica delle Costruzioni

Strutture in acciaio

Interventi sugli edifici esistenti Normative in Italia e in Europa

TIPOLOGIE STRUTTURALI E FATTORI DI STRUTTURA

per i tuoi acquisti di libri, banche dati, riviste e software specializzati

ESERCITAZIONE N. 5 Gerarchia delle resistenze

PROGETTO DI RICERCA SPERIMENTALE RELATIVA ALL IMPIEGO DEL GASBETON IN ZONA SISMICA

ESERCITAZIONE N. 6 Gerarchia delle resistenze

Report dei danni registrati a seguito del terremoto del Centro Italia del 24 agosto 2016 (Release 1)

DUTTILITA STRUTTURALE RIFLESSIONE!

Stralci e commenti utili all'inquadramento delle strutture prefabbricate a pilastri isostatici (q 0 =2,5) Rev.: 25/05/2017

Indice. Premessa... 11

Costruzioni Nuove ed Esistenti in cemento armato

Lezione. Progetto di Strutture

RAPPORTO DEI DANNI SUBITI DAGLI EDIFICI A SEGUITO DELL EVENTO SISMICO DEL 6 APRILE 2009 ORE 1.32 (UTC) AQUILANO

EDIFICI ESISTENTI Capacità rotazionali di elementi in c.a.

Lezione 9. Laboratorio progettuale (Tecnica delle Costruzioni)

Rischio Sismico, Vulnerabilità ed Interventi di Miglioramento Sismico su Edifici ad Uso Industriale e Produttivo

Proposta 2 Valutazione della vulnerabilità di edifici prefabbricati esistenti. Questa tematica ha

Dettagli costruttivi. Limitazioni geometriche e Armature

Regione Campania - Genio Civile

Test 25 DETTAGLI COSTRUTTIVI C.A. NTC2018: NODI TRAVE-PILASTRO

Il terremoto del 6 aprile in Abruzzo: l'evento e la sua evoluzione Gli effetti sugli edifici esistenti

Adriano Castagnone Domenico Leone. Strutture prefabbricate: proposte di miglioramento antisismico Parte 1

Interventi su edifici industriali prefabbricati con soluzioni strutturali alternative

Parte 3: Progetto degli elementi strutturali A cura di: Ing. Leonardo Bandini Ing. Andrea Bidoli

La PARETE in c.a. e la progettazione in conformità alle NTC 2018

SCHNELL Staffa continua a braccia verticali SPIREX

Edifici in cemento armato

Invece di dire cosa cambia, diciamo cosa non cambia e vediamo come coinvolgere i cowboy.

LA MIA CASA SARÀ IN LEGNO.. Oggi sappiamo perché!

CONSULTING. file Al-Costruzioni Esistenti- elementi primari e secondari. file Alicino. Amedeo Vitone

Collegamenti rigidi per telai costituiti da elementi prefabbricati in c.a.

Task 3 - COSTRUZIONI IN MURATURA

Prontuario Opere Geotecniche (Norme tecniche per le costruzioni D.M. 14/01/2008)

Interventi sugli edifici esistenti Normative in Italia e in Europa

NORMATIVA ANTISISMICA E NUOVO APPROCCIO ALLA PROGETTAZIONE STRUTTURALE

1.2 Vulnerabilità sismica delle costruzioni in muratura

S d = S v / S v = S d S a = S d = S v

DIEF Tecnica delle Costruzioni

RELAZIONE TECNICO-ILLUSTRATIVA. 1 Introduzione... 2

Consolidamento mediante FRP e Incamiciatura in acciaio

ARGOMENTI: MATERIALIEPRODOTTIDACOSTRUZIONE TIPOLOGIESTRUTTURALIEDETTAGLICOSTRUTTIVI AZIONISULLECOSTRUZIONI RISPOSTA SISMICA E CRITERI DI PROGETTAZIONE

ADEGUAMENTO SISMICO DI EDIFICI INDUSTRIALI SECONDO L ORDINANZA : OBIETTIVI TIPOLOGIE DI INTERVENTO

Progettazione strutturale 2M A

Carbon ED SYSTEM i danni causati dai terremoti L espulsione dei tamponamenti la causa di numerosi decessi, danni ingentissimi.

I controventi. modulo D L acciaio

DUTTILITÀ DEGLI ELEMENTI

I 100 vantaggi dell edilizia industrializzata in calcestruzzo. Prof. Paolo Riva

Roma 29/11/2012. Vulnerabilità e adeguamento di edifici esistenti in cemento armato e muratura

Il comportamento delle strutture in muratura sotto sisma Introduzione e Concetti generali

Riabilitazione di strutture in c.a. in zona sismica

REPORT FOTOGRAFICO SUI DANNI SUBITI DA ALCUNE COSTRUZIONI DI DIFFERENTI TIPOLOGIE A SEGUITO DEGLI EVENTI SISMICI DEL 20 E DEL 29 MAGGIO 2012 IN EMILIA

CENNI ALLA DUTTILITÀ DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO

PROCEDIMENTO. Modellazione della struttura. Controllo degli schemi base. Inviluppo dei risultati

Strutture esistenti in c.a. Adeguamento

CALCOLO DELLE SEZIONI IN C.A.

Vulnerabilità Sismica ed Adeguamento di Costruzioni Esistenti in Calcestruzzo Armato

LIBRO BIANCO DELLA RICOSTRUZIONE A L AQUILA. Caratteristiche degli edifici ed interventi proposti

Pareti In Zona Sismica Norma Italiana. C Nuti

NORMA UNI EN (marzo 2005)

Università degli Studi di Napoli Federico II

REGISTRO DELLE LEZIONI 2006/2007. Tipologia. Addì Tipologia. Addì Tipologia

Studio delle connessioni di estremità trave-pilastro nella progettazione di telai sismo resistenti

Corso di Riabilitazione Strutturale

Progetto di edifici antisismici con struttura intelaiata in c.a.

DUTTILITÀ DEGLI ELEMENTI

POLITECNICO DI BARI I FACOLTA DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA IN INGEGNERIA CIVILE

Verifiche di strutture in muratura secondo le NTC 2008

4 SOLLECITAZIONI INDOTTE. 4.1 Generalità

LA MURATURA ARMATA PER PARETI PORTANTI E DI TAMPONAMENTO: Aspetti progettuali ai sensi del D.M. 14/01/2008 e verifiche sperimentali

Le strutture di legno esistenti

Le strutture di legno esistenti

Introduzione - Imparando dal terremoto Prime considerazioni sul comportamento delle costruzioni nel terremoto de l Aquila

1.4 Modelli di calcolo

Concezione strutturale degli edifici in zona sismica

Corso di Progetto di Strutture. POTENZA, a.a Pareti in c.a.

Vulnerabilità sismica delle strutture industriali

M A 2.0 RICERCA ED ESPERIENZA CHE GENERANO SICUREZZA

Lezione. Progetto di Strutture

LE STRUTTURE IN MURATURA

Sistemi tradizionali ed innovativi per la protezione sismica degli edifici. Prof. Ing. Fabrizio Gara

Regione Campania - Genio Civile

LE FONDAZIONI dirette

CENNI ALLA DUTTILITÀ DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO

Lezione. Progetto di Strutture

Sistema strutturale: meccanismo resistente globale. Rigidezza Resistenza Duttilità. Materiale Sezione Elemento Struttura

Operazione "Impariamo a ricostruire" rif. PA /RER GLI INTERVENTI POST-SISMA STRUTTURE IN C.A. DETTAGLI ANTISISMICI PREVISTI DALLE NTC08

Edifici con strutture in calcestruzzo armato -lezione 5- Temec Prof. Maria Chiara Torricelli

Edifici in cemento armato

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

Impostazione e controllo del progetto di edifici antisismici in cemento armato secondo le indicazioni delle Norme Tecniche per le Costruzioni 2008

Transcript:

DANNI STRUTTURALI DA SISMA IN EDIFICI IN CALCESTRUZZO ARMATO Michele DE LORENZI * * Ingegnere Civile-Geotecnica INTRODUZIONE I danni strutturali provocati da un terremoto negli edifici in calcestruzzo armato, riscontrati in occasione di tutti i più importanti eventi sismici del mondo, sono dovuti essenzialmente alle seguenti cause: - piano soffice; - rottura del confinamento nei pilastri; - effetto di irrigidimento dovuto a pareti non strutturali; - architravi deboli nelle strutture a pareti a taglio; - rotture nei nodi trave-pilastro. Si esamineranno brevemente nel seguito queste cause, mostrando alcuni esempi di immagini significative di danni strutturali da esse provocati su edifici reali. PIANO SOFFICE Questa è una delle cause più tipiche di danno da sisma. Quasi sempre i danni dovuti a piano soffice sono distruttivi per l'edificio. Il piano soffice si viene a creare quando un piano ha una rigidezza più debole degli altri. Questa situazione è difficile da evitare perché molto spesso nasce dalla necessità di avere delle ampie aperture (ad esempio le vetrate per negozi al piano terra, ovvero un parcheggio) che ne diminuiscono di conseguenza la rigidezza. Nella Figura 1 si può notare la tipica rottura per piano soffice. La foto riporta il danneggiamento di un edificio commerciale a Managua (Nicaragua, terremoto del 1972) in cui il piano terra è, ad eccezione delle vetrate, completamente aperto. Il primo piano, come detto, avendo i muri laterali che incrementano notevolmente la sua rigidezza rispetto a quella del piano terra, ha causato la distorsione delle colonne, con formazione di cerniere alla base e alla testa dei pilastri del piano terra. Figura 1 Figura 2 Nella Figura 2 si vedono due reparti dell'olive View Hospital di San Fernando in California dopo il terremoto di San Fernando del 1971. I pilastri del reparto psichiatrico hanno ceduto per taglio. Il primo piano è caduto a terra traslando di circa 2 m. Nelle Figure 3, 4 e 5 sono riportati altri esempi di crolli per piano soffice. Nella Figura 4 il calcestruzzo non confinato dei pilastri d angolo si è frantumato in blocchi parzialmente trattenuti dalla gabbia di armatura. Per evitare questo tipo di danni occorre prestare attenzione ai dettagli costruttivi delle armature trasversali dei pilastri. 1

Figura 3 Figura 4 Figura 5 ROTTURA DEL CONFINAMENTO NEI PILASTRI Altra causa importante di danni ai pilastri è la non adeguata staffatura trasversale (confinamento). Affinché I pilastri possiedano una adeguata resistenza all azione sismica devono essere opportunamente confinati. Infatti i pilastri sono soggetti ad elevate compressioni durante un sisma dovute all'effetto combinato di forza assiale e momento flettente. Nelle Figura 6 è riportato un esempio di cedimento del confinamento. In essa si può notare la mancanza di un adeguato confinamento del pilastro nelle potenziali zone di formazione delle cerniere plastiche. Il cedimento dell'armatura trasversale porta alla rottura di tipo fragile del calcestruzzo e all'instabilità dell'armatura longitudinale a compressione (Figura 6). Inoltre, oltre alla necessaria quantità di staffatura, bisogna anche prestare particolare attenzione ai dettagli costruttivi e, in particolar modo, all'ancoraggio delle staffe ed alle loro piegature, portando il confinamento del pilastro fino alla trave in modo tale che non si formi un punto debole proprio alla estremità superiore. 2

Figura 6 Infatti, com è ben evidenziato dall esempio della Figura 7, e dal particolare ingrandito della Figura 8, si osservi l interruzione della staffatura a spirale all estremità superiore, e l assenza di un ancoraggio adeguato: questo causa perdita del confinamento del calcestruzzo nella zona più critica della colonna con conseguente distruzione del calcestruzzo e riduzione della capacità dissipativa, comportando la formazione della cerniera plastica evidenziata nelle foto. Figura 7 Figura 8 3

Nella Figura 9 si vede il crollo di un edificio, per effetto del sisma di Northridge (California) nel 1994, nei quali i pilastri di calcestruzzo non hanno subito la formazione di cerniere plastiche alle estremità a causa dell elevato confinamento dell armatura che li ha resi estremamente duttili. Figura 9 EFFETTO DI IRRIGIDIMENTO DOVUTO A PARETI NON STRUTTURALI É molto importante tener conto dei possibili effetti di irrigidimento che parti non strutturali possono conferire alla struttura. La presenza di tamponature in muratura più rigide dei pilastri può causare notevoli danni alle colonne, com è chiaramente mostrato nella Figura 10. Figura 10 4

Notevoli danni si verificano anche quando l altezza della tamponatura di interpiano è una frazione di quella del piano. L'esempio tipico è la chiusura della luce fra due pilastri con muratura fino a 1/2 o 2/3 circa dell'altezza del piano. I pilastri fra i quali viene posto il riempimento risultano irrigiditi rispetto agli altri (quelli interni). Nelle zone libere, dove si ha normalmente la finestratura, si formano sforzi di taglio anche quattro volte superiori a quelli che si avrebbero nel caso in cui il pilastro fosse completamente libero, provocando la tipica rottura fragile (Figure 11 e 12). Figura 11 Figura 12 La Figura 13 riporta un esempio di riempimento a metà altezza. Si notano molto bene le zone del pilastro che hanno ceduto. Praticamente la lunghezza utile del pilastro viene ridotta col riempimento di muratura; a causa di questa riduzione aumentano gli sforzi a taglio sulla parte libera del pilastro (effetto colonna corta, Figura 14). Nel progetto di tale edificio, probabilmente, la muratura è stata considerata come un elemento non strutturale. Figura 13 Figura 14 5

Se invece è la muratura ad essere meno rigida dei pilastri, in caso di evento sismico essa viene espulsa lasciando intatto il telaio strutturale dell edificio (Figure 15 e 16). Figura 15 Figura 16 ARCHITRAVI DEBOLI NELLE STRUTTURE A PARETI A TAGLIO Gli architravi nelle strutture a pareti a taglio, se corte di piccola altezza, sono sempre soggetti ad elevate richieste di duttilità ed elevate forze di taglio. La Figura 17 a lato mostra il particolare di un edificio di 14 piani con le tipiche rotture ad X che si vengono a formare (terremoto del 1964 in Alaska). La precoce formazione di queste rotture ha impedito la dissipazione di energia nelle architravi ed ha fatto si che i muri lavorassero come delle singole mensole verticali con un significativo decremento nella loro rigidezza. Per evitare questo tipo di rottura bisogna rinforzare gli architravi con armature diagonali per assorbire gli elevati sforzi di trazione che si generano. Figura 17 6

ROTTURE NEI NODI TRAVE-PILASTRO Le connessioni trave-pilastro sono zone molto critiche a causa degli elevati sforzi che si generano per effetto delle azioni dinamiche provocate da un sisma. Questo è particolarmente vero per le connessioni di estremità dei telai nelle quali i nodi risultano meno confinati dalla struttura, e quindi più esposti rispetto a quelli in posizione più centrale. Per questo motivo le zone delle connessioni devono essere realizzate con armature idonee a garantire un adeguato confinamento del calcestruzzo, proprio per poter resistere alle elevate sollecitazioni sismiche di taglio/momento. Le foto di Figura 18 e Figura 19 mostrano due esempi di rotture di questo tipo in nodi trave-pilastro di edifici danneggiati. Figura 18 Figura 19 7