Appunti del corso di laboratorio avanzato di costruzioni Modulo costruzioni antisismiche

NORMATIVA:

L’analisi l’analisi

detta anche analisi modale, è che si utilizza per calcolare le strutture,

dinamica lineare,

consiste: nel calcolarne i modi di vibrazione propri, analizzare per ciascun moto la risposta degli effetti sugli

elementi di ciasun moto, e poi andare a sommare i valori ottenuti.

l’analisi l’accellerazione

dinamica lineare, per ciascun di esso si calccola la risposta sismica consideranto

presa dallo spettro di risposta per il perido proprio, la calcola per tutti i modi e la somma ottendendo la

risposta complessiva.

L’incremento di sollecitazioni rispetto ad un progetto per soli carichi verticali riguarda principalmente sui

pilastri: perché fa nascere sui pilastri sforzi di taglio. Quindi mentre per le travi sono già soggetti a taglio, il

sisma potrebbe aumentarne il valore o cambiarne il verso. Per i pilastri, non hanno momento flettente.

*CALCOLO RAPIDO

Si definisce per ogni livello la massa sismica che si ricava dividendo i pesi sismici per

l’accelerazione di gravità g = 9,81 m/s²:

Mi = Wi/g

---

calcolo rapido risposta sismica: 1

• Il periodo proprio di un edificio, generalmente è del numero deii

qual è il periodo di un edificio? 10

l’altezza

piani. Man mano che aumenta degli edifici il periodo proprio tende ad aumentare. Per una

struttura di 4-5 piani il periodo è di circa 0.5 per un edifico di 10-20 piani il periodo cresce tra 1 o 2

secondi, per una struttura di 60 piani è di circa 60 sec.

Com’è

• Lo spettro di risposta è il grafico che:

fatto lo spettro di risposta?

assegnata una certa accelerazione (sisma di riferimento per il sito)

- assegnato un certo rapporto di smorzamento

- Fornisce il massimo valore di risposta della struttura (accelerazione o spostamento) in funzione del

- periodo proprio di oscillazione T

l’accellerazione

• Io so che in una zona sismica, se è di elevata intensità può essere

Qual è di sito?

0,25-0,3 mentre per media intensità può essere 0,15-0,20;

un’amplificazione

• avrò che può arrivare anche a 2.

Se ho un terreno soffice?

l’amplificazione

• Poi abbiamo che è circa 2,5.

dinamica

RICORDATI - calcolo rapido risposta sismica: 1

• periodo di un edificio Il periodo proprio di un edificio, generalmente è del numero deii piani. Man mano

10

l’altezza

che aumenta degli edifici il periodo proprio tende ad aumentare. Per una

struttura di 4-5 piani il periodo è di circa 0.5 per un edifico di 10-20 piani il periodo

cresce tra 1 o 2 secondi, per una struttura di 60 piani è di circa 60 sec.

• una zona sismic, se è di elevata intensità può essere 0,25-0,3

accellerazione di sito se media intensità può essere 0,15-0,20;

un’amplificazione

• avrò che può arrivare anche a 2.

Se ho un terreno soffice

l’amplificazione

• è circa 2,5.

dinamica

quant’è l’accellerazione

Quindi, che la forza può agire su quella struttura? ➔

Siamo in zona di prima categoria, quindi: Picco al suolo 0,3 0.3x1.5= 0,45

amplificazione del terreno soffice: 1,5 ➔

un edificio di 5 piani il perido fondamentale 0,5 0.45x2.5= 1.125

sono un amplificazione di 2,5

quant’è Massa x accellerazione.

la forza complessiva che agisce sulla struttura?

le masse sismiche, sono: il 100% dei pesi propri + 60% degli accidentali,

so quanto pesano i solai? l’accidentale ➔

2 2

Vuol dire che se ho 30m e 200 Kg/m 200x30= 6000

all’accidentale

che equivale totale

➔

Non devo considerare tutto il peso accidentale, ma il 60% 600x0,60= 3600

➔

2 2

30m moltiplicato per il cls= 2500 Kg/m 30x 2500= 7500

Che equivale ai carichi permanenti

➔

Quindi la Massa sismica totale equivale a 7500+3600=78600

➔

F = M · a 78600 ·

la normativa mi dice come questa forza complessiva come la devo ripartire: F corrisponde alla somma delle forze di piano:

totale

f1+ f2+ f3 queste si ripartiscono per la larghezza 4.

Di 11 milioni di edifici in Italia, circa il 60% sono costruiti in esecuzione di interventi non dichiaratamente

qualora essi interagiscano, anche solo in

muratura portante (circa 7 milioni). Di questi la metà è strutturali,

parte, con elementi aventi funzione strutturale e, in

stata costruita prima del 1945, mentre questa media è modo consistente, ne riducano la capacità o ne

andata a calare. modifichino la rigidezza

In c.a. sono circa il 25% e la maggior parte è stata costruita 5. strutturali definiti al 8.4

dopo il 1945, al contrario della muratura la media è in esecuzione di interventi

salita. ❖ NEW opere realizzate in assenza o difformità dal

mentre titolo abilitativo o in difformità dalle norme tecniche

La legge delle NTC risale al 1978, la pubblicazione

’90 all’epoca

quindi tutti gli edifici costruiti prima del sono

al 1986, vigenti della costruzione.

lontani dalle norme. STATI LIMITE DA VALUTARE:

Patrimonio edilizio italiano: La valutazione della sicurezza e la progettazione degli

• interventi sulle costruzioni esistenti va effettuata

82% Muratura portante

• tenendo conto solo degli SLU.

43% C.A.

• 69% Altro d’uso

❖ NEW .... salvo che per le costruzioni in classe IV,

’74 per le quali sono richieste anche le verifiche agli SLE.

Prima legge costruzioni antisismiche

’96 Costruzioni moderne costruzioni antisismiche Importanza della valutazione di SLC:

Gli SLU e in particolare gli SLC vanno considerati perché

NTC18 - CAPITOLO 8 - LA VALUTAZIONE DELLA per edifici esistenti spesso la gerarchia delle resistenze e

SICUREZZA SISMICA DELLE COSTRUZIONI ESISTENTI un adeguata duttilità non sono state soddisfatte.

Il presente capitolo stabilisce i criteri

8.1. OGGETTO:

generali per la valutazione della sicurezza e per la ❖ NEW - Verifica del sistema di fondazione

progettazione, l’esecuzione ed il collaudo degli interventi E’ sussistono condizioni che possano dare

obbligatoria se

sulle costruzioni esistenti Si definisce costruzione luogo a fenomeni di instabilità globale o se:

esistente quella che abbia, alla data della redazione della Se sono presenti importanti dissesti attribuibili a

o

valutazione di sicurezza e/o del progetto d’intervento, la cedimenti delle fondazioni

struttura completamente realizzata Se sono possibili fenomeni di ribaltamento e/o

o scorrimento della costruzione

Nel caso di interventi che non

8.2. CRITERI GENERALI: Se sono possibili fenomeni di liquefazione del

o

prevedano modifiche strutturali (impiantistici, di dovuti alle azioni sismiche di

terreno di fondazione

distribuzione degli spazi, etc.) il progettista deve valutare progetto.

la loro possibile interazione con gli SLU ed SLE della

struttura o di parte di essa. ❖ NEW Lo svolgimento delle verifica delle fondazioni si

L’edificio porta con se le caratteristiche del periodo di è complicato e poco utile. Infatti, gli effetti del sisma

costruzione. Di solito i problemi strutturali sono nascosti. non sono generalmente la condizione critica per le

fondazioni degli edifici.

La valutazione

8.3. VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA:

della sicurezza di una struttura esistente è un –

❖ NEW Valutazione del livello di sicurezza

procedimento quantitativo, delle azioni che agiscono su Il livello di sicurezza della costruzione viene quantificato

di essa. attraverso il rapporto tra:

le costruzioni esistenti

Obiettivo della valutazione: - l'azione sismica massima sopportabile dalla

devono essere sottoposte a valutazione quando ricorra struttura

anche una sola delle seguenti situazioni: - l’azione sismica massima che si utilizzerebbe nel

1. riduzione evidente della capacità resistente e/o progetto di una nuova costruzione

deformativa della struttura o di alcune sue parti

dovuta a: – d’uso

❖ NEW Restrizioni

- azioni ambientali (sisma, vento, neve e E’ d’uso

necessario adottare provvedimenti restrittivi

temperatura), della costruzione e/o interventi di miglioramento e

- significativo degrado e decadimento delle adeguamento nel caso in cui non siano soddisfatte le

caratteristiche meccaniche dei materiali, verifiche relative ai carichi permanenti e alle azioni di

- servizio.

azioni eccezionali (urti, incendi, esplosioni),

- situazioni di funzionamento ed uso anomalo, dell’uso

La restrizione può mutare da porzione a porzione

- deformazioni significative imposte da cedimenti della costruzione e si quantificata attraverso il rapporto

del terreno di fondazione tra:

2. trovati gravi errori di progetto o di costruzione il valore massimo del sovraccarico variabile verticale

o

d’uso

3. della costruzione o

cambio della destinazione sopportabile da quella parte della costruzione

di parti di essa, con variazione significativa dei carichi il valore del sovraccarico verticale variabile che si

o

d’uso

variabili e/o della classe della costruzione utilizzerebbe nel progetto di una nuova costruzione.

INTERVENTO DI TIPO LOCALE

8.4. CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI

Si individuano le seguenti categorie di intervento Riparazione:

o

• •

Atti a conseguire i livelli di

Interventi di adeguamento Iniezione delle fessure

sicurezza previsti per le nuove costruzioni. • Sostituzione armature

sono obbligatori nei seguenti casi: • Sostituzione cls

la costruzione

- Sopraelevare o Rinforzi in C.A. e acciaio:

la costruzione con opere strutturalmente

- Ampliare • Incamiciature (c.a. / acciaio):

connesse ad essa •

globali dovuto a cambio

- Incremento dei carichi Aumenta capacità portante

d’uso

classe e/o destinazione (sup al 10%) • Aumenta resistenza a taglio e deformazione

della costruzione che portino ad un

- Trasformazione • Utilizzate su pareti e pilastri

organismo edilizio diverso • Placcaggi (acciaio):

d’uso che conducono a

- Modifiche di classe • Tecniche di ancoraggio:

costruzioni di classe III ad uso scolastico o di classe IV •

• Imbullonatura e incoraggio con resine

Interventi Atti ad aumentare la

di miglioramento •

sicurezza strutturale esistente. Ancoraggio e fasciatura

• Interventi di riparazione o di interventi locali • Ancoraggio alle estremità

Interessano elementi isolati: riguardano singole parti • Posizionamento delle piastre:

e/o elementi della struttura atti a ripristinare • Piastre sulla faccia tesa

caratteristiche iniziali, e

migliorare resistenza • Piastre laterali

duttilità, impedire il collasso. • Piastre sulla f