Adeguamento Sismico, Master Livorno 07/03/14, Francesco Petrini
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Transcript of Adeguamento Sismico, Master Livorno 07/03/14, Francesco Petrini
1
Francesco Petrini
Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica,
Sapienza Università di Roma.
StroNGER S.r.l., Co-founder and Director
Via Giacomo Peroni 442-444, Tecnopolo Tiburtino, 00131 Roma.
Soluzioni strutturali integrate: Adeguamento sismico. Con particolare riguardo
all’utilizzo di acciaio o FRPPisa, 7 marzo 2014
Polo Universitario Sistemi Logistici di Livorno
Master Universitario di 2° Livello: Soluzioni Innovative nell’Ingegneria Edile
School of Civil and Industrial Engineering
Sapienza University of Rome
Via Eudossiana 18
00184 Rome (ITALY)
2
SOMMARIO
• Richiami di progettazione sismica e Performance-Based EarthquakeEngineering (PBEE)
o Importanza del comportamento dissipativo
o Il caso delle strutture controventate in acciaio
o Una visione più ampia tramite il PBEE
• Adeguamento sismico
o Elementi normativi
o Concetti generali
o Interventi su strutture in cemento armato
o Metodo di analisi e verifica dell’adeguamento
o Interventi su strutture in muratura
• Caso applicativo
o Adeguamento sismico di un edificio storico in mutatura
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1) Richiami di progettazione sismica e Performance-Based Earthquake
Engineering (PBEE)
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PROGETTAZIONE SISMICA - BASI
[email protected] , [email protected]
FILOSOFIEDI PROGETTO
TRADIZIONALE(Stati limite)
INNOVATIVA(Performance Based Design)
Comportamento dissipativo
Comportamento non dissipativo
A differenza dei metodi tradizionali di progettazione, nella progettazione prestazionale (Performance-Based Design – PBD), ci si basa come regola generale, solo sul soddisfacimento di criteri generali diprestazione. Il progettista ha totale libertà nel selezionare il sistema strutturale più adeguato, affinchéper specificati livelli di intensità del sisma il danno possa essere contenuto entro limiti prefissati
Comportamento dissipativo
Comportamento non dissipativo
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IMPORTANZA DEL COMPORTAMENTO DISSIPATIVO
NEL METODO TRADIZIONALE
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PROGETTAZIONE SISMICA – BASI
[email protected] , [email protected]
Per struttura con comportamento dissipativo si intende una struttura concepita inmaniera tale da avere elementi strutturali o parti di elementi strutturali in grado didissipare parte dell’energia sismica mediante cicli di deformazione inelastica.
Sotto l’azione del sisma vi saranno dunque elementi progettati per fornire uncomportamento plastico ed altri progettati per un comportamento di tipo elastico.
Il comportamento dissipativo
Costruzioni d’acciaio per le NTC2008
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PROGETTAZIONE SISMICA – BASI- abbattimento della energia
[email protected] , [email protected]
Per struttura con comportamento dissipativo si intende una struttura concepita inmaniera tale da avere elementi strutturali o parti di elementi strutturali in grado didissipare parte dell’energia sismica mediante cicli di deformazione inelastica.
Sotto l’azione del sisma vi saranno dunque elementi progettati per fornire uncomportamento plastico ed altri progettati per un comportamento di tipo elastico.
Il comportamento dissipativo
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0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500
Se [g]
Periodo T [s]
SLV SLD
Abbattimento dell’energia “sentita” dalla struttura
Nella progettazione classica la dissipazione avviene per plasticizzazionedi zone (elementi) dedicate della struttura. Siccome tale dissipazione avviene per isteresi, le parti dissipative devono avere una opportuna duttilità
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PROGETTAZIONE SISMICA – CASO DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO –requisiti per il conseguimento della duttilità
[email protected] , [email protected]
A livello di sistema Si deve progettare il sistema strutturale in modo da permettere, prima del collasso, la plasticizzazione de «la maggior parte possibile» di struttura. Esempi: a) strutture a telaio� prima della plasticizzazionedelle colonne si devono plasticizzare tutte le travi; b) strutture con controventi � prima della plasticizz. Delle colonne si devono plasticizzare tutte le travi e tutti i controventi
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PROGETTAZIONE SISMICA – CASO DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO –requisiti per il conseguimento della duttilità
[email protected] , [email protected]
A livello di sistema Si deve progettare il sistema strutturale in modo da permettere, prima del collasso, la plasticizzazione de «la maggior parte possibile» di struttura. Esempi: a) strutture a telaio� prima della plasticizzazionedelle colonne si devono plasticizzare tutte le travi; b) strutture con controventi � prima della plasticizz. Delle colonne si devono plasticizzare tutte le travi e tutti i controventi
A livello di elementistrutturali
Gli elementi strutturali si dividono in «dissipativi» e «non dissipativi» (es. travi dissip. e colonne non dissip. Nelle strutture a telaio). Gli elementi dissipativi devono possedere adeguata duttilità. Esempio: nelle strutture a telaio le travi devono possedere adeguata capacità di rotazione plastica (alta curvatura ultima) e le connessioni devono avere una resistenza elastica maggiore della resistenza plastica delle travi connesse.
Questo richiede che
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PROGETTAZIONE SISMICA – CASO DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO –requisiti per il conseguimento della duttilità
[email protected] , [email protected]
A livello di sistema Si deve progettare il sistema strutturale in modo da permettere, prima del collasso, la plasticizzazione de «la maggior parte possibile» di struttura. Esempi: a) strutture a telaio� prima della plasticizzazionedelle colonne si devono plasticizzare tutte le travi; b) strutture con controventi � prima della plasticizz. Delle colonne si devono plasticizzare tutte le travi e tutti i controventi
A livello di elementistrutturali
Gli elementi strutturali si dividono in «dissipativi» e «non dissipativi» (es. travi dissip. e colonne non dissip. Nelle strutture a telaio). Gli elementi dissipativi devono possedere adeguata duttilità. Esempio: nelle strutture a telaio le travi devono possedere adeguata capacità di rotazione plastica (alta curvatura ultima) e le connessioni devono avere una resistenza elastica maggiore della resistenza plastica delle travi connesse.
A livello di materialestrutturali
Il materiale deve avere una alta duttilità εu >> εy.
Questo richiede che
Questo richiede che
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PROGETTAZIONE SISMICA – IMPORTANZA DELLA DISSIPAZIONE E CAPACITY DESIGN NELLA PROGETTAZIONE TRADIZIONALE
[email protected] , [email protected]
Capacity design o Gerarchia delle Resistenze a livello di sistema
Gli elementi, o parte di essi, destinati alla dissipazione devono essere
scelti e progettati in modo da favorire una particolare tipologia di collasso
globale
In condizioni limite, quale tipologia di collasso globale è auspicabile?
Gli elementi, o parte di essi, non destinati alla dissipazione devono essere progettati in modo da fornire
un’adeguata sovraresistenza
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PROGETTAZIONE SISMICA – IMPORTANZA DELLA DISSIPAZIONE E CAPACITY DESIGN NELLA PROGETTAZIONE TRADIZIONALE
[email protected] , [email protected]
Principi base sulla Gerarchia delle Resistenze a livello di sistema (II)
Il coefficiente di sicurezza aaaa, che può essere usato per aumentare la resistenza dell’elemento fragile (caso A) o per ridurre la resistenza dell’elemento duttile (caso
B), è introdotto per tener in conto le incertezze sulle resistenze degli elementi.
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PROGETTAZIONE SISMICA – CASO DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO –requisito di materiale (micro-scala) per ottenimento della duttilità
[email protected] , [email protected]
DM2008. Il materiale acciaio – Prescrizioni addizionali per le zone
dissipative
��
��≥ 1.20 � ≥ 20%
La resistenza del materiale, per le zone dissipative, deveessere amplificata con un coefficiente di sovraresistenzagov , dato dal rapporto tra il valore di resistenza medio fym equello caratteristico fyk al fine di considerare l’aleatorietà di fy
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PROGETTAZIONE SISMICA – IMPORTANZA DELLA DISSIPAZIONE E CAPACITY DESIGN NELLA PROGETTAZIONE TRADIZIONALE
[email protected] , [email protected]
Capacity design non applicato nelle strutture in C.A.: piano soffice
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IL CASO DELLE STRUTTURE CONTROVENTATE IN ACCIAIO
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PROGETTAZIONE SISMICA – CASO STRUTTURE CONTROV. IN ACCIAIO
[email protected] , [email protected]
Le tipologie strutturali con controventi
LO SNERVAMENTO DEI DIAGONALI TESI DEVE PRECEDERE IL RAGGIUNGIMENTO DELL’INSTABILITA’ DEI DIAGONALI COMPRESSI
SPOSTAMENTI LATERALI CONTENUTI
ELEMENTI DEDICATI ALLA DISSIPAZIONE
VINCOLI ARCHITETTONICI
VANTAGGI SVANTAGGI
[email protected] , [email protected]
Le tipologie strutturali con controventi concentrici (D.M. 2008)
PROGETTAZIONE SISMICA – CASO STRUTTURE CONTROV. IN ACCIAIO
[email protected] , [email protected]
Le tipologie strutturali con controventi eccentrici (D.M. 2008)
PROGETTAZIONE SISMICA – CASO STRUTTURE CONTROV. IN ACCIAIO
[email protected] , [email protected]
PROGETTAZIONE SISMICA – GERARCHIA RESISTENZE STRUTTURE CONTROV. IN ACCIAIO CONCENTRICI
Caso A – Schema a
telaio (vincoli di
continuità tra travi e
colonne) con controventi
aggiuntivi. Travi con
elevata rigidezza
Caso B – Schema a
telaio (vincoli di
continuità tra travi e
colonne) con controventi
aggiuntivi. Travi con
bassa rigidezza
Caso C – Schema a ritti
pendolari (travi
incernierate alle
colonne) con
controventi aggiuntivi.
Travi con elevata
rigidezza
Caso D – Schema a
ritti pendolari (travi
incernierate alle
colonne) con
controventi aggiuntivi.
Travi con bassa
rigidezza
[email protected] , [email protected]
PROGETTAZIONE SISMICA –CONTROVENTI IN ACCIAIO ECCENTRICI
Meccanismo dissipativo Sollecitazioni
[email protected] , [email protected]
PROGETTAZIONE SISMICA –CONTROVENTI IN ACCIAIO ECCENTRICI
Meccanismo dissipativo Sollecitazioni
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UNA VISIONE PIU’ AMPIA TRAMITE IL PERFORMANCE-
BASED EARTHQIAKE ENGINEERING (PBEE)
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PROGETTAZIONE SISMICA - PERFORMANCE-BASED DESIGN
[email protected] , [email protected]
Ang, G.K.I. and Wyatt, D.P. (1998). “The role of performance
specifications in the design agenda”, Proc. of the Design Agenda
Conference, September 1- 18, Bringhton, UK.
Il Performance-Based Engineering (PBE)
consiste in azioni quali la selezione dei siti, gli
sviluppi concettuali, predimensionamento e
progetto, costruzione e manutenzione,
dismissione e/o demolizione di una struttura, in
modo da assicurare che questa sia in grado di
fornire prestazioni con un certo grado di
affidabilità ed in maniera economica, durante
tutto il suo ciclo di vita.
SEAOC (1995). Vision 2000 - A Framework for Performance
Based Design. Vol. I-III, Structural Engineers Association
of California, Sacramento, CA.
PBE in the design phase (Macro-level)
Concetto di sostenibilità Importanza del livello di conoscenza
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PERFORMANCE-BASED DESIGN – PANORAMICA AMPLIATA
[email protected] , [email protected]
a
Metodi Tradizionali
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STRATEGIE DI PROGETTAZIONE SISMICA - L’AZIONE SISMICA
[email protected] , [email protected]
Nel framework del PBEE esistono procedure volte a:
• Tener esplicitamente conto delle incertezze• Specializzare l’analisi di pericolosità sismica per
la struttura in esame• Considerare il degrado strutturale nel ciclo di vita• Tener conto della sostenibilità delle diverse
soluzioni strutturali
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2) Adeguamentosismico
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ELEMENTI NORMATIVI
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ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
[email protected] , [email protected]
8 COSTRUZIONI ESISTENTI 8.1 OGGETTO .8.2 CRITERI GENERALI.8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA.8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI.8.4.1 Intervento di adeguamento .
8.4.2 Intervento di miglioramento .
8.4.3 Riparazione o intervento locale .
8.5 PROCEDURE PER LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E LA REDAZIONE DEI PROGETTI8.5.1 Analisi storico-critica .
8.5.2 Rilievo .
8.5.3 Caratterizzazione meccanica dei materiali.
8.5.4 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza.
8.5.5 Azioni .
8.6 MATERIALI .8.7 VALUTAZIONE E PROGETTAZIONE IN PRESENZA DI AZIONI SISMICHE..8.7.1 Costruzioni in muratura..
8.7.2 Costruzioni in cemento armato o in acciaio .
8.7.3 Edifici misti .
8.7.4 Criteri e tipi d’intervento
8.7.5 Progetto dell’intervento
DEFINIZIONI
IMPOSTAZIONE ANALISI
METODI DI ANALISI E METODI DI INTERVENTO
DM 2008
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ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
[email protected] , [email protected]
8 COSTRUZIONI ESISTENTI 8.1 OGGETTO .8.2 CRITERI GENERALI.8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA.8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI.8.4.1 Intervento di adeguamento .
8.4.2 Intervento di miglioramento .
8.4.3 Riparazione o intervento locale .
8.5 PROCEDURE PER LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E LA REDAZIONE DEI PROGETTI8.5.1 Analisi storico-critica .
8.5.2 Rilievo .
8.5.3 Caratterizzazione meccanica dei materiali.
8.5.4 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza.
8.5.5 Azioni .
8.6 MATERIALI .8.7 VALUTAZIONE E PROGETTAZIONE IN PRESENZA DI AZIONI SISMICHE..8.7.1 Costruzioni in muratura...
8.7.2 Costruzioni in cemento armato o in acciaio .
8.7.3 Edifici misti ..
8.7.4 Criteri e tipi d’intervento
8.7.5 Progetto dell’intervento
DEFINIZIONI
IMPOSTAZIONE ANALISI
METODI DI ANALISI E METODI DI INTERVENTO
È definita costruzione esistente quella che abbia, alla data della redazione della valutazione di sicurezza e/o del progetto di intervento, la struttura completamente realizzata.
DM 2008
30
ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
[email protected] , [email protected]
8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI
Si individuano le seguenti categorie di intervento:
- 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 un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti.
Gli interventi di adeguamento e miglioramento devono essere sottoposti a collaudo statico.
Per i beni di interesse culturale in zone dichiarate a rischio sismico, [..], è in ogni caso possibile limitarsi ad interventi di miglioramento.
8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA
Le Verifiche agli SLU possono essere eseguite rispetto alla condizione di salvaguardia della vita umana (SLV) o, in alternativa, alla condizione di collasso (SLC).
DM 2008
31
ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
[email protected] , [email protected]
8.4.1 INTERVENTO DI ADEGUAMENTO
È fatto obbligo di procedere alla valutazione della sicurezza e, qualora necessario, all’adeguamento della costruzione, a chiunque intenda:
a) sopraelevare la costruzione;
b) ampliare la costruzione mediante opere strutturalmente connesse alla costruzione;
c) apportare variazioni di classe e/o di destinazione d’uso che comportino incrementi dei carichi globali in fondazione superiori al 10%; resta comunque fermo l’obbligo di procedere alla verifica locale delle singole parti e/o elementi della struttura, anche se interessano porzioni limitate della costruzione;
d) effettuare interventi strutturali volti a trasformare la costruzione mediante un insieme sistematico di opere che portino ad un organismo edilizio diverso dal precedente.
In ogni caso, il progetto dovrà essere riferito all’intera costruzione e dovrà riportare le verifiche dell’intera struttura post-intervento, secondo le indicazioni del presente capitolo.
DM 2008
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ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
[email protected] , [email protected]
8.4.1 INTERVENTO DI ADEGUAMENTO
È fatto obbligo di procedere alla valutazione della sicurezza e, qualora necessario, all’adeguamento della costruzione, a chiunque intenda:
a) sopraelevare la costruzione;
b) ampliare la costruzione mediante opere strutturalmente connesse alla costruzione;
c) apportare variazioni di classe e/o di destinazione d’uso che comportino incrementi dei carichi globali in fondazione superiori al 10%; resta comunque fermo l’obbligo di procedere alla verifica locale delle singole parti e/o elementi della struttura, anche se interessano porzioni limitate della costruzione;
d) effettuare interventi strutturali volti a trasformare la costruzione mediante un insieme sistematico di opere che portino ad un organismo edilizio diverso dal precedente.
In ogni caso, il progetto dovrà essere riferito all’intera costruzione e dovrà riportare le verifiche dell’intera struttura post-intervento, secondo le indicazioni del presente capitolo.
Si deve presentare progettazione al Genio Civile
DM 2008
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ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
[email protected] , [email protected]
8.4.2 INTERVENTO DI MIGLIORAMENTO
Rientrano negli interventi di miglioramento tutti gli interventi che siano comunque finalizzati ad accrescere la capacità di resistenza delle strutture esistenti alle azioni considerate.
È possibile eseguire interventi di miglioramento nei casi in cui non ricorrano le condizioni specificate al paragrafo 8.4.1.
Il progetto e la valutazione della sicurezza dovranno essere estesi a tutte le parti della struttura potenzialmente interessate da modifiche di comportamento, nonché alla struttura nel suo insieme.
[..] 8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI
Per i beni di interesse culturale in zone dichiarate a rischio sismico, [..], è in ogni caso possibile limitarsi ad interventi di miglioramento.
DM 2008
[..] 8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI
Per i beni di interesse culturale in zone dichiarate a rischio sismico, [..], è in ogni caso possibile limitarsi ad interventi di miglioramento.
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ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
[email protected] , [email protected]
8.4.2 INTERVENTO DI MIGLIORAMENTO
Rientrano negli interventi di miglioramento tutti gli interventi che siano comunque finalizzati ad accrescere la capacità di resistenza delle strutture esistenti alle azioni considerate.
È possibile eseguire interventi di miglioramento nei casi in cui non ricorrano le condizioni specificate al paragrafo 8.4.1.
Il progetto e la valutazione della sicurezza dovranno essere estesi a tutte le parti della struttura potenzialmente interessate da modifiche di comportamento, nonché alla struttura nel suo insieme.
Si deve presentare progettazione al Genio Civile
Soprattutto per beni di interesse culturale
DM 2008
8.4.3 RIPARAZIONE O INTERVENTO LOCALE
In generale, gli interventi di questo tipo riguarderanno singole parti e/o elementi della struttura e interesseranno porzioni limitate della costruzione. Il progetto e la valutazione della sicurezza potranno essere riferiti alle sole parti e/o elementi interessati e documentare che, rispetto alla configurazione precedente al danno, al degrado o alla variante, non siano prodotte sostanziali modifiche al comportamento delle altre parti e della struttura nel suo insieme e che gli interventi comportino un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti.
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ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
[email protected] , [email protected]
DM 2008
8.4.3 RIPARAZIONE O INTERVENTO LOCALE
In generale, gli interventi di questo tipo riguarderanno singole parti e/o elementi della struttura e interesseranno porzioni limitate della costruzione. Il progetto e la valutazione della sicurezza potranno essere riferiti alle sole parti e/o elementi interessati e documentare che, rispetto alla configurazione precedente al danno, al degrado o alla variante, non siano prodotte sostanziali modifiche al comportamento delle altre parti e della struttura nel suo insieme e che gli interventi comportino un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti.
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ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
[email protected] , [email protected]
NON si deve presentare progettazione al Genio Civile
DM 2008
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CONCETTI GENERALI
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ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
[email protected] , [email protected]
8 COSTRUZIONI ESISTENTI 8.1 OGGETTO .8.2 CRITERI GENERALI.8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA.8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI.8.4.1 Intervento di adeguamento .
8.4.2 Intervento di miglioramento .
8.4.3 Riparazione o intervento locale .
8.5 PROCEDURE PER LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E LA REDAZIONE DEI PROGETTI8.5.1 Analisi storico-critica .
8.5.2 Rilievo .
8.5.3 Caratterizzazione meccanica dei materiali.
8.5.4 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza.
8.5.5 Azioni .
8.6 MATERIALI .8.7 VALUTAZIONE E PROGETTAZIONE IN PRESENZA DI AZIONI SISMICHE..8.7.1 Costruzioni in muratura...
8.7.2 Costruzioni in cemento armato o in acciaio .
8.7.3 Edifici misti ..
8.7.4 Criteri e tipi d’intervento
8.7.5 Progetto dell’intervento
DEFINIZIONI
IMPOSTAZIONE ANALISI
METODI DI ANALISI E METODI DI INTERVENTO
DM 2008
[email protected] , [email protected]
8.7.5 PROGETTO DELL’INTERVENTO
Il progetto dell’intervento di miglioramento deve comprendere:
• Rappresentazione e verifica della struttura prima dell’intervento con identificazione delle carenze e del livello di azione sismica per la quale viene raggiunto lo SLU (e SLE se richiesto);
• scelta motivata dell’intervento;
• scelta delle tecniche e/o dei materiali;• dimensionamento preliminare dei rinforzi e degli eventuali elementi
strutturali aggiuntivi;• analisi strutturale considerando le caratteristiche della struttura post-
intervento;
• verifiche della struttura post-intervento.
CONCETTI GENERALI- STESURA DEL PROGETTODM 2008
[email protected] , [email protected]
8.7.5 PROGETTO DELL’INTERVENTO
Il progetto dell’intervento di miglioramento deve comprendere:
• Rappresentazione e verifica della struttura prima dell’intervento con identificazione delle carenze e del livello di azione sismica per la quale viene raggiunto lo SLU (e SLE se richiesto);
• scelta motivata dell’intervento;
• scelta delle tecniche e/o dei materiali;• dimensionamento preliminare dei rinforzi e degli eventuali elementi
strutturali aggiuntivi;• analisi strutturale considerando le caratteristiche della struttura post-
intervento;
• verifiche della struttura post-intervento.
CONCETTI GENERALI- STESURA DEL PROGETTODM 2008
41
CONCETTI GENERALI – STRATEGIE DI INTERVENTO I
[email protected] , [email protected]
Nicola Caterino. Analisi decisionale multicriterio per l’adeguamento sismico di edifici in c.a. Ph.D. dissertation, Università Degli Studi Di Napoli Federico II. http://www.fedoa.unina.it/1504/1/Caterino_Rischio_Sismico.pdf
42
CONCETTI GENERALI – STRATEGIE DI INTERVENTO II
[email protected] , [email protected]
Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf
Domanda pre-isolamento
Domanda post-isolamento sulla sovrastruttura
spostamento
forz
a
RIDUZIONE DELLA DOMANDA (e.g. isolamento)
Sovrastruttura invariata
[email protected] , [email protected]
RIDUZIONE DELLA DOMANDA
• I controventi dissipativi incrementano l’energia dissipata (abbattimento dello spettro di risposta elastico) ed irrigidiscono la struttura
• L’isolamento alla base tende a ridurre la sollecitazione sismica incrementando il periodo della struttura
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INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN C.A.
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
[email protected] , [email protected]
- Isolatori sismici
- Controventi (anche dissipativi)
- Incamiciatura delle aste
- Calastrellatura
- FRP
- Sistema CAM
Globali
Locali
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
[email protected] , [email protected]
- Isolatori sismici
- Controventi (anche dissipativi)
- Incamiciatura delle aste
- Calastrellatura
- FRP
- Sistema CAM
Globali
Locali
[email protected] , [email protected]
Tecnica Effetti locali Effetti globali Disturbo Costo
Iniezione di resine Ripristino resistenza e rigidezza Nessuno Basso Approccio di ripristino
Camicie in c.a. Incremento rigidezza e resistenza ed eventualemente duttilità
Modifica della risposta sismica. Se applicate ai pilastri, sposta la richiesta plastica verso le travi
Da medio a alto
Può porre rimedio alla risposta di "piano soffice". Se interessa pochi piani, può spostare tale meccanismo ai piani superiori
Camicie o collari in acciaio
Incremento duttilità e resistenza a taglio. Garantendo una forte azione composita, incremento di rigidezza
Incremento capacità deformativaglobale
Basso Efficace ove il principale problema sia scarsa armatura trasversale. Veloce installazione.
Fasciatura parziale con FRP
Sensibile incremento di duttilità. Limitati effetti su resistenza o rigidezza
Come per collari in acciaio Basso Soluzione adeguata quando il costo non è un criterio predominante
Rinforzo dei nodi con FRP
Eliminazione rottura a taglio dei nodi Riduce marginalmente il drift globale riducendo la deformabilità dei nodi trave-pilastro
Basso Come sopra
Fasciatura completa inFRP
Notevole incremento di duttilità e resistenza a taglio; piccolo incremento dirigidezza
Distribuzione delle rigidezze invariata Basso Come sopra
Pareti in c.a. Potrebbe portare ad un incremento disollecitazioni nelle inmediate vicinanze
Riduzione drastica della domanda di deformazione in tutti gli altri elementi. Risolve i problemi di "piano soffice"
Alto E' l'approccio più adeguato se il"disturbo" arrecato non è un problema. E' necessario undrastico intervento in fondazione
Controventi in acciaio
Protezione nei confronti del collassodi elementi fragili in c.a. posti nellevicinanze. Può indurre notevoli sollecitazioni nei nodi.
Incremento di duttilità globale aCapacità dissipativa. Puòrisolvere i problemi di "piano soffice".
Da basso a medio
Occorre porre attenzione nelprogetto di aste e connessioni al fine di proteggersi da fenomeni di instabilità locale e rotture post-buckling
Inserimento di pannelli Murari
Induce sensibili sollecitazioni nei nodi.Incrementa la rigidezza di piano eriduce quindi gli spostamenti diInterpiano
Incremento di peso, dunque di forze sismiche. Riduce il periodo, dunque incrementa le accelerazioni. Se I pannelli sono monolitici possono modificare larisposta globale fino ad uncomportamento a mensola.
Da medioad alto
Soluzione efficace quando i pannelli sono applicati all'esterno e ben assicurati allastruttura. È possibile adottare moduli di calcestruzzo Prefabbricati anziché pannelli in muratura.
Bollettino FIB-24 (: TECNICHE DI ADEGUAMENTO SISMICO
Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmare-manfredi2.pdf
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
[email protected] , [email protected]
- Isolatori sismici
- Controventi dissipativi
- Incamiciatura delle aste
- Calastrellatura
- FRP
- Sistema CAM
L’isolamento alla basepresuppone un aumento deglispostamenti di corpo rigido equindi è di difficilerealizzazione per edifici inadiacenza con altri. Sofisticatainoltre la tecnica diinserimento che prevedesospensione e taglio dellecolonne ed inserimentodell’isolatore.
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
[email protected] , [email protected]
- Isolatori sismici
- Controventi dissipativi
- Incamiciatura delle aste
- Calastrellatura
- FRP
- Sistema CAM Comporta essenzialmente un incremento in termini di resistenza e rigidezza. Può essereapplicata sia per sanare danneggiamenti locali che come tecnica di rinforzo.Sono interventi molto efficaci nel contrastare la rottura per schiacciamento di elementistrutturali sottoposti a compressione o a pressoflessione.
Camillo Nuti. Recupero delle strutture esistenti. http://www.associazioneaicap.it/pdf/NUTI-%20relazione%20generale.pdf
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
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- Isolatori sismici
- Controventi dissipativi
- Incamiciatura delle aste
- Calastrellatura
- FRP
- Sistema CAM
L’utilizzo di elementi in acciaio per la cerchiatura permette di raggiungere il necessarioincremento in termini di capacità locale senza però incrementare la rigidezza. L’applicazionecomporta un incremento in termini di resistenza e duttilità.
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
[email protected] , [email protected]
- Isolatori sismici
- Controventi dissipativi
- Incamiciatura delle aste
- Calastrellatura
- FRP
- Sistema CAM (Cerchiatura Attiva Manufatti)
Rinforzo a taglio
Al fine di garantire un buon comportamento d'insieme del sistema nodo travi-pilastri, e garantire un significativo incremento della duttilità a tale sistema. Si consegue anche un incremento della resistenza a taglio delle travi e dei pilastri nelle loro parti terminali convergenti nel nodo ed un confinamento delle estremità dei pilastri, dove si concentrano le massime richieste di duttilità in pressoflessione.
(pressopiegati ad L e nastri metallici pretesi in acciaio ad alta resistenza)
Pressopiegati ad L e nastri pretesi in un nodo d’angolo
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
[email protected] , [email protected]
- Isolatori sismici
- Controventi (anche dissipativi)
- Incamiciatura delle aste
- Calastrellatura
- FRP
- Sistema CAM
• Uniforme distribuzione del sistema di dissipazione• Definizione dei criteri di modellazione dei
controventi• Verificare plasticizzazione dispositivi• Verifiche locali dei collegamenti: garantire
sovraresistenza connessioni• Esclusione di rotture fragili in pilastri e travi
adiacenti i campi controventati• Verifica dell'ampiezza dei giunti sismici
PROBLEMATICHE di progetto
Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
[email protected] , [email protected]
Finalità dell’intervento è quella di limitare le deformazioni interpiano e regolarizzare ladeformata. Obiettivo: Impedire il martellamento tra le strutture adiacenti e scongiuraremeccanismi di piano (regolarizzazione della deformata e limitare la deformazioneinterpiano).
PROGETTAZIONE DEI CONTROVENTI IN ACCIAIO
• Uniforme distribuzione del sistema di dissipazione
• Definizione dei criteri di modellazione dei controventi
• Verificare plasticizzazione dispositivi
• Verifiche locali dei collegamenti: garantire sovraresistenza connessioni
• Esclusione di rotture fragili in pilastri e travi adiacenti i campi controventati
• Verifica dell'ampiezza dei giunti sismici
PROBLEMATICHE di progetto
[email protected] , [email protected]
Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
EFFETTO DELL’INSERIMENTO DEI CONTROVENTI
SULL’ENTITA’ DELL’AZIONE SISMICA
[email protected] , [email protected]
Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
EFFETTO DELL’INSERIMENTO DEI CONTROVENTI
DISSIPATIVI SULL’ENTITA’ DELL’AZIONE SISMICA
[email protected] , [email protected]
Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
CONTROVENTI - CONFIGURAZIONI
Pericolosi perche’ insistono su pilastro
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Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
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EFFETTO DELL’INSERIMENTO DEI CONTROVENTI
SULLA RIGIDEZZA
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Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
DISSIPAZIONE CON CONTROVENTO IN CAMPO ELASTICO
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Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
Do
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ento Un controvento dissipativo oltre ad irrigidire la
struttura incrementa la dissipazione –riduce la domanda
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EFFETTO DELL’INSERIMENTO DEI CONTROVENTI
DISSIPATIVA SULLA RIGIDEZZA
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Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
DISSIPAZIONE CON CONTROVENTO DISSIPATIVO E
TELAIO IN CAMPO ELASTICO
[email protected] , [email protected]
Franco Braga. Tecnologie innovative di protezione sismica, controventi dissipativi e loro applicazioni. http://www.ordineingegnerimantova.it/corsi/sismica%20Intervento_Braga.pdf
DISSIPAZIONE CON CONTROVENTO DISSIPATIVO E
TELAIO IN CAMPO PLASTICO
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TIPI DI CONTROVENTO: GIUNTO DISSIPATIVO
http://www.angelobiondi.com/Download/Slideshow/Slideshow-InterventiC.A..pdf
[email protected] , [email protected]
TIPI DI CONTROVENTO: CON ANIMA DISSIPATIVA
Dissipatori tipo “BRAD” (FIP)
Questi dispositivi sono costituti da un nucleo interno in acciaio, una parte del quale è progettato per dissipare energia in campo plastico, da un tubo esterno in acciaio e da un riempimento in calcestruzzo, la cui funzione è di evitare l’instabilizzazione del nucleo interno.
Tra il calcestruzzo ed il nucleo interno è interposto uno speciale materiale distaccante, per evitare il trasferimento di tensioni tangenziali fra i due componenti, consentendo inoltre al nucleo di allungarsi ed accorciarsi liberamente, dissipando energia.
http://www.angelobiondi.com/Download/Slideshow/Slideshow-InterventiC.A..pdf
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
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- Isolatori sismici
- Controventi (anche dissipativi)
- Incamiciatura delle aste
- Calastrellatura
- FRP
- Sistema CAM Sensibile aumento della duttilità locale
• Confinamento con FRP
• Rinforzo a flessione con FRP
• Rinforzo a taglio con FRP
• Rinforzo a taglio con FRP
• Rinforzo a flessione con FRP
La linea guida di riferimento per l’applicazione di FRP è la CNR-DT 200 R1/2013
[email protected] , [email protected]
OBIETTIVI ADEGUAMENTO CON FRP
Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf
La linea guida di riferimento pper l’applicazione di FRP è la CNR-DT 200 R1/2013
[email protected] , [email protected]
FRP- COMPOSIZIONE
Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf
[email protected] , [email protected]
FRP- MAGGIORI TIPOLOGIE DI FIBRE
Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf
[email protected] , [email protected]
Acciaio da C.A.
FRP- CONFIGURAZIONE E CARATTERISTICHE DELLE FIBRE
NO RESISTENZA A COMPRESSIONE
[email protected] , [email protected]
Zila Rinaldi. Tecniche di rinforzo con materiali innovativi. http://www.last.uniroma2.it/download/Presentazione%20Rinaldi.pdf
FRP- APPLICAZIONE
[email protected] , [email protected]
FRP- MODI DI ROTTURA
[email protected] , [email protected]
Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmare-manfredi2.pdf
FRP- AUMENTO DI DUTTILITA’
[email protected] , [email protected]
sono consentite unicamente le configurazioni ad U o in avvolgimento;
RINFORZO CON FRP PER IL TAGLIO
sono consentiti unicamente rinforzi la cui direzione di maggior resistenza sia ortogonale all’asse longitudinale dell’elemento (b =90°).
Continuo Strisce verticali
Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmare-manfredi2.pdf
Strisce diagonali
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RINFORZO IN FRP– ANCORAGGIO
Eventuali fili vanno fissati alle estremità tramitelunghezze di ancoraggio opportune, oppure tramitepiastre o tramite sfiocchettamento sul pianoortogonale
[email protected] , [email protected]
FRP- APPLICAZIONI SUL C.A.- CONFINAMENTO NODI E RINFORZO A TAGLIO
[email protected] , [email protected]
FRP- APPLICAZIONI SUL C.A.- CONFINAMENTO NODI E RINFORZO A TAGLIO
Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmare-manfredi2.pdf
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METODO DI ANALISI E VERIFICA DELL’ADEGUAMENTO
METODI DI ANALISI – STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO
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8.7.2 COSTRUZIONI IN CEMENTO ARMATO O IN ACCIAIO
Nelle costruzioni esistenti in cemento armato o in acciaio soggette ad azioni sismiche viene attivata la capacità di elementi e meccanismi resistenti, che possono essere “duttili” o “fragili”.[…]
La plasticizzazione di un elemento o l’attivazione di un meccanismo duttile in genere non comportano il collasso della struttura.I meccanismi fragili possono localizzarsi in qualsiasi punto della struttura e possono determinare il collasso dell’intera struttura.
L’analisi sismica globale deve utilizzare, per quanto possibile, metodi di analisi che consentano divalutare in maniera appropriata sia la resistenza che la duttilità disponibile. L’impiego di metodi di calcolo lineari richiede da parte del progettista un’opportuna definizione del fattore di struttura in relazione alle caratteristiche meccaniche globali e locali della struttura in esame.I meccanismi “duttili” si verificano controllando che la domanda non superi la corrispondente capacità in termini di deformazione. I meccanismi “fragili” si verificano controllando che la domanda non superi la corrispondente capacità in termini di resistenza.Per il calcolo della capacità di elementi/meccanismi duttili o fragili si impiegano le proprietà deimateriali esistenti, determinate secondo le modalità indicate al punto 8.5.3, divise per i fattori diconfidenza in relazione al livello di conoscenza raggiunto.
DM 2008
METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2
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Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%202010-04-26.pdf
METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2
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Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%202010-04-26.pdf
METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2
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Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%202010-04-26.pdf
METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2
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Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%202010-04-26.pdf
METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2
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Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%202010-04-26.pdf
METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2
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Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%202010-04-26.pdf
METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2
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Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%202010-04-26.pdf
Performance point
METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2
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Emanuele Del Monte. L’analisi statica non lineare secondo il D.M. 14/01/2008. http://people.dicea.unifi.it/emadelmo/Documenti/Lezione%202010-04-26.pdf
Performance point
METODI DI ANALISI – VERIFICA IN TERMINI DI DEFORMAZIONE – METODO N2
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Walter Salvatore. Sistemi per la protezione passiva per le costruzioni in zona sismica. http://www.usl2.toscana.it/sup/modulistica/luoghi_lavoro/salvatore_Sistemidiprotezionepassivaperlesmica.pdf
[email protected] , [email protected]
Gaetano Manfredi. Metodi di adeguamento innovativo. http://www.ordineingegnerinapoli.it/news/documenti/corsosismica2007-cmare-manfredi2.pdf
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN C.A. - ALTERNATIVE
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INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN
MURATURA
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN MURATURA
[email protected] , [email protected]
- Cordoli
- Tirantature metalliche
- Iniezioni (anche armate)
- Cuci-Scuci
- Intonaco armato
- Cerchiatura aperture
- Elementi in breccia
- Iniezioni di miscele leganti
- FRP
- Sistema CAM
Globali
Locali
INTERVENTI SULLE STRUTTURE IN MURATURA
[email protected] , [email protected]
- Cordoli
- Tirantature metalliche
- Iniezioni (anche armate)
- Cuci-Scuci
- Intonaco armato
- Cerchiatura aperture
- Elementi in breccia
- Iniezioni di miscele leganti
- FRP
- Sistema CAM
Globali
Locali
Tipologie di intervento mostrate
nella successiva applicazione
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3) Caso applicativo: adeguamento sismico di un palazzo storico in mutatura
CASO STUDIO – Palazzo Camponeschi, L’Aquila
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Oggetto dell’intervento
chiesa dei GesuitiS. Margherita
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8.7.5 PROGETTO DELL’INTERVENTO
Il progetto dell’intervento di miglioramento deve comprendere:
• Rappresentazione e verifica della struttura prima dell’intervento con identificazione delle carenze e del livello di azione sismica per la quale viene raggiunto lo SLU (e SLE se richiesto);
• scelta motivata dell’intervento;
• scelta delle tecniche e/o dei materiali;• dimensionamento preliminare dei rinforzi e degli eventuali elementi
strutturali aggiuntivi;• analisi strutturale considerando le caratteristiche della struttura post-
intervento;
• verifiche della struttura post-intervento.
CONCETTI GENERALI- STESURA DEL PROGETTODM 2008
[email protected] , [email protected]
• ConoscenzaGeometriaCaratteristiche dei materialiCondizioni di conservazione
• Definizione delle prestazioni richiesteSismicità dell’areaDestinazione d’usoLivello di protezione richiesto/accettato
• Valutazione della struttura esistenteDefinizione del modelloAnalisi sismicaVerifica di sicurezza
• Progetto di adeguamentoScelta in relazione a vincoli e prestazioni richiesteDimensionamento dell’intervento
• Valutazione della struttura adeguata
IL PROCESSO LOGICO DEL PROGETTO DI ADEGUAMENTO
[email protected] , [email protected]
• ConoscenzaGeometriaCaratteristiche dei materialiCondizioni di conservazione
• Definizione delle prestazioni richiesteSismicità dell’areaDestinazione d’usoLivello di protezione richiesto/accettato
• Valutazione della struttura esistenteDefinizione del modelloAnalisi sismicaVerifica di sicurezza
• Progetto di adeguamentoScelta in relazione a vincoli e prestazioni richiesteDimensionamento dell’intervento
• Valutazione della struttura adeguata
IL PROCESSO LOGICO DEL PROGETTO DI ADEGUAMENTO
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ELEMENTI NORMATIVI - CAP 8 COSTRUZIONI ESISTENTI
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8 COSTRUZIONI ESISTENTI 8.1 OGGETTO .8.2 CRITERI GENERALI.8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA.8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI.8.4.1 Intervento di adeguamento .
8.4.2 Intervento di miglioramento .
8.4.3 Riparazione o intervento locale .
8.5 PROCEDURE PER LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E LA REDAZIONE DEI PROGETTI8.5.1 Analisi storico-critica .
8.5.2 Rilievo .
8.5.3 Caratterizzazione meccanica dei materiali.
8.5.4 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza.
8.5.5 Azioni .
8.6 MATERIALI .8.7 VALUTAZIONE E PROGETTAZIONE IN PRESENZA DI AZIONI SISMICHE..8.7.1 Costruzioni in muratura...
8.7.2 Costruzioni in cemento armato o in acciaio .
8.7.3 Edifici misti ..
8.7.4 Criteri e tipi d’intervento
8.7.5 Progetto dell’intervento
DEFINIZIONI
IMPOSTAZIONE ANALISI
METODI DI ANALISI E METODI DI INTERVENTO
DM 2008
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Camillo Nuti. Recupero delle strutture esistenti. http://www.associazioneaicap.it/pdf/NUTI-%20relazione%20generale.pdf
Sopralluogo Palazzo Camponeschi
L’Aquila
28 Luglio 2011
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Via Camponeschi
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Via Camponeschi
[email protected] , [email protected]
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
[email protected] , [email protected]
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
via dell’Annunziata
[email protected] , [email protected]
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Prospetto su via dell’Annunziata
[email protected] , [email protected]
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Prospetto su via Burri (1/2)
[email protected] , [email protected]
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Prospetto su via Burri (2/2)
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Intersezione tra i due corpi (1/2)
[email protected] , [email protected]
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Vista della connessione tra gli edifici dall’interno
Piano secondo
Intersezione tra i due corpi – vista dall’interno
Vista della connessione tra gli edifici dall’interno
Piano primo
Sopralluogo 28 luglio [email protected] , [email protected]
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Piano terra (stanze lato Via Camponeschi)
[email protected] , [email protected]
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Piano terra (corridoio lato Via Camponeschi)
[email protected] , [email protected]
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Piano terra (stanza intersezione Via Camponeschi – Via Burri)
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CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Piano primo (lato del muro con spanciamento)
[email protected] , [email protected]
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Piano primo
[email protected] , [email protected]
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
Piano terra – corridoio – particolari della muratura
[email protected] , [email protected]
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
[email protected] , [email protected]
CASO STUDIO – Stato di danneggiamento - Condizioni
[email protected] , [email protected]
CASO STUDIO – Indagini
[email protected] , [email protected]
CASO STUDIO – Indagini
[email protected] , [email protected]
• ConoscenzaGeometriaCaratteristiche dei materialiCondizioni di conservazione
• Definizione delle prestazioni richiesteSismicità dell’areaDestinazione d’usoLivello di protezione richiesto/accettato
• Valutazione della struttura esistenteDefinizione del modelloAnalisi sismicaVerifica di sicurezza
• Progetto di adeguamentoScelta in relazione a vincoli e prestazioni richiesteDimensionamento dell’intervento
• Valutazione della struttura adeguata
IL PROCESSO LOGICO DEL PROGETTO DI ADEGUAMENTO
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PROGETTO DI ADEGUAMENTO
www.francobontempi.org
� Configurazione topologica
Configurazione topologica (1)
• Il Palazzo Camponeschi fa parte di un aggregato che comprende, tra l’altro, la Chiesa dei Gesuiti.
• In presenza di un edificio in aggregato, contiguo, a contatto o interconnesso con edifici adiacenti, l’analisi parte tenendo conto delle possibili interazioni derivanti da queste vicinanze strutturali.
• Allo stesso tempo, dal punto di vista del progetto l’intervento parte dalla individuazione di blocchi costruttivi largamente omogenei e regolari. Questo riconoscimento strategico, pone le basi per un comportamento strutturale sicuro, al di là delle risultanze delle verifiche numeriche, pur necessarie.
• Per la ricostruzione del sistema strutturale, si ritiene che l’articolata geometria di Palazzo Camponeschi, in cui sono presenti interventi successivi nel tempo, possa essere scomposta nei tre blocchi indicati in 1 e 2:
Configurazione topologica (2)– Blocco VA: comprende il corpo di origine medievale su via
dell’Annunziata, a due piani (seminterrato e piano terra in riferimento alla quota del giardino); esso risulta profondamente trasformato con struttura mista in muratura eterogenea e impalcati in c a., cui seguono due ambienti a pianta quadrata realizzati con blocchi di pietra di dimensioni maggiori ai 25cm e coperti da impalcati in c.a. bidirezionali.
– Blocco NO: il corpo originario centrale del lato orizzontale della “L” posto sull’allineamento dell’antico tracciato viario di Via Forcella, presenta una struttura in muratura a doppio paramento accostato costituito da blocchi di pietra di dimensioni medie e risulta coperto da volte a botte (corridoio) e a crociera (sale verso il giardino) in mattoni posti generalmente di coltello.
– Blocco SE: il corpo settecentesco centrale del lato verticale della “L” posto su via Camponeschi presenta una struttura a doppio paramento accostato costituito da blocchi in pietra di dimensioni medie, coperto da volte a botte (corridoio) e a geometria composita (sale verso il giardino); in corrispondenza dell’angolo della L è presente una scala in cui rampe e pianerottoli sono sostenuti da un sistema di volte, a crociera per i pianerottoli e a botte per le rampe, mentre gli ambienti di disimpegno adiacenti ad essa sono coperti da volte a vela.
Configurazione topologica (3)• Nei documenti di gara, il blocco SE e’ compreso nel braccio S-E, mentre
i sopra nominati blocchi VA e NO sono identificati come braccio N-O: si ritiene importante la distinzione fatta in questa sede, perché esplicitaa) la differente natura costruttiva,b) la presenza di un piano seminterrato e uno interrato, aspetto che caratterizza in termini fondazionali questa parte rispetto al resto del palazzo.
• Dal punto di vista dell’analisi storica, questa suddivisione e’ sovrapposta in 3 alle acquisizioni da parte della Compagnia ei Gesuiti per la attuazione del programma edilizio, che ne avvalora la coerenza. In particolare, appare la presenza della Via Forcella che distanzia Palazzo Camponeschi dal resto dell’aggregato, ed in particolare dalla Chiesa dei Gesuiti. Restano evidenti le aggiunte avvenute nel 1931-33 e nel 1960, visibili ritornando alla 2.
• La intrinseca suddivisione dei blocchi e’ confermata dal punto di vista del comportamento strutturale dal quadro dei dissesti rilevati e evidenziati in 4.
SE
NOVA
3y
x
Configurazione topologica (4)• Con riferimento alla 5 e alla 6, la suddivisione nei blocchi VA, NO,
SE, viene realizzata, facendo riferimento ai fili (a) e (b), con le seguenti modalità:– Il Blocco NO e’ separato dai Blocchi VA e SE da due giunti
rispettivamente lungo i fili (a) e (b), dove sono costituiti due setti trasversali, attraverso il ripristino dell’integrità dei setti murari esistenti ovvero attraverso la realizzazione di nuove parti murarie simili; tali setti sono continui dal piano terra fino alla sommità dell’edificio, attraverso il primo e il secondo piano, in maniera rispettosa e congruente con le volte presenti.
– A livello del piano terra, in considerazione del fatto che il Blocco NO (come quello VA almeno in parte) e’ interrato sul lato Via Forcella e che il Blocco NO e’ parzialmente interrato sul lato Via Camponeschi, e’mantenuta la continuità della sola parete contro Via Forcella (7).
7
[email protected] , [email protected]
Piano strada
Via Forcella
Piano strada
Cortile
setto continuo dal piano terra fino alla
sommità dell’edificio
Configurazione sommità edificio• La conformazione della sommità dell’edificio, segue le indicazioni progettuali
precedenti riassunte in 8. In particolare:
– in 9 e’ prevista una cornice di sommità (cordolatura) realizzata principalmente da travi in acciaio tipo IPE300 (disposte con l’anima in orizzontale) con alcune zone rinforzate con travi in acciaio tipo IPE600; il coronamento così realizzato ha lo scopo di connettere efficacemente le teste delle varie pareti murarie, garantendone un comportamento coerente d’insieme;
– questo coronamento principale, si integra con una serie di elementi trasversali,
in particolare sui Blocchi NO e SE, composto come mostrato in 10 dai correnti inferiori delle capriate in legno che costituiscono il tetto; queste capriate tramite i loro correnti inferiori, costituiscono quindi parte integrante del sistema di coronamento e connessione della sommità dell’edificio;
– tale insieme di travi in acciaio e legno, risulta nel complesso efficace e leggero, essendo inoltre la parte composta da profilati in acciaio invisibile perché innestata nella muratura e quella in vista in legno naturalmente comprensibile ed apprezzabile per tradizione.
IPE 300 IPE 600
Coronamento principalecon profilati in acciaio
9
IPE 300 IPE 600
CORRENTIINFERIORICAPRIATE
Completamento concoronamento secondario
con travature in legno
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Coronamento principalecon profilati in acciaio
Completamento concoronamento secondario
con travature in legno o tiranti capriate
Palazzo Camponeschi - FB
Coronamento principalecon profilati in acciaio
Completamento concoronamento secondario
con travature in legno o tiranti capriate
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� Incatenamenti� Collegamenti solai / pareti
www.francobontempi.org
Incatenamenti• Gli incatenamenti trasversali (in rosso) sono disposti nel sottofondo del
primo piano (sopra i riempimenti delle volte del piano terra) e nel sottofondo del secondo piano. Sono costituiti da due barre Φ20 mm di acciaio B450C o simile.
• Gli incatenamenti trasversali avvolgono quelli longitudinali: questi ultimi sono costituiti da una barra Φ26 mm di acciaio B450C o simile (in viola) in opportuni collegamenti (zone in arancione). Alternativamente ove possibile, sono da utilizzare nastri in acciaio di caratteristiche equivalenti.
• Queste zone di collegamento realizzate con piastre in acciaio S235 di spessore 20 mm opportunamente sagomate sono disposte il più possibile vicino la faccia esterna del muro longitudinale.
• All’ultimo livello, in sommità ai muri longitudinali, sono disposte delle travi metalliche (IPE300) che svolgono il ruolo di cordoli e tiranti. Sui lati trasversali estremi dell’edificio minore (lato Nord) sono disposte travi in acciaio di dimensioni maggiori (IPE600).
• Le travi metalliche sono collegate trasversalmente dai correnti inferiori (in marrone) delle capriate che lavorano sia a trazione, sia a compressione.
• Accanto a questi incatenamenti principali, sono previsti connessioni minori ma diffuse tra tutti i solai e le pareti (pallini in viola).
Incatenamenti lato nord
[email protected] , [email protected]
nel sottofondo del primo piano (sopra i riempimenti delle volte del piano terra) e nel sottofondo del secondo piano
Incatenamenti: piano secondo
CATENALONGITUDINALE
TRAVE ACCIAIOSOMMITA’
CORRENTE INFERIORE
CAPRIATA IN LEGNO
CATENATRASVERSALE
PIASTRE DI DIFFUSIONE
144
Incatenamenti lato sud
[email protected] , [email protected]
nel sottofondo del primo piano (sopra i riempimenti delle volte del piano terra) e nel sottofondo del secondo piano
Connessioni solai / pareti
148
149
150
151
Iniezioni e rinforzi in rete• In 1 e 2, in azzurro e’ dove si prevede la disposizione di
rinforzo continuo in forma rete di basalto. Nelle zone tratteggiate, la disposizione dipende localmente dalla presenza di aperture. Sul lato di Via Camponeschi si deve tenere in conto la pendenza della strada.
• Le reti sui due lati del muro devono essere connessi con barre con estremità sfiocchettate in numero di 4 al mq.
• Le zone retinate in blu sono da pensare trattate con iniezione.
• Le fasce in azzurro in 3, 4 e 5, disposte orizzontalmente sono le principali, devono essere trattenute (avvolte) dagli incatenamenti trasversali. A loro volta, queste fasce orizzontali sono sovrapposte (avvolgono) le fasce verticali secondarie.
Piano terra
1
[email protected] , [email protected]
rinforzo continuo in forma rete di basaltoiniezione
Primo e secondo piano
2
[email protected] , [email protected]
rinforzo continuo in forma rete di basalto
[email protected] , [email protected]
iniezione
158
162
163
164
165
22/08/11 Palazzo Camponeschi - FB 166
[email protected] , [email protected]
• ConoscenzaGeometriaCaratteristiche dei materialiCondizioni di conservazione
• Definizione delle prestazioni richiesteSismicità dell’areaDestinazione d’usoLivello di protezione richiesto/accettato
• Valutazione della struttura esistenteDefinizione del modelloAnalisi sismicaVerifica di sicurezza
• Progetto di adeguamentoScelta in relazione a vincoli e prestazioni richiesteDimensionamento dell’intervento
• Valutazione della struttura adeguata
IL PROCESSO LOGICO DEL PROGETTO DI ADEGUAMENTO
Domanda: Azione Sismica
NTC 2008 §2.4.1. Vita nominale VN = 50 anni
NTC 2008 §2.4.2. Classe d’uso
Classe III: Costruzioni il cui uso
preveda affollamenti
significativi
NTC 2008 §2.4.3. Periodo di riferimento per l’azione
sismica
VR = VN ⋅CU =
= 50 ⋅1.5 = 75 anni
Longitudine 13.422 EST
Latitudine 42.535 NORD
Categoria di suolo B
Coefficiente di amplificazione
topografico ST = 1
C8.7.1.2 Fattore di struttura q = 1.5 ⋅ 1.5 = 2.25
(edificio non regolare in altezza
e αU / αE = 1.5)
aSLV / g 0.35
22/08/11 Palazzo Camponeschi - FB 170
Spettro di progetto
Capacita’: valori di progetto caratteristiche meccaniche
muratura
Caratteristica
meccanica
(MPa)
Valore
medio
Valore
caratteristico
Valore
di
progetto
Riduzione
per nucleo
ampio e
scadente
Incremento
per
connessione
trasversale
Incremento
per iniezione
di miscele
leganti
Resistenza a
compressione
della muratura 1.40 1.22 0.61 0.55 0.82 1.64
Resistenza a
taglio della
muratura
0.26 0.23 0.11 0.10 0.15 0.31
Fattore di confidenza: FC=1.15
Caratteristiche meccaniche medie
173
Coefficienti correttivi
Altri materiali
• Acciaio per laminati S235– fyk = 235 MPa– fyd = 205 MPa– Es = 200000 MPa
• Acciaio per barre B450C– fyk = 450 MPa– fyd = 390 MPa– Es = 200000 MPa
• Rete in basalto
Esistente: carichi verticali (1)
Nelle zone in grigio,si supera la resistenza
a compressione della muratura
VISTA DAVANTI
Le zone in cui si supera la resistenza a compression
e sono estese e collegate
Proposta: carichi verticali (1)
Proposta: carichi verticali (1bis)
Nelle zone in blunecessitano iniezione
di miscele leganti
Nelle zone in azzurronecessitano
connessioni trasversali
Esistente: carichi verticali (2)
Nelle zone in grigio,si supera la resistenza
a compressione della muratura
VISTA DIETRO
Proposta: carichi verticali (2)
Proposta: carichi verticali (2bis)
Non e’ evidenziata la necessità di
iniezioni nellePareti esterne
Proposta: carichi verticali (2tris)
Nelle zone in blunecessitano iniezione
di miscele legantiVISTA DIETROSENZA PARETI ESTERNE
Si nota la necessità di iniezioni nei
maschi interni
Proposta: carichi verticali (2tris)
Nelle zone in blunecessitano iniezione
di miscele legantiVISTA DIETROSENZA PARETI ESTERNE
Si nota la necessità di iniezioni nei
maschi interni
Esistente: carichi verticali (3)
Nelle zone in grigio,si supera la resistenza
a compressione della muratura
VISTA DA SOTTOLe zone in cui si supera la resistenza a compression
e sono estese e collegate
Proposta: carichi verticali (3)
Proposta: carichi verticali (3bis)
Nelle zone in blunecessitano iniezione
di miscele leganti
Nelle zone in azzurronecessitano
connessioni trasversali
Esistente: sisma direzione Y (1)
Nelle zone in grigio,si supera la resistenza
a compressione della muratura
VISTA DAVANTI
Le zone in cui si supera la resistenza a compression
e sono estese e collegate
Proposta: sisma direzione Y (1)
Proposta: sisma direzione Y (1f)
L’efficacia della rete di rinforzo, specie nella parte in alto dell’edificio,
e’ mostrata da uno stato tensionale di trazionesignificativo con valori intorno a 10 -30 MPa.
analisi non lineare
Proposta: sisma direzione Y (1ff)
La rete di rinforzo, specie nella parte in alto dell’edificio,
si fa carico delle trazioni di trazioni (in bianco) che superano la capacità della muratura.
analisi non lineare
Proposta: sisma direzione Y (1f)
Con l’azione nell’altro verso,lo stato tensionale delle fibre orizzontali
si allevia.analisi
non lineare
Proposta: sisma direzione -Y (1ff)
Con azione sismica nell’altro verso, le fibre verticali acquistano un ruolo maggiore.analisi
non lineare
Proposta: sisma direzione Y (1bis)
Nelle zone in blunecessitano iniezione
di miscele leganti
Nelle zone in azzurronecessitano
connessioni trasversali
Esistente: sisma direzione Y (2)
Nelle zone in grigio,si supera la resistenza
a compressione della muratura
VISTA DIETRO
Proposta: sisma direzione Y (2)
Proposta: sisma direzione Y (2)
Proposta: sisma direzione Y (2bis)
Non e’ evidenziata la necessità di
iniezioni nellePareti esterne
Proposta: sisma direzione Y (2tris)
Nelle zone in blunecessitano iniezione
di miscele legantiVISTA DIETROSENZA PARETI ESTERNE
Si nota la necessità di iniezioni nei
maschi interni
Esistente: sisma direzione Y (3)
Nelle zone in grigio,si supera la resistenza
a compressione della muratura
VISTA DA SOTTOLe zone in cui si supera la resistenza a compression
e sono estese e collegate
Proposta: sisma direzione Y (3)
Proposta: sisma direzione Y (3bis)
Nelle zone in blunecessitano iniezione
di miscele leganti
Nelle zone in azzurronecessitano
connessioni trasversali
Esistente: sisma direzione Y (4)
Spostamento massimo:3.0 cm
(amplificazione nel disegno = 50)
Proposta: sisma direzione Y (4)
Spostamento massimo:2.6 cm
(amplificazione nel disegno = 50)
Esistente: sisma direzione X
Spostamento massimo:2.5 cm
(amplificazione nel disegno = 50)
Proposta: sisma direzione X
Spostamento massimo:2.5 cm
(amplificazione nel disegno = 50)
VERIFICHE COMPLESSIVE
Aspetti quantitivi
ww
w.f
ran
cob
on
tem
pi.o
rg
www.francobontempi.org
Spinta Y-
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1
d(m)
V(kN)
nodo 614
nodo 614 no fibre basalto
nodo 614 no incatenamenti
nodo 614 aperture muri
nodo 614 aperture muri no
connessioni solai
www.francobontempi.org
211
SOMMARIO
• Richiami di progettazione sismica e Performance-Based EarthquakeEngineering (PBEE)
o Importanza del comportamento dissipativo
o Il caso delle strutture controventate in acciaio
o Una visione più ampia tramite il PBEE
• Adeguamento sismico
o Elementi normativi
o Concetti generali
o Interventi su strutture in cemento armato
o Metodo di analisi e verifica dell’adeguamento
o Interventi su strutture in muratura
• Caso applicativo
o Adeguamento sismico di un edificio storico in mutatura
StroNGER S.r.l. Research Spin-off for Structures of the Next Generation:
Energy Harvesting and Resilience
Roma – Milano – Terni – Atene - Nice Cote Azur
Sede operativa: Via Giacomo Peroni 442-444, Tecnopolo Tiburtino, 00131 Roma (ITALY) - [email protected]
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