Organizzazione di un edificio in zona sismica. Interventi sugli edifici

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Interventi sugli edifici esistenti
Interprofessionale della Provincia di Cremona
Corso di aggiornamento sulla sismica
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Interventi sugli edifici esistenti
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Giovanni Plizzari
Università di Brescia - Facoltà di Ingegneria
Dipartimento di Ingegneria Civile
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SOMMARIO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
ASPETTI INTRODUTTIVI............................................................................................................................................................................................................. 3
ZONE SISMICHE............................................................................................................................................................................................................................ 5
EDIFICI ED OPERE STRATEGICHE.......................................................................................................................................................................................... 10
EDIFICI ED OPERE RILEVANTI................................................................................................................................................................................................ 11
FILOSOFIA DI PROGETTAZIONE SISMICA ........................................................................................................................................................................... 13
APPROCCIO ALLA PROGETTAZIONE IN ZONA SISMICA.................................................................................................................................................. 15
EDIFICI IN CALCESTRUZZO ARMATO .................................................................................................................................................................................. 21
CONFRONTO STRUTTURE A TELAIO E A PARETI .............................................................................................................................................................. 22
DIAFRAMMI ORIZZONTALI ..................................................................................................................................................................................................... 36
FONDAZIONI ........................................................................................................................................................................................................................... 42
ESEMPIO DI EDIFICIO TRADIZIONALE ............................................................................................................................................................................. 46
ALTEZZE E DISTANZE........................................................................................................................................................................................................... 60
GIUNTI SISMICI....................................................................................................................................................................................................................... 61
EDIFICI IN MURATURA......................................................................................................................................................................................................... 64
EDIFICI ESISTENTI ................................................................................................................................................................................................................. 67
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1. ASPETTI INTRODUTTIVI
Regolarità dell’edificio
Gli edifici devono avere quanto più possibile caratteristiche di semplicità, simmetria, iperstaticità e
regolarità, quest’ultima definita in base ai criteri di seguito indicati. In funzione della regolarità di un
edificio saranno richieste scelte diverse in relazione al metodo di analisi e ad altri parametri di progetto. Si definisce regolare un edificio che rispetti sia i criteri di regolarità in pianta sia i criteri di regolarità in altezza.
Regolarità in pianta
Un edificio è regolare in pianta se tutte le seguenti condizioni sono rispettate:
a) la configurazione in pianta è compatta e approssimativamente simmetrica rispetto a due direzioni ortogonali, in relazione alla distribuzione di masse e rigidezze;
b) il rapporto tra i lati di un rettangolo in cui l’edificio risulta inscritto è inferiore a 4;
c) eventuali rientri o sporgenze non superano il 25% della dimensione totale dell’edificio nella direzione del
rientro o della sporgenza;
d) i solai possono essere considerati infinitamente rigidi nel loro piano rispetto agli elementi verticali.
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Regolarità in altezza
Un edificio è regolare in altezza se tutte le seguenti condizioni sono rispettate:
e) tutti i sistemi resistenti verticali dell’edificio (quali telai e pareti) si estendono per tutta l’altezza
dell’edificio;
f) massa e rigidezza rimangono costanti o variano gradualmente, senza bruschi cambiamenti, dalla base alla
cima dell’edificio (le variazioni di massa da un piano all’altro non superano il 25 %, la rigidezza non si abbassa da un piano al sovrastante più del 30% e non aumenta più del 10%); ai fini della rigidezza si possono
considerare regolari in altezza strutture dotate di pareti o nuclei in c.a. di sezione costante sull’altezza o di
telai controventati in acciaio, ai quali sia affidato almeno il 50% dell’azione sismica alla base;
g) il rapporto tra resistenza effettiva e resistenza richiesta dal calcolo nelle strutture intelaiate progettate in
Classe di Duttilità Bassa non è significativamente diverso per piani diversi (il rapporto fra la resistenza effettiva e quella richiesta calcolata ad un generico piano non deve differire più del 20% dall’analogo rapporto
determinato per un altro piano); può fare eccezione l’ultimo piano di strutture intelaiate di almeno tre piani;
i) eventuali restringimenti della sezione dell’edificio avvengono in modo graduale, rispettando i seguenti limiti: ad ogni piano il rientro non supera il 30% della dimensione corrispondente al primo piano, né il 20 %
della dimensione corrispondente al piano immediatamente sottostante. Fa eccezione l’ultimo piano di edifici
di almeno quattro piani per il quale non sono previste limitazioni di restringimento
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2. ZONE SISMICHE
Ai fini dell’applicazione di queste norme, il territorio nazionale viene suddiviso in zone sismiche, ciascuna
contrassegnata da un diverso valore del accelerazione massima su suolo (ag) con probabilità di superamento
del 10% in 50 anni. I valori di ag sono espressi come frazione dell’accelerazione di gravità (Tabella 1).
Tabella 1 – Valore di ag per le varie zone
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Tabella zonazione sismica comuni in provincia di Cremona
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Tabella zonazione sismica comuni in provincia di Bergamo
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Tabella zonazione sismica comuni in provincia di Piacenza
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Tabella zonazione sismica comuni in provincia di Brescia
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3. EDIFICI ED OPERE STRATEGICHE
La progettazione sismica è obbligatoria anche in zona 4 per le opere elencate nel seguito.
Categorie di edifici e di opere infrastrutturali di interessa strategico di competenza regionale, la cui funzionalità durante gli eventi sismici assume rilievo fondamentale per le finalità di protezione civile.
EDIFICI
a. Edifici destinati a sedi dell’amministrazione Regionale (Prioritariamente gli edifici ospitanti funzioni/attività connesse con la gestione dell’emergenza)
b. Edifici destinati a sedi dell’Amministrazione Provinciale (Prioritariamente gli edifici ospitanti funzioni/attività connesse con la gestione dell’emergenza)
c. Edifici destinati a sedi di Amministrazioni Comunali (Prioritariamente gli edifici ospitanti funzioni/attività connesse con la gestione dell’emergenza)
d. Edifici destinati a sedi di Comunità Montane (Prioritariamente gli edifici ospitanti funzioni/attività connesse con la gestione dell’emergenza)
e. Strutture non di competenza statale individuate come sedi di sale operative per la gestione di emergenze
f. Centri funzionali di protezione civile.
g. Edifici ed opere individuate nei piani di emergenza o in altre disposizioni per la gestione dell’emergenza.
h. Ospedali e strutture sanitarie, anche accreditate, dotati di pronto soccorso o dipartimenti di emergenza,
urgenza e accettazione.
i. Sedi Aziende Unità Sanitarie Locali (Limitatamente agli edifici ospitanti funzioni/attività connesse con la
gestione dell’emergenza)
j. Centrali operative 118
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4. EDIFICI ED OPERE RILEVANTI
Categorie di edifici e di opere infrastrutturali di interessa strategico di competenza regionale che possono assumere rilevanza in relazione alle conseguenze di un eventuale collasso.
EDIFICI
a. Edifici destinati a sedi dell’amministrazione Regionale (prioritariamente gli edifici ospitanti funzioni/attività connesse con la gestione dell’emergenza)
b. Strutture ricreative, sportive e culturali, locali di spettacolo e di intrattenimento in genere
c. Edifici aperti al culto non rientranti tra quelli di cui
d. Strutture sanitarie e/o socio-assistenziali con ospiti non autosufficienti (ospizi, orfanotrofi, ecc.)
e. Edifici e strutture aperti al pubblico destinate alla erogazione di servizi, adibiti al commercio suscettibili
di grande affollamento
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OPERE INFRASTRUTTURALI
a. Punti sensibili (ponti, gallerie, tratti stradali, tratti ferroviari) situati lungo strade «strategiche» provinciali
e comunali non comprese tra la “grande viabilità” di cui al citato documento del Dipartimento della Protezione Civile nonché quelle considerate “strategiche” nei piani di emergenza provinciali e comunali
b. Stazioni di linee ferroviarie a carattere regionale (FNM, metropolitane)
c. Porti, aeroporti ed eliporti non di competenza statale individuati nei piani di emergenza o in altre disposizioni per la gestione dell’emergenza
d. Strutture non di competenza statale connesse con la produzione, trasporto e distribuzione di energia elettrica
e. Strutture non di competenza statale connesse con la produzione, trasporto e distribuzione di materiali
combustibili (oleodotti, gasdotti, ecc.)
f. Strutture connesse con il funzionamento di acquedotti locali
g. Strutture non di competenza statale connesse con i servizi di comunicazione (radio, telefonia fissa e portatile, televisione)
h. Strutture a carattere industriale, non di competenza statale, di produzione e stoccaggio di prodotti insalubri e/o pericolosi
i. Opere di ritenuta di competenza regionale
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5. FILOSOFIA DI PROGETTAZIONE SISMICA
Lo scopo delle norme è di assicurare che in caso di evento sismico sia protetta la vita umana, siano limitati i danni e rimangano funzionanti le strutture essenziali agli interventi di protezione civile.
I requisiti di sicurezza a cui dovrà rispondere la struttura sono:
• SLU (Stato Limite Ultimo) – Sicurezza nei confronti della stabilità
Sotto l’effetto della azione sismica di progetto, le strutture degli edifici, (…omissis…), devono mantenere una residua resistenza e rigidezza
nei confronti delle azioni orizzontali e l’intera capacità portante nei confronti dei carichi verticali.
• SLD (Stato Limite di Danno)– Protezione nei confronti del danno
Le costruzioni nel loro complesso, (…omissis…), non devono subire danni gravi ed interruzioni d‘uso in conseguenza di eventi sismici che
abbiano una probabilità di occorrenza più elevata di quella della azione sismica di progetto. (…omissis).
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Verifica agli Stati Limite Ultimi
Esempio: caso della flessione semplice
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6. APPROCCIO ALLA PROGETTAZIONE IN ZONA SISMICA
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PROBLEMATICHE DELLA PROGETTAZIONE SISMICA
a. Sistema sismo-resistente
™ Telaio in c.a.
™ Setti di controvento
™ Murature portanti
™ Telaio in acciaio
™ Sistemi misti
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b. Disposizione dei giunti
™ Comportamento edificio in esercizio
™ Comportamento in presenza di terremoto
c. Determinazione delle azioni sismiche di piano
™ Analisi statica
™ Analisi dinamica
™ Push-over
™ Time history
d. Distribuzione delle azioni negli elementi verticali di controvento
e. Organizzazione degli impalcati
f. Fondazioni
™ Tipologie (dirette, pali, diaframmi, strutture scatolari, etc)
™ Grado di vincolo al piede
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RIDUZIONE DELLA
SEZIONE DEL SOLAIO
Lo stesso problema si presenta sugli impalcati delle strutture sismo-resistenti, i quali sono sottoposti ad azioni distribuite
nel loro piano.
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7. EDIFICI IN CALCESTRUZZO ARMATO
Edifici con struttura in cemento armato: - a telaio;
- a pareti;
- misto a telaio e pareti;
- prefabbricato.
Strutture a telaio: nella quale la resistenza alle azioni sia verticali che orizzontali sia affidata principalmente (>65%
delle azioni orizzontali) a telai tridimensionali (prescrizioni geometriche e strutturali restrittive).
Strutture a pareti: nelle quali la resistenza alle azioni sia verticali che orizzontali sia affidata a pareti singole o accoppiate.
Strutture miste telaio-pareti: nella quale in generale ai telai è affidata prevalentemente la resistenza alle azioni verticali mentre quelle orizzontali sono assorbite prevalentemente da pareti (sistema più diffuso).
Le strutture prefabbricate sono trattate separatamente nella normativa.
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8. CONFRONTO STRUTTURE A TELAIO E A PARETI
SISTEMA A TELAIO
V
Vaannttaaggggii:
→distribuzione più uniforme delle azioni orizzontali (migliore capacità di dissipare l’energia del sisma)
→fondazioni meno impegnative
→modesto impegno degli impalcati per distribuire le azioni orizzontali
SSvvaannttaaggggii:
→pilastri ingombranti
→eccessive deformazioni possono danneggiare tamponamenti e tramezze
SISTEMA A PARETI
V
Vaannttaaggggii:
→utilizza corpi scala e vani ascensore oltre ai setti perimetrali
→sistema di controvento rigido
→pilastri sottili
SSvvaannttaaggggii:
→grandi eccentricità del carico sulle fondazioni;
→necessità di organizzare gli impalcati (devono poter funzionare da diaframmi)
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Telaio
Travi:
Pareti
Travi:
-la larghezza della trave non deve essere inferiore a 20cm
Non facendo parte della struttura sismo-resistente non ci
-le travi in spessore non devono avere spessore superiore al- sono prescrizioni aggiuntive rispetto alla progettazione non
sismica
la larghezza del pilastro aumentata da ogni lato di metà
dell’altezza della sezione trasversale del pilastro (“obbligo” di travi ribassate!)
-il rapporto base/altezza deve essere maggiore di 0,25
In zona 4 valgono le medesime prescrizioni limitatamente
alla classe di duttilità bassa
Pilastri:
Pilastri:
-la dimensione minima della sezione trasversale non deve
essere inferiore a 30cm
Non ci sono limitazioni geometriche; è consigliabile comunque seguire le prescrizioni che riguardano la quantità e
la disposizione delle armature
-il rapporto tra i lati minimo e massimo non deve essere inferiore a 0,3 (altrimenti è un setto!)
In zona 4 non ci sono limitazioni geometriche; le uniche
prescrizioni riguardano la quantità e la disposizione delle
armature per la classe di duttilità bassa
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Nodi trave-pilastro:
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Nodi trave-pilastro:
-Sono da evitare, per quanto possibile, eccentricità tra l’asse Non ci sono prescrizioni specifiche
della trave e quello del pilastro; in caso di eccentricità superiore ad ¼ della larghezza del pilastro deve essere prevista un’armatura adeguata
-le altre prescrizioni riguardano la disposizione
dell’armatura
In zona 4 le prescrizioni da seguire sono solo quelle relative
all’armatura ed esclusivamente per i nodi non confinati
(§5.4.1 Allegato 2 – Ordinanza 3274)
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Problematiche legate alla:
™ Progettazione
™ Preparazione disegni esecutivi
™ Realizzazione
™ Controllo in cantiere (D.L.)
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Prescrizioni per le pareti
1) Le pareti possono essere singole o accoppiate:
⇒ Si definisce parete singola ogni elemento verticale in cui il rapporto tra i lati minimo e massimo della sezione trasversale sia inferiore a 0,3; affinché questo sia efficace ai fini della resistenza sismica deve essere adeguatamente
collegato ai diaframmi orizzontali (vedi Figura 1);
⇒ Una parete accoppiata consiste di due o più pareti singole collegate tra loro ai piani dell’edificio da “travi di collegamento” disposte in modo regolare lungo l’altezza. Le travi aventi altezza pari a quella del solaio non possono essere considerate efficaci ai fini del collegamento (quindi sono travi di collegamento solo quelle ribassate). Una tipica
situazione in cui sono presenti travi di collegamento sono le pareti con i fori per le aperture di porte e finestre (vedi
Figura 2);
2) Lo spessore delle pareti deve essere non inferiore a 15cm, limite elevato a 20cm nel caso in cui siano da prevedersi armature ad X nelle travi di collegamento (vedi Figura 2).
3) Altre prescrizioni riguardano l’armatura minima, massima e la loro disposizione.
In Zona 4 non ci sono limitazioni geometriche, e quelle che riguardano l’armatura risultano meno restrittive.
Ipotesi di calcolo per le pareti
1. Setti a comportamento elastico
2. Vincolo di incastro al piede
3. Impalcato rigido nel piano
4. Setti orientati secondo due direzioni ortogonali
5. Setti flessibili trasversalmente
6. Setti a rigidezza costante lungo l’altezza (oppure a rigidezza variabile con la stessa legge per tutti i setti)
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Figura 1: Affinché
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una parete sia efficace per resistere al sisma deve essere opportunamente collegata all’impalcato
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Figura 2: Nel
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caso di travi di collegamento particolarmente snelle o molto sollecitate (§5.4.6 Allegato 2 – Ordinanza 3274),
è necessario disporre un’armatura ad X come quella in figura (complicazione in fase di realizzazione). Ove possibile è
consigliabile sfruttare pareti senza aperture.
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Raccomandazioni costruttive per sistemi a parete
SI
Regolarità in elevazione per le pareti
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Calcolo delle rigidezze dei setti
3
z
1 J
j
J
i
ui =
Rxi = J Rxi
3EJ
k xi
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Disposizione delle pareti (evitare torsioni nell’edificio)
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Attacco setto-parete
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Effetti delle dilatazioni termiche
SI
∆T
∆T
SI
NO
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Disposizione delle pareti per consentire libere dilatazioni agli impalcati
Variazioni termiche: -30oC per i getti estivi e + 30 oC per i getti invernali
Libere dilatazioni: ∆l= 1mm/10oC/10m
Ritiro: corrisponde ad una variazione termica (fittizia) di -10oC (valore indicativo)
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9. DIAFRAMMI ORIZZONTALI
I diaframmi orizzontali devono essere in grado di trasmettere le forze tra i diversi sistemi resistenti a sviluppo verticale. I
solai potranno essere considerati infinitamente rigidi nel loro piano, a condizione che le aperture non ne riducano
significativamente la rigidezza, se realizzati in cemento armato, oppure in latero-cemento con soletta di almeno 4cm,
o in struttura mista con soletta in c.a. di almeno 5cm collegata da connettori a taglio (in realtà, per fare spazio alle rete
nelle sovrapposizioni, servono almeno 5cm).
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Si considereranno agenti sui diaframmi
le forze ottenute dall’analisi, aumentate del 30%.
Per tutte le strutture deve essere verificato che i solai siano in grado di trasmettere nel loro piano, ai diversi elementi da essi collegati, le forze derivanti dall’analisi d’assieme
dell’edificio (aumentate del 30%).
“Risulta di fondamentale importanza
l’organizzazione dell’impalcato, soprattutto in presenza di pareti, le quali
scambiano notevoli azioni tangenziali
con gli impalcati. In particolare, è importante introdurre cordoli e lesene
che siano in grado di incassare le azioni derivanti dai setti.”
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Fori nell’impalcato (diaframma)
Andamento degli sforzi e delle isolinee di trazione in un elemento teso
Lo stesso elemento sottoposto alle medesime forze esterne
ma con un foro centrato:si ha una concentrazione degli
sforzi in prossimità della “discontinuità” introdotta a causa
della diminuzione della sezione. Le isolinee di trazione migrano sopra e sotto il foro.
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In un solaio nel quale siano presenti aperture di notevoli dimensioni la rigidezza diminuisce drasticamente nelle zone adiacenti; di conseguenza si concentrano azioni importanti proprio nelle zone più critiche.
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Dall’analisi agli elementi finiti di un impalcato reale (figura sotto), si nota come i fori dei vani scala e ascensore costituiscano un indebolimento per il diaframma (colori più
scuri nella figura a fianco).
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10. FONDAZIONI
Prescrizioni relative ai terreni di fondazione
Per i siti di costruzione ed i terreni in esso presenti dovranno essere indagati e valutati l’occorrenza di possibili fenomeni
di instabilità di pendii e di cedimenti permanenti causati da fenomeni di liquefazione o eccessivo addensamento in caso di
terremoto, nonché di rottura di faglia in superficie secondo quanto stabilito nelle “Norme tecniche per il progetto sismico
di opere di fondazione e di sostegno dei terreni” e dalle disposizioni vigenti, in particolare dal D. M. 11.3.1988 ed eventuali sue successive modifiche ed integrazioni.
Scopo delle indagini sarà anche quello di classificare il terreno nelle categorie di cui al punto 3.1.
Per costruzioni su pendii le indagini devono essere convenientemente estese al di fuori dell'area edificatoria per rilevare
tutti i fattori occorrenti alla valutazione delle condizioni di stabilità del complesso opera-pendio in presenza delle azioni
sismiche.
I risultati di tali accertamenti devono essere illustrati nella relazione sulle fondazioni di cui al quarto comma dell'art. 93
del DPR n. 380/01.
Per gli accertamenti potranno essere considerate anche le eventuali apposite indagini effettuate sul territorio dall'Ente Locale competente.
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Categorie di suolo di fondazione
Ai fini della definizione della azione sismica di progetto si definiscono le seguenti categorie di profilo stratigrafico del
suolo di fondazione (le profondità si riferiscono al piano di posa delle fondazioni, i valori da utilizzare per Vs, NSPT e Cu
sono valori medi):
A - Formazioni litoidi o suoli omogenei molto rigidi caratterizzati da valori di Vs30 superiori a 800 m/s, comprendenti eventuali strati di alterazione superficiale di spessore massimo pari a 5 m.
B - Depositi di sabbie o ghiaie molto addensate o argille molto consistenti, con spessori di diverse decine di metri, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs30 compresi tra 360
m/s e 800 m/s (ovvero resistenza penetrometrica NSPT > 50, o coesione non drenata cu>250 kPa).
C - Depositi di sabbie e ghiaie mediamente addensate, o di argille di media consistenza, con spessori variabili da diverse
decine fino a centinaia di metri, caratterizzati da valori di Vs30 compresi tra 180 e 360 m/s (15 < NSPT < 50,
70 <cu<250kPa).
D - Depositi di terreni granulari da sciolti a poco addensati oppure coesivi da poco a mediamente consistenti , caratterizzati da valori di Vs30 < 180 m/s (NSPT < 15, cu<70 kPa).
E - Profili di terreno costituiti da strati superficiali alluvionali, con valori di Vs30 simili a quelli dei tipi C o D e spessore
compreso tra 5 e 20 m, giacenti su di un substrato di materiale più rigido con Vs30 > 800 m/s.
In aggiunta a queste categorie, per le quali nel punto 3.2 vengono definite le azioni sismiche da considerare nella progettazione, se ne definiscono altre due, per le quali sono richiesti studi speciali per la definizione dell’azione sismica da considerare:
S1 - Depositi costituiti da, o che includono, uno strato spesso almeno 10 m di argille/limi di bassa consistenza, con elevato
indice di plasticità (PI > 40) e contenuto di acqua, caratterizzati da valori di Vs30 < 100 m/s (10 < cu < 20 kPa)
S2 - Depositi di terreni soggetti a liquefazione, di argille sensitive, o qualsiasi altra categoria di terreno non classificabile
nei tipi precedenti
Nelle definizioni precedenti Vs30 è la velocità media di propagazione entro 30 m di profondità delle onde di taglio.
Il sito verrà classificato sulla base del valore di Vs30, se disponibile, altrimenti sulla base del valore di NSPT.
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Al piede del setto deve realizzarsi un incastro
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Interventi sugli edifici esistenti
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Fondazioni scatolari
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Interventi sugli edifici esistenti
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11. ESEMPIO DI EDIFICIO TRADIZIONALE
Esempio 1
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Esempio 2
Pianta piano terra
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Interventi sugli edifici esistenti
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Pianta piano Primo
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Interventi sugli edifici esistenti
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Interventi sugli edifici esistenti
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Sezione A
Il solaio del primo piano si trova a quote diverse e quello del piano secondo si riduce di superficie.
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Vista speculare copertura piano terra 1
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Interventi sugli edifici esistenti
Vista speculare copertura piano terra 2
I due setti centrali ad “L” sono stati posizionati in corrispondenza del salto di quota dell’impalcato intermedio e del vano
scala (punto critico della struttura).
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Interventi sugli edifici esistenti
Vista speculare della copertura
Per trasferire la forza d’inerzia della copertura generata dal sisma, alla struttura sismo-resistente, sono stati inseriti dei
controventi “di falda” costituiti da nastri in acciaio.
In generale le coperture in legno non costituiscono un “diaframma” sufficientemente rigido secondo quanto richiesto dalla
normativa. E’ necessario prevedere dei sistemi “irrigidenti” (controventi come quelli in figura, o cappa in calcestruzzo).
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Esempio 3
Pianta e sezione di edificio con struttura sismo resistente mista telaio-pareti
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Interventi sugli edifici esistenti
Modello tridimensionale della struttura dell’edificio
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Esempio 4
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Interventi sugli edifici esistenti
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Interventi sugli edifici esistenti
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AEREAZIONE
SCALE
AEREAZIONE
SCALE
AEREAZIONE
VANI ASCENSORI
piano copertura
4.00
4.00
40
15
piano copertura
piano TECNICO
piano 12°
1.21
piano TECNICO
2.40
2.40
40
10
piano 12°
piano ARCHIVI
piano 11°
piano ARCHIVI
servizi
piano 9°
servizi
piano 8°
servizi
piano 7°
servizi
piano 6°
servizi
1.10
1.30
piano 10°
1.30
1.40
1.30
piano 10°
1.43
2.40
2.70
3.79
4.73
40
10
piano 11°
1.40
1.30
piano 9°
piano 8°
piano 7°
controsoff. aperto
controsoff. aperto
controsoff. aperto
controsoff. aperto
controsoff. aperto
controsoff. aperto
controsoff. aperto
controsoff. aperto
3.39
2.70
piano 6°
spogl.
piano 5°
servizi
piano 5°
spogl.
piano 4°
servizi
spogl.
piano 3°
servizi
1.10
piano 4°
terrazzo
36
25 A da cm 16.0
0.69
4.00
25 A da cm 16.0
controsoff. aperto
atrio
3.70
piano terra
3.09
piano interrato
servizi
24 A da cm 15.4
3.70
spogl.
3.09
piano terra
controsoff. aperto
piano 1°
25 A da cm 16.0
6.70
3.39
2.40
controsoff. aperto
servizi
4.00
1.40
0.25
palestra
2.70
0.69
2.70
3.64
4.00
0.54 0.15
0.25
1.30
1.40
1.37
servizi
piano 2°
spogl.
2.60
piano 1°
spogl.
36
piano 2°
25 A da cm 16.0
1.30
2.70
1.40
1.30
piano 3°
LOCALE
CONTATORI
Sezioni edificio sul vano scala
controsoff. aperto
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244.7
B
2174
15
302.5
795
310
A
310
A
A
432.5
A
15
A
A
15
15
35 12
A
A
432.5
665
432.5
A
A
A
310
310
H. 2.70
1300
305
30
305
30
125
CAVEDIO DATI
*
90 S
20 45
*
100
30
*
S
A
60
555
A
795
20
20
165
*
590
SPOGLIAT.
A
*
30
30 30
QUADRO ELETTRICO
1530
S
20
250
20
220
30
305
30
195
20
235
35 12
310
35
665
310
210
S
*
*
30
CAVEDIO EL.
*
A
165
CAVEDIO
MECCAN.
30 55 25
245
165
A
432.5
A
432.5
A
A
15
A
A
A
A
A
A
A
A
B
Pianta piano tipo (da piano terra a piano 10°)
2304
SBARCO
ASCENSORI
20
880
260
795
200
A
20
SPOGLIAT.
A
CAVEDIO
MECCAN.
135
310
Tavolati perimetrali
spess. 8 a tutt'altezza
*
*
200
180
Tavolati interni
spess. 8 h. 260
A
185
30 3015
30
30
385
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Interventi sugli edifici esistenti
Vista la tipologia
dell’edificio, la notevole altezza (h=60m),
i carichi in gioco e il
terreno sul quale è ubicato, la scelta è ricaduta su fondazioni
profonde costituite da
pali con diametro
120cm su cui poggiano la platea del nucleo
centrale e le piattabande dei setti perimetrali.
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Interventi sugli edifici esistenti
In generale per edifici alti e complessi è necessaria
l’analisi dinamica (tempi lunghi di realizzazione del
modello; risultati difficili da tenere sotto controllo)
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Interventi sugli edifici esistenti
12. ALTEZZE E DISTANZE
L’altezza massima degli edifici di nuova costruzione è specificata nella Tabella 2, in funzione del sistema costruttivo e
della zona sismica. L’altezza degli edifici è rappresentata dalla massima differenza di livello fra il piano di copertura più
elevato (inteso come imposta di falda in caso di tetto inclinato) e il terreno.
Tabella 2 – Altezze massime consentite
Per le tipologie costruttive di interesse si nota come non ci sono limitazioni per edifici in c.a., mentre per edifici in muratura ordinaria in zona sismica maggiore di 4m è di 16m.
Agli effetti delle limitazioni sopradette l'altezza dei nuovi edifici, nelle strade e nei terreni in piano, è rappresentata dalla
massima differenza di livello fra il piano di copertura più elevato ed il terreno, ovvero, ove esista, il piano stradale o del
marciapiede nelle immediate vicinanze degli edifici stessi. Sono esclusi dal computo dell’altezza eventuali volumi tecnici
come torrini delle scale e degli ascensori.
Nel caso di copertura a tetto detta altezza va misurata dalla quota d'imposta della falda e, per falde con imposte a quote
diverse, dalla quota d'imposta della più alta.
In caso di presenza di un piano cantinato, i limiti della Tabella 2 possono essere aumentati di 4m (prendendo come riferimento l’estradosso delle fondazioni).
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Interventi sugli edifici esistenti
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13. GIUNTI SISMICI
Due edifici possono essere costruiti a contatto solo nel caso in cui sia realizzata una completa
solidarietà strutturale. Salvo analisi più accurate, la distanza tra due punti posti alla medesima
altezza non potrà essere inferiore ad 1/100 della quota dei punti considerati, misurata dallo
spiccato delle strutture in elevazione, moltiplicata per ag/0,35g.
DIMENSIONE DEI
GIUNTI SISMICI
Nel caso di edifici irregolari in pianta o in
altezza, il giunto sismico può essere utilizzato per “scomporre” la struttura in sottostrutture più semplici, con un notevole risparmio di tempo per la progettazione.
La particolare geometria della pianta
dell’edificio suggerisce l’introduzione di un
giunto nella zona del corridoio, in modo da
ottenere due edifici sismicamente indipendenti a pianta più regolare.
ZONA DA GIUNTARE
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Interventi sugli edifici esistenti
In rosso sono indicati i giunti fra i due edifici di nuova realizzazione e quello con l’edificio esistente
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Interventi sugli edifici esistenti
Pianta fondazioni
Il giunto non viene realizzato in fondazione
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Interventi sugli edifici esistenti
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14. EDIFICI IN MURATURA
Edifici con struttura in muratura::
- a pareti in muratura ordinaria;
- a pareti in muratura armata;
- misto con pareti in muratura ordinaria o armata.
Le tipologie costruttive si distinguono per la regolarità o meno in altezza e per l’utilizzo di muratura normale o armata. La
scelta della tipologia influenza il fattore di struttura, quindi lo spettro di progetto da adottare per il calcolo.
Requisiti geometrici
1) Le piante degli edifici dovranno essere quanto più possibile compatte e simmetriche rispetto ai due assi ortogonali;
2) le pareti strutturali, al lordo delle aperture, dovranno avere continuità in elevazione fino alla fondazione, evitando
pareti in falso;
3) le strutture costituenti orizzontamenti e coperture non devono essere spingenti (attenzione alle coperture in legno!);
4) i solai devono ripartire le azioni orizzontali tra le pareti strutturali, pertanto devono essere ben collegati ai muri e garantire un adeguato funzionamento a diaframma;
5) la distanza massima fra due solai successivi non deve essere superiore a 5m;
6) la geometria delle pareti resistenti, al netto dell’intonaco, deve rispettare i requisiti nella Tabella 3, dove t è lo spessore della parete, h0 l’altezza di libera inflessione della parete, h l’altezza massima delle aperture adiacenti alla parete ed l la lunghezza della parete.
MURATURA ORDINARIA, REALIZZATA CON ELEMENTI IN PIETRA SQUADRATA
MURATURA ORDINARIA, REALIZZATA CON ELEMENTI ARTIFICIALI
MURATURA ARMATA, REALIZZATA CON ELEMENTI ARTIFICIALI
MURATURA ORDINARIA, REALIZZATA CON ELEMENTI IN PIETRA SQUADRATA IN ZONA 3 E 4
MURATURA ARMATA, REALIZZATA CON ELEMENTI ARTIFICIALI SEMIPIENI, IN ZONA 4
MURATURA ARMATA, REALIZZATA CON ELEMENTI ARTIFICIALI PIENI, IN ZONA 4
Tabella 3
tmin
(h0/t)max
(l/h)min
300mm
240mm
240mm
240mm
200mm
150mm
10
12
15
12
20
20
0,5
0,4
Qualsiasi
0,3
0,3
0,3
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Interventi sugli edifici esistenti
Verifiche di sicurezza di “edifici semplici”
La normativa consente di evitare le verifiche di sicurezza (in quanto automaticamente soddisfatte) per gli edifici che rientrino nella definizione di edificio semplice.
Edifici semplici
Si definiscono edifici semplici quelli che rispettano le caratteristiche di regolarità in pianta ed altezza. Inoltre:
1) le pareti strutturali siano continue dalle fondazioni alla sommità;
2) in ciascuna delle due direzioni siano previsti almeno due sistemi di pareti di lunghezza complessiva, al netto delle
aperture, ciascuna non inferiore al 50% della dimensione dell’edificio nella medesima direzione (sono conteggiabili
solo i setti murari che rispettano i requisiti della Tabella 3);
3) in entrambe le direzioni siano presenti pareti resistenti al sisma con interasse non superiore a 7m (9m per muratura
armata);
4) in corrispondenza di incroci d’angolo tra due pareti perimetrali, per entrambe le pareti, devono essere presenti setti
murari di lunghezza non inferiore ad 1m compreso lo spessore del muro;
5) gli interpiani non siano maggiori di 3.5m;
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Interventi sugli edifici esistenti
6) per ciascun piano il rapporto tra area della sezione resistente delle pareti e superficie del piano sia compreso tra il 2.5
e il 7%, in funzione del tipo di muratura, il numero di piani e la zona sismica del sito (Tabella 4)
Tabella 4 – Area delle pareti resistenti in ciascuna direzione ortogonale per edifici semplici
7) devono essere rispettate prescrizioni sui dettagli costruttivi relative ai cordoli, agli appoggi di travi e travetti in acciaio e legno, architravi (§8.2.3 Allegato 2 – Ordinanza 3274)
Strutture miste con pareti in muratura ordinaria e armata
E’ consentito utilizzare strutture di diversa tecnologia per sopportare i carichi orizzontali purché la resistenza all’azione
sismica sia integralmente affidata agli elementi con la stessa tecnologia. In tal caso dovranno essere seguite le regole di
progettazione di tale tecnologia.
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Interventi sugli edifici esistenti
15. EDIFICI ESISTENTI
La valutazione delle sicurezza ed il progetto degli interventi è diretta conseguenza della conoscenza dello stato
dell’edificio.
⇒ Documenti di progetto (relazioni geotecniche e strutturali,elaborati grafici)
⇒ Eventuale documentazione acquisita in tempi successivi alla costruzione
⇒ Rilievo geometrico e dei dettagli esecutivi
⇒ Prove in-situ e in laboratorio
Dalla qualità e quantità della documentazione raccolta in fase conoscitiva si ottiene il
LIVELLO DI CONOSCENZA
Il livello di conoscenza acquisito determina il metodo di analisi e i fattori di confidenza da applicare alle proprietà dei
materiali
I fattori di confidenza servono a un duplice scopo:
⇒ Per definire le resistenze dei materiali da utilizzare nelle formule di capacità degli elementi duttili e fragili. Le resistenze medie, ottenute dalle prove in situ e dalle informazioni aggiuntive, sono divise per i fattori di confidenza;
⇒ Per definire le sollecitazioni trasmesse dagli elementi duttili a quelli fragili. A tale scopo, le resistenze medie degli
elementi duttili, ottenute dalle prove in situ e dalle informazioni aggiuntive, sono moltiplicate per i fattori di confidenza.
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E
Eddiiffiiccii iinn ccaallcceessttrruuzzzzoo aarrm
maattoo
Indicazioni generali
¾ L’entità e l’urgenza dell’intervento dipendono
dai risultati della fase di indagine e valutazione
¾ Nel caso di edifici fortemente irregolari
l’intervento deve mirare a correggere tale situazione sfavorevole
¾ Sono sempre opportuni interventi volti a migliorare la duttilità locale
¾ È necessario verificare che l’introduzione di miglioramenti locali non riduca la duttilità globale
E
Eddiiffiiccii iinn m
muurraattuurraa
Indicazioni generali
Oltre alle indicazioni per gli edifici in c.a.
¾ Murature di qualità insufficiente a sopportare le
azioni verticali ed orizzontali devono essere adeguatamente consolidate o sostituite
¾ Devono essere resi efficaci i collegamenti tra solai e pareti (coperture comprese)
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Interventi sugli edifici esistenti
¾ Le spinte non contrastate di coperture, archi e volte
devono essere ridotte o eliminate
¾ Elementi di forte vulnerabilità sui quali non sia
possibile intervenire devono essere eliminati
¾ La trasformazione di solai flessibili in solai rigidi comporta una diversa distribuzione delle
azioni del sisma (favorevole o sfavorevole), di
cui si dovrà tener conto
T
TIIPPII DDII IINNTTEERRVVEENNTTOO
cRinforzo, sostituzione o ricostruzione di tutti o parte degli elementi
dModifica dell’organismo strutturale (aggiunta di nuovi elementi ad esempio pareti in c.a.,
controventi in acciaio, saldatura di giunti, ampliamento di giunti, eliminazione di piani “deboli”, ecc.)
eIntroduzione di un sistema strutturale aggiuntivo in grado di resistere per intero all’azione del
sismica
eCollegamento a taglio del sistema strutturale aggiuntivo
fTrasformazione di elementi non strutturali in elementi strutturali
fVerifica comportamento a diaframma degli impalcati (eventuale soletta integrativa o controventi)
gRiduzione delle masse
hLimitazione o cambiamento della destinazione d’uso
iDemolizione parziale
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Particolare controventi in acciaio
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S. Faustino (Brescia)
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