PRESCRIZIONI ANTISISMICHE E CRITERI DI CALCOLO: Interazione tra strutture e tamponamenti

Convegno CRITICITÀ DELLA PROGETTAZIONE TERMICA E ACUSTICA DEGLI EDIFICI IN RAPPORTO ALLE PRESCRIZIONI STRUTTURALI ANTISISMICHE Saie 2009, Sala Topazio, Sabato 31 ottobre ore 9.00 PRESCRIZIONI ANTISISMICHE E CRITERI DI CALCOLO: Interazione tra strutture e tamponamenti Prof. Ing. Pier Paolo Diotallevi, Ing. Luca Landi Dipartimento DISTART sede di Tecnica delle Costruzioni Facoltà di Ingegneria - Università di Bologna 1

SOMMARIO Criteri generali di progettazione sismica Influenza dei tamponamenti in muratura sul comportamento sismico di strutture intelaiate Verifiche di sicurezza con riferimento ai tamponamenti e agli elementi non strutturali Criteri di calcolo di telai tamponati Esperienze dal terremoto di L Aquila Sistemi costruttivi 2

Approccio prestazionale nella progettazione antisismica Le Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al DM 14/01/2009, così come le più avanzate norme e linee guida internazionali (ATC-40, Fema 273, Seaoc Blue Book), si basano su un approccio prestazionale (Performance Based Seismic Design) Evoluzione dell approccio di progettazione realizzare strutture con un controllo più articolato delle capacità di risposta e del potenziale danneggiamento Gli approcci prestazionali prevedono in genere 4 diverse condizioni (stati limite) in cui la struttura può trovarsi a seguito del verificarsi di un evento sismico: - 2 Stati Limite di Esercizio: Operatività, Danno - 2 Stati Limite Ultimi: Vita, Prevenzione del Collasso 3

OBIETTIVI PRESTAZIONALI Un obiettivo prestazionale viene raggiunto quando una costruzione è in grado di garantire il soddisfacimento di una data condizione (stato limite) a fronte del verificarsi di eventi sismici con una data probabilità di accadimento (evento frequente, occasionale,raro o molto raro), cioè con una data intensità In funzione dell importanza e del tipo d uso della costruzione, gli obiettivi prestazionali possono essere scelti in modo differenziato. A titolo esemplificativo, la comunità tecnicoscientifica internazionale fa riferimento ad obiettivi di base, essenziali e critici. 4

STATI LIMITE 5

Definizione dell input sismico Sisma accelerazione nella struttura forze d inerzia sulla struttura (F = ma) Il modello di riferimento per l azione sismica è dato dallo spettro di risposta elastico (diagramma che riporta, in funzione del periodo proprio, l accelerazione assoluta massima su una struttura elastica lineare ad un GDL soggetta a sisma) a g F m S e (T) k T Forza d inerzia su una struttura elastica lineare dovuta al sisma Periodo proprio m = 2π = 2π k W gk Spettro di risposta elastico F = mse( T) m = massa W = peso totale della struttura g = accelerazione di gravità = 9.81 m/sec 2 a g SF 0 a g S Spettro di risposta elastico Parametri che definiscono lo spettro a g = accelerazione massima del terreno (dipende da sito, stato limite, classe d uso) F 0 = massima amplificazione dello spettro T* C =periodo di inizio del tratto a velocità costante S=fattore dipendente dal tipo di suolo 6

Classi d uso 7

Criterio di progetto fondato sulla duttilità (Stati Limite Ultimi) Duttilità disponibile F F x m F F y m y F F F y F y Diagramma Forza-spostamento Duttilità disponibile µ D = x u / x y x x y y x u u x Duttilità richiesta F m x(t) F F y F Diagramma Forza-spostamento CRITERIO DI PROGETTO ALLO STATO LIMITE ULTIMO a g (t) Duttilità richiesta µ R = x max /x y µ D = x max / x y x x y x u max -F y x x max µ R µ D La duttilità richiesta non deve superare quella disponibile 8

SPETTRO DI PROGETTO ALLO STATO LIMITE ULTIMO Affidandosi alla duttilità si possono ridurre le azioni sismiche sulle strutture Se riduco il livello di resistenza di una struttura soggetta a sisma rispetto a quello richiesto per rimanere in campo elastico Deformazioni plastiche tanto maggiori tanto maggiore è la riduzione del livello di resistenza Progettare la struttura per rimanere in campo elastico se soggetta ad un evento eccezionale (con periodo di ritorno di 475 anni) non è ritenuto economicamente conveniente per strutture ordinarie Sfrutto la duttilità disponibile della struttura per ridurre, allo SLU, lo spettro elastico SPETTRO DI PROGETTO: riduzione delle ordinate dello spettro di risposta elastico tramite il FATTORE DI STRUTTURA q q dipende dalla duttilità disponibile della struttura (aumentando la duttilità disponibile aumenta q) 9

SPETTRI DI PROGETTO 1) Spettro di progetto allo Stato Limite ULTIMO Si ottiene sostituendo nell espressione dello spettro elastico η con 1/q (reciproco del fattore di struttura) (riduzione grazie alla duttilità) S d S = e( T ) q Sd [g] 1.2 1 0.8 0.6 0.4 Zona in cui la riduzione di Se varia da 0 a q Serie1 S e Serie5 S d valida per T T B 0.2 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 T [sec] 2) Spettro di progetto agli Stati Limite di Esercizio Per gli stati limite di esercizio lo spettro di progetto S d (T) da utilizzare, sia per le componenti orizzontali che per la componente verticale, è lo spettro elastico corrispondente, riferito alla probabilità di superamento P considerata V R La riduzione dello spettro elastico allo stato limite di danno (pari circa a 2.5) non è dovuta alla duttilità, ma alla minore intensità del sisma (riduzione dovuta al minore periodo di ritorno del sisma) rispetto allo stato limite ultimo 10

Sistemi costruttivi e tipologie strutturali contemplate Il fattore di struttura viene fissato in funzione della tipologia strutturale in quanto riflette la duttilità disponibile della struttura q 0 q = q 0 K R = fattore dipendente dalla tipologia strutturale K R = regolarità in altezza (irregolare 0.8; regolare 1) 11

Tipologie strutturali Rassegna dei possibili sistemi di controventamento Telaio Controventi reticolari (acciaio) Controventi con aste eccentriche (acciaio) Telai e pareti in c.a. Pareti in c.a. accoppiate Sistemi a pareti 12

SPETTRI DI PROGETTO: allo stato limite ultimo per edifici in c.a. e allo stato limite di danno Sd [g] 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 Spettro elastico Strutture a telaio q=5.85 Strutture miste q=4.8 Strutture a pareti q=4.4 Strutture a nucleo q=3 Edifici regolari in alta duttilità 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 T [sec] 1.2 NTC: diversa forma dello spettro allo stato limite di danno rispetto all Ordinanza 3274 NOTA: Per q elevati lo spettro allo stato limite di danno può avere ordinate maggiori di quello allo stato limite ultimo Sd [g] 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Spettro elastico SLU q=5.85 SLU q=4.4 SLU q=4.8 SLU q=3 SLD Ordinanza SLD DM 09/2006 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 T [sec] 13

Regolarità La regolarità influenza: metodo di analisi, parametri di progetto (ad esempio q) REGOLARITA IN PIANTA analisi di due modelli piani (altrimenti modello spaziale) a) Pianta compatta, distribuzione masse e rigidezze simmetrica rispetto due assi ortogonali b) Rapporto tra i lati Lx e Ly del rettangolo in cui l edificio è inscritto non superiore a 4. c) Rientri e sporgenze non superiori al 25% della dimensione totale dell edificio nella direzione del rientro d) Solai infinitamente rigidi nel piano rispetto agli elementi verticali REGOLARITA IN ELEVAZIONE analisi statica (altrimenti analisi modale) a) Sistemi resistenti (es. telai, pareti, pannelli murari) estesi su tutta l altezza b) Variazioni graduali in altezza di massa (variazioni <25%) e rigidezza (<30%) c) Variazioni graduali delle Sovraresistenze dei piani (variazioni <20% per CDB) d) Restringimenti di sezione graduali 14

Metodi di analisi 1) Metodi di analisi elastico-lineari 1.a) Analisi statica (per edifici regolari in altezza e con periodo proprio T<2.5 Tc): si applicano forze statiche equivalenti determinabili assimilando la struttura ad un oscillatore semplice 1.b) Analisi modale con spettro di risposta: si studia la risposta di sistemi a più gradi di libertà facendo riferimento ai modi di vibrare 2) Metodi di analisi non lineare: in genere opzionali, non obbligatori Scopo dei metodi non lineari: - confronto tra duttilità richiesta e disponibile negli elementi strutturali - metodo adeguato per la verifica sismica di edifici esistenti 2.a) Analisi statica non lineare: analisi statica svolta con un modello non lineare della struttura incrementando le forze in modo da fare crescere lo spostamento orizzontale di un punto di controllo (spostamento in sommità) fino al raggiungimento del collasso 2.b) Analisi dinamica non lineare: si applica un accelerogramma alla struttura e si integrano direttamente le equazioni del moto considerando un modello non lineare della struttura 15

ANALISI STATICA LINEARE Si valuta in modo approssimato il periodo proprio della struttura: (1) Indicazione norma, per edifici con altezza H dal piano di fondazione < 40 m T = CH 1 1 3/4 Telai in acciaio C 1 =0.085 Telai in c.a. C 1 =0.075 Altri edifici C 1 =0.05 Si valuta la forza sismica totale, cioè il taglio alla base : W Fh = λs ( ) d T1 g F h =Accelerazione Massa S d (T 1 ) = ordinata dello spettro di progetto in funzione di T 1 W = peso totale dell edificio g = accelerazione di gravità λ = 0.85 per edifici con almeno tre piani e T 1 <2 Tc (pari a 1 negli altri casi) Si ripartisce F h tra i vari piani: 11300 kg F i = F h Wh i i Wh j j F 3 = 8020 kg F 2 = 5346 Fkg i W i h i e h j = altezze dei piani i e j rispetto alle fondazioni W i e W j = peso delle masse ai piani i e j F 1 = 2673 kg h i A 16

Edifici intelaiati con tamponamenti in muratura Ci si riferisce ad edifici intelaiati con tamponamenti in muratura non collaboranti, considerati in genere come elementi non strutturali (la resistenza alle azioni sismiche è affidata al telaio): - costruiti dopo la maturazione della struttura, - in contatto con la struttura ma senza connessioni Strutture caratterizzate da muratura collaborante, confinata da elementi in c.a. (eventualmente gettati dopo la costruzione delle murature per migliorare l aderenza), sono progettate con criteri diversi, che comprendono calcoli e verifiche delle murature come elementi portanti nei confronti delle azioni orizzontali In ogni caso, per edifici con tamponamenti non collaboranti è necessario tenere conto dell influenza del tamponamento sulla risposta strutturale 17

INFLUENZA DEI TAMPONAMENTI Influenza del tamponamento sulla risposta strutturale - incremento della rigidezza dell edificio, riduzione del periodo e conseguente incremento delle sollecitazioni - la distribuzione della rigidezza laterale in pianta ed in elevazione viene modificata - i tamponamenti portano una parte dell azione sismica - migliora la capacità dissipativa dell edificio I tamponamenti hanno meno resistenza e capacità deformativa del telaio, quindi collassano prima, presentando separazioni dalla struttura e fessurazioni a X Il collasso dei tamponamenti, che avviene per valori di spostamenti di interpiano decisamente inferiori rispetto agli elementi in c.a., determinano una caduta di resistenza e rigidezza nel telaio tamponato per bassi valori di spostamento Danni ai tamponamenti e tramezzi dovuti agli spostamenti di interpiano 18

INFLUENZA DEI TAMPONAMENTI Influenza del tamponamento sulla risposta strutturale: risultati sperimentali relativi a prove di carico ciclico Significativo degrado di resistenza dopo il collasso del tamponamento per valori limitati di spostamento 19

INFLUENZA DEI TAMPONAMENTI Gli effetti dei tamponamenti nelle analisi devono essere valutati considerando l elevato grado di incertezza collegato al loro comportamento - elevata aleatorierà relativa alla loro resistenza e rigidezza - il grado di aderenza e connessione con il telaio - la potenziale modificazione della loro integrità durante l uso dell edificio - il grado non uniforme di danno durante un evento sismico A causa di queste elevate incertezze (considerando anche che non vengono progettati per assorbire parte dell azione sismica) il loro contributo positivo alla rigidezza laterale della struttura non viene messo in conto, mentre vengono valutati i loro effetti negativi Nella definizione del modello alcuni elementi strutturali, considerati secondari, e gli elementi non strutturali autoportanti (tamponature e tramezzi), possono essere rappresentati unicamente intermini di massa (tamponamenti in muratura non collaboranti), considerando il loro contributo alla rigidezza e alla resistenza del sistema strutturale solo qualora essi possiedano rigidezza e resistenza tali da modificare significativamente il comportamento del modello In ogni caso è necessario considerare le eventuali irregolarità e gli effetti locali provocati dall interazione tra la struttura ed i tamponamenti 20

IRREGOLARITÀ DOVUTE AI TAMPONAMENTI Se la distribuzione dei tamponamenti è fortemente irregolare in pianta, gli effetti sulle sollecitazioni sismiche devono essere considerati. Un procedimento può essere quello di incrementare l eccentricità accidentale (pari al 5% della dimensione dell edificio ) di un fattore pari a 2 (1) e a =0.5 0.05L L CM* - CM CM* CM + F F L L Nell Eurocodice 8 si distinguono situazioni di forti irregolarità in pianta e situazioni di moderata irregolarità: - forte irregolarità in pianta: è necessario utilizzare un modello tridimensionale della struttura e modellare l effetto delle tamponature, tenendo conto della incertezza delle proprietà meccanica e della posizione delle tamponature. - moderata irregolarità in pianta: si moltiplica per 2 l eccentricità accidentale (come NTC 2008). K w = Ew w cos d 2 θ 21

IRREGOLARITÀ DOVUTE AI TAMPONAMENTI Se la distribuzione dei tamponamenti è fortemente irregolare in elevazione, la possibilità di forti concentrazioni di danno ai piani con significative riduzioni dei tamponamenti deve essere considerata. Un procedimento può essere quello di incrementare le azioni di calcolo per i pilastri e le pareti di tali piani di un fattore pari a 1.4. Collasso del piano terra (L Aquila) Nell Eurocodice 8 l approccio è come nelle NTC (incremento delle azioni di progetto negli elementi dei piani con riduzione della tamponatura), ma il coefficiente di amplificazione delle azioni è valutato in maniera più complessa, come: VRW η 1 = + ΣVsd η 1.1 1.7 q dove VRw è la riduzione di resistenza delle tamponature nel piano considerato rispetto al piano sovrastante e ΣVSd è la somma dei tagli sismici negli elementi verticali primari (strutturali) del piano. 22

Criteri di verifica nei confronti delle azioni sismiche Rispetto degli stati limite ultimi: - rispetto delle indicazioni progettuali e costruttive per le varie tipologie strutturali - conseguimento delle verifiche relative al solo SLV (lo stato limite SLC si considera solo in casi particolari come ad esempio la verifica di edifici esistenti in c.a.) Verifiche degli elementi strutturali in termini di resistenza Sollecitazioni di progetto Ed (N, T, M) Resistenze di progetto Rd Verifiche degli elementi strutturali in termini di duttilità I singoli elementi e la struttura devono possedere una duttilità conforme con il valore assunto di q. Tale condizione si ritiene implicitamente soddisfatta seguendo le indicazioni progettuali e costruttive In alternativa è necessario svolgere un confronto diretto tra domanda e capacità in termini di duttilità o di spostamento (ad esempio con metodi di analisi non lineare) Verifiche degli elementi non strutturali ed impianti Si devono adottare sistemi atti ad evitare collassi fragili e prematuri e la possibile espulsione sotto l azione sismica Fa corrispondente allo SLV Gli elementi strutturali che sostengono gli impianti devono resistere all azione sismica Fa corrispondente allo SLV 23

CRITERI PER GARANTIRE LA DUTTILITÀ DELLA STRUTTURA Gerarchia delle resistenze 1. Favorire le plasticizzazioni nelle travi 2. Evitare le plasticizzazioni nei pilastri (meno duttili di travi, pericolo meccanismi di piano) 3. Consentire plasticizzazioni solo per flessione Evitare rottura per taglio di travi e pilastri 4. Evitare la crisi dei nodi trave-pilastro Dettagli costruttivi per elementi duttili Meccanismo globale duttile Meccanismo di piano fragile Raffittimenti delle staffe nelle zone critiche per garantire la duttilità 24

EFFETTI LOCALI DEI TAMPONAMENTI IN MURATURA = l p TAMPONAMENTI NON ESTESI PER L INTERA ALTEZZA DEI PILASTRI Sforzi di taglio elevati, probabile collasso per taglio Sforzi di taglio di calcolo (capacity design) V B = M + M BRd, ARd, l p γ Rd γ Rd = 1.2 M Rd = momenti resistenti delle sezioni di estremità della parte priva di tamponamento l p = altezza della parte priva di tamponamento L armatura a taglio calcolata deve essere estesa per una distanza pari alla profondità del pilastro oltre l altezza l p Se l p < 1.5 volte la profondità del pilastro armature bidiagonali 25

EFFETTI LOCALI DEI TAMPONAMENTI IN MURATURA (a) Nel caso di tamponamenti non estesi per l intera altezza dei pilastri (a) e nel caso di tamponamenti presenti solo su un lato del pilastro (b) si deve assumere come zona critica (in cui disporre staffe di contenimento raffittite) l intera lunghezza del pilastro (b) 26

COLLASSO DI COLONNE CORTE 27

VERIFICA DEGLI ELEMENTI NON STRUTTURALI ALLO SLU Forza orizzontale Fa da applicare agli elementi costruttivi senza funzione strutturale F a SW = a a q a F a = forza sismica totale agente al centro di massa dell elemento non strutturale nella direzione più sfavorevole W a = peso dell elemento S a = accelerazione massima, adimensionalizzata rispetto a quella di gravità, che l elemento subisce durante il sisma allo SLU q a = fattore di struttura dell elemento S a ( + Z H) ag 31 / = S 0.5 2 g 1 + (1 Ta / T1 ) Fa a g = accelerazione massima del terreno S = fattore dipendente dal tipo di suolo T a = periodo di vibrazione dell elemento non strutturale T 1 = periodo di vibrazione fondamentale della costruzione nella direzione considerata Z= quota del baricentro dell elemento dal piano di fondazione H altezza della costruzione dal piano di fondazione 28

VERIFICA DEGLI ELEMENTI NON STRUTTURALI ALLO SLU Fattori di struttura per elementi non strutturali Verifica di resistenza a pressoflessione fuori dal piano nel caso di tamponamenti in muratura 29

VERIFICA DEI TAMPONAMENTI ALLO SLU La prestazione consistente nell evitare collassi fragili e prematuri dei tamponamenti esterni e la possibile espulsione di elementi in muratura in direzione perpendicolare al piano della muratura si può ritenere conseguita con uno di tali metodi: - inserimento di leggere reti di acciaio (es dia. 1 mm, passo 10-20 mm) sui due lati della muratura, collegate tra loro a distanza < 500 mm - inserimento di armature orizzontali nei letti di malta a interasse non superiore a 500 mm (es. tralicci con dia. 5 mm) 30

VERIFICA DEI TAMPONAMENTI ALLO SLU Le tecniche suggerite sono efficaci per tamponature interamente confinate dal telaio in c.a., grazie all meccanismo di resistenza ad arco che si oppone all espulsione fuori dal piano. Per tamponature esterne non confinate del telaio (es. faccia a vista) è necessario introdurre dei collegamenti al paramento interno confinato dal telaio o alla struttura in c.a. L Eurocodice 8 dà disposizioni più articolate per le tecniche applicabili per la riduzione del danno, menzionando anche legature ancorate nelle colonne e annegate nei letti di malta delle tamponature, montanti e fasce di irrigidimento. Nel caso di tamponature con grandi aperture, si prescrive (EC8) di stabilizzare i bordi dell apertura con montanti e fasce di irrigidimento. Esempio di parete esterna di tamponamento 31

CRITERI DI VERIFICA AGLI STATI LIMITE DI ESERCIZIO Rispetto degli stati limite di esercizio: - conseguimento delle verifiche relative al solo SLD (ad eccezione di costruzioni di classe III e IV: verifiche degli elementi non strutturali per SLO ) Verifiche degli elementi strutturali in termini di resistenza Per costruzioni di classe III e IV: Sollecitazioni di progetto Ed (calcolate per le azioni sismiche relative allo SLD ridotte di 2/3) Resistenze di progetto Rd Verifiche degli elementi strutturali in termini di contenimento del danno agli elementi non strutturali dr Per costruzioni di classe I e II si deve verificare che l azione sismica di progetto per lo SLD non produca danni agli elementi non strutturali tali da rendere inagibile temporaneamente la costruzione Limiti agli spostamenti di interpiano Per costruzioni di classe III e IV si deve verificare che l azione sismica di progetto per lo SLO non produca danni agli elementi non strutturali tali da rendere non operativa la costruzione Limiti agli spostamenti di interpiano (pari a 2/3 dei limiti per SLD) Spostamento d interpiano Danno strutturale e non strutturale (tamponamenti) 32

LIMITI PER GLI SPOSTAMENTI DI INTERPIANO (SLE) a) per edifici con tamponamenti collegati rigidamente alla struttura che interferiscono con la sua deformabilità dr < 0.005 h b) per edifici con tamponamenti progettati in modo da non subire danni a seguito di spostamenti di interpiano drp,per effetto della loro deformabilità intrinseca ovvero dei collegamenti alla struttura dr drp < 0.01 h c) per edifici con struttura portante in muratura ordinaria dr < 0.003 h d) per edifici con struttura portante in muratura armata dr < 0.004 h 33

TAMPONAMENTI SEPARATI/FLESSIBILI Tamponamenti progettati in modo da non subire danni a seguito di spostamenti di interpiano: tamponamenti separati dalla struttura Tamponamenti flessibili 34

Modelli per l interazione telai-tamponamenti in muratura Modello semplificato a biella F Determinazione della resistenza ultima a taglio del tamponamento rottura per fessurazione diagonale rottura per scorrimento schiacciamento della muratura agli angoli compressi 35

MODELLO SEMPLIFICATO F Risposta semplificata elasto-plastica K = E 0.1t biella m 2 K = K cos α tamp biella Em = modulo elastico muratura t = spessore muratura Rottura per trazione diagonale (Circ. Min. 97) F utamp, f vk 0 = lt 0.6 δy δu δ ytamp, = F utamp, K tamp δ utamp, 0.004h 36

ESEMPIO Telaio di c.a. h = 350 cm l = 500 cm Ec= modulo elastico calcestruzzo = 200000 kg/cm 2 Mu=momento ultimo pilastri= 2000000 kgcm I = momeno d inerzia pilastri (50x50) = 520833 cm 4 F utelaio, 4Mu = = 22857 kg h 3 Fh u δ y, telaio = = 0.375 cm δ u, telaio 0.03h = 10.5 cm 24EI c K = F / δ = 60952 kg/cm telaio u y Tamponamento t = spessore = 24 cm Em = modulo elastico muratura = 72000 kg/cm 2 fvk0 = tensione tangenziale ultima muratura = 2kg/cm 2 Futamp, δ ytamp, = = 0.34 cm K tamp K = E 0.1t = 172800 kg/cm biella m 2 K = K cos α = 115973 kg/cm tamp δ utamp, 0.004h = 1.4 cm biella fvk 0lt Futamp, = = 40000 kg 0.6 37

ESEMPIO 70000 60000 50000 Telaio tamponato Telaio Tamponamento Taglio [kg] 40000 30000 20000 10000 0 0 2 4 6 8 10 12 Spostamento [cm] 38

Esperienza del terremoto dell Aquila Influenza delle tamponature sulla risposta sismica della struttura Se disposte in modo regolare le tamponature hanno giocato un ruolo importante nella resistenza complessiva dell edificio. In certi casi la presenza di tamponature consistenti e regolari ha consentito di limitare i danneggiamenti agli elementi strutturali In altri casi casi proprio l irregolarità dei tamponamenti ha contribuito al collasso della struttura o a un significativo danneggiamento degli elementi strutturali a causa di effetti locali Comportamento dei componenti non strutturali In molti casi si sono verificati ribaltamento fuori piano dei tamponamenti in edifici che hanno subito danni strutturali limitati o non eccessivi (Ospedale S.Salvatore, Facoltà d Ingegneria) Significativi danneggiamenti dei componenti architettonici (tramezzature, tamponature, controsoffittature), elettrici e meccanici (tubature, ascensori, caldaie, ecc.), contenuti (scaffali) Importanza dei componenti non strutturali nella progettazione sismica 39

Foto L Aquila Contributo positivo dei tamponamenti Collasso per meccanismo di piano Ribaltamenti di tamponamenti Crisi di elementi strutturali (effetti locali) 40

Ospedale S.Salvatore L Aquila Ribaltamenti di tamponamenti Danni a controsoffitti Contenuto Danni a partizioni 41

Facoltà di Ingegneria L Aquila 42

Simulazione edificio Viale Aldo Moro 9 L Aquila Edificio che ha subito rilevanti accelerazioni e limitati danneggiamenti strutturali con fessurazioni dei tamponamenti 1 2 r r r 1 3 r 3 r 480 4 4 r f 6 7 6 4 4 f r 320 320 1600 P G A 7 3 f 5 Y 5 3 f 480 1 f 2 f X 1 f 655 290 1600 655 43

Simulazione edificio Viale Aldo Moro 9 L Aquila Edificio senza Tamponamenti Analisi Dinamica Modale 1 modo (traslazionale) direzione X T 1 =1,313 sec 2 modo (traslazionale) direzione Y T 2 = 1,218 sec 18 3 modo (rotazionale) attorno Z T 3 = 1,172 sec 2 21 Analisi Time History lineare 5 Momento flettente Sforzo assiale M X M Y N 39 t-m 38 t-m 49 t Label 2,5,18,21 Label 2,5,18,21 Label 5,18 44

Simulazione edificio Viale Aldo Moro 9 L Aquila Edificio con Tamponamenti Bielle equivalenti 18 Analisi Dinamica Modale 1 modo (traslazionale) direzione X T 1 = 0,371 sec 2 modo (traslazionale) direzione Y T = 0,368 2 sec 3 modo (rotazionale) attorno Z T 3 = 0,244 sec 2 297 307 302 5 1 266 267 48 21 Analisi Time History lineare Momento flettente Sforzo assiale M X M Y N 29 t-m 29 t-m 507 t 450 t Label 2,18 Label 2,5 Label 21 Label 297 45

Sistemi costruttivi alternativi STRUTTURE A SETTI PORTANTI: Le strutture a setti portanti (o meglio a struttura cellulare / scatolare ) sono caratterizzate dalla presenza, in entrambe le direzioni principali della pianta della struttura, di pareti che lavorano nel loro piano. Tali pareti, grazie ad un favorevole rapporto di forma base/altezza che permette di sfruttare elevati bracci della coppia interna, consentono di minimizzare le compressioni e le trazioni. 46

Strutture in muratura portante Muratura armata (buon comportamento sismico) con isolamento Muratura portante intelaiata 47