allegato 2: edifici esistenti edifici in cemento armato...
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Corso sulle Norme Tecniche per le costruzioni in zona sismica
(Ordinanza PCM 3274/2003. DGR Basilicata 2000/2003)
POTENZA. 2004
Allegato 2: Edifici esistentiEdifici in Cemento ArmatoPROGETTO SIMULATO
Dott. Ing. Marco VONA
DiSGG. Università di Basilicata Centro di Competenza Regionale sul Rischio Sismico (CRiS)
EDIFICI ESISTENTI: 11.2 Valutazione della sicurezza
11.2.3 Dati necessari per la valutazione11.2.3.3 Livelli di conoscenza
Geometria (carpenterie)
Dettagli strutturali Proprietà dei materiali
LC1 Progetto simulato in accordo alle norme dell’epoca
elimitate verifiche in-situ
Valori usuali per la pratica costruttiva dell’epoca
elimitate prove in-situ
LC2 Disegni costruttivi incompleti+
limitate verifiche in situoppure
estese verifiche in-situ
Dalle specifiche originali di progetto
+limitate prove in-situ
oppureestese prove in-situ
LC3 Disegni costruttivi completi+
limitate verifiche in situoppure
esaustive verifiche in-situ
Dai certificati di prova originali
+limitate prove in situ
oppureesaustive prove in-situ
Da disegni di carpenteria
originali con rilievo visivo a
campioneoppure
rilievo ex-novo completo
Conoscenza della struttura Progetto simulato
• Caratteristiche meccaniche dei materiali. in particolare del calcestruzzo• Problemi di aderenza• Degrado fisiologico e/o patologico• Quantità. qualità e disposizione delle armature• Dettagli costruttivi
Progetto simulato“Serve, in mancanza dei disegni costruttivi originali, a definire la quantità e la disposizione dell’armatura in tutti gli elementi con funzione strutturale o le caratteristiche dei collegamenti. Deve essere eseguito sulla base delle norme tecniche in vigore e della pratica costruttiva caratteristica all’epoca della costruzione.”
COME AFFRONTARE IL PROBLEMA DEL PROGETTO SIMULATO ?
Metodologia per il Progetto Simulato
Individuazione schema strutturale
Caratterizzazione dei materiali dell’edificio
Analisi dei carichi
Valutazione delle sollecitazioni
Dimensionamento e verifica elementi seguendo le modalità progettuali del periodo di costruzione dell’edificio in esame
Periodo di costruzione: Fonti di informazioni
• Normativa tecnica
• Manualistica Consolidata dell’epoca di costruzione
Periodo di costruzione: Fonti di informazioni
• Progetti “tipici” e consuetudini costruttive
Risultato: Individuare le caratteristiche strutturali tipiche di edifici esistenti realizzati in una certa regione ed in un certo periodo
Periodo di costruzione: normative di riferimentoEdifici in c.a.
- R.D. n. 2229 del 16/11/1939- Legge n. 1086 del 5/11/1971- Decreti attuativi: D.M. del 30/5/72. D.M. 30/5/74. …..
Carichi e sovraccarichi- Prime indicazioni legge n. 1684 25/11/1962 - Legge n. 642/2/1974- D.M. del 3/10/78
Zone sismiche- R.D. n. 2105 del 22/11/37- D.M. del 3/3/1975- Vasta classificazione sismica (1980)
1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
SISMA
AZIONI
C.A.
Edifici pre ’71: Indicazioni sui solai
NormativaSollecitazione: M Metodi della scienza delle costruzioni. cond. più sfavorevoli di
caricoLimiti geometrici H ≥ max (L/30. 8cm) s ≥ 4 cmArmatura inferioreArmatura superioreArmatura di ripartiz. Arip ≥ 25 % Aprin min 3 φ 6 /ml
ManualisticaSollecitazione: M Sollecitazioni su trave continuaLimiti geometriciArmatura inferiore Aapp. = 1 φ 10; Acamp = t * (M * b ) ^1/2Armatura superiore Acamp. = 0; Aapp = t * (M * b ) ^1/2 Armatura di ripartiz.
Edifici pre ’71: Indicazioni sui Pilastri
NormativaSollecitazione: N Metodi della scienza delle costruzioni. cond. più sfavorevoli di
caricoH. bAf ≥ 0.8 % Area cls s.n. fino a 2000 cm2
≥ 0.5 % Area cls s.n. oltre 8000 cm2
Armatura trasversale passo ≤ min (1/2 Lmin.10φmin)
ManualisticaSollecitazione: N Pilastri intermedi carico assiale
perimetrali + armati per pressofless.H. b A = b *H = N / σc.amm
Af ≥ 0.8 % Area cls s.n. (Almeno 4 φ 12 o 14)Armatura trasv.
Edifici pre ’71: Indicazioni sulle travi
NormativaSollecitazione: M. T Metodi della scienza delle costruzioni. cond. più sfavorevoli di
caricoh ------Af ------A’f ------Armatura trasversale 50 % staffe; 50% piegati
ManualisticaSollecitazione: M. T Sollecitazioni su trave continua
h h = r * ( M / b ) ^1/2 ;b progettista (30÷40 travi emerg.; 70-80 a spessore)Af Af = t * (M * b ) ^1/2; 2 reggistaffe minimo
A’f 2 reggistaffe minimo (Tipicamente 2 φ 12) Armatura trasv. Piegati: diagramma T/z; momenti resistenti. Staffe aggiunte e calcolate a
passo costante
Caratteristiche tipiche edifici “non sismici”
• Assenza di un doppio reticolo di travi in due direzioni ortogonali • Telai in una sola direzione. ad esclusione del perimetro• Distribuzione delle rigidezze simmetrica in direzione trasversale• Collocazione frequentemente centrale del corpo scala • Tamponature in laterizio forato a doppia fodera
Telai diestremità
Travi portanti
Individuazione schema strutturale
Individuazione dell’organismo strutturale
• Posizione e dimensioni degli elementi strutturali• Orditura dei solai• Tipologia del corpo scala• ……
Dimensionamento e verifica elementi strutturali
Dall’esame di normative e manualistica si derivano gli elementi per la progettazione e la verifica degli elementi strutturali considerando i dati rilevati in situ e l’eventuale documentazione esistente
Azioni
• Solo carichi verticali• Permanenti: peso proprio + sovraccarichi permanenti• Accidentali: 200 kg/mq (civile abitazione)
Materiali
• Calcestruzzo resistenza media 160 kg/cm2
• Acciaio tipo Aq42
Coefficiente di omogenizzazione n = 10
Analisi dei carichi
Pesi specificiPCls=25 kN/m3 Platerizi=8 kN/m3 Pmassetto=15 kN/m3
Ptamponature=8 kN/m3
SOLAIO TIPO (interasse 33cm)Soletta 0.04*25 1.00 kN/m2
Travetti 0.08* 0.16*2.5*3 1.08 kN/m2
Laterizi 0.25* 0.18*8*3 1.08 kN/m2
Intonaco 0.01*14 0.14 kN/m2
Massetto 0.03*15 0.45 kN/m2
Pavimento 0.40 kN/m2
Inc. tramezzi 1.00 kN/m2
Totale 5.15 kN/m2
TRAVE EMERGENTE (luce 5.0 m)Dimensione 30x50 3.75 kN/m
PILASTRO (altezza 2.5 m)Dimensione 30x30 5.6 kN
Analisi dei carichi
Schema combinazioni di carico per solaio e trave
5 m 5 mA B
PermanentePermanente + Accidentale
Permanente + Accidentale
Permanente + Accidentale
Permanente + Accidentale Permanente
SOLAIO TIPO (interasse 33cm)Carico Permanente 5.15 kN/m2
Carico Accidentale 2.00 kN/m2
TRAVE EMERGENTE (luce 5.0 m)
C
Peso Proprio 3.75 kN/mPeso Tamponature 8.00 kN/m3
Fascia di solaio
Pilastri progettati a solo sforzo assiale
Pilastro Esterno Travi Solaio Accidentale Tampon. Long Tampon. Tras.5.6 kN 3.75 kN/m 5.15 kN/m2 2 kN/m2 8.0 kN/m3 8.0 kN/m3
Pilastro Interno Travi Solaio Accidentale Tampon. Tras.5.6 kN 3.75 kN/m 5.15 kN/m2 2 kN/m2 8.0 kN/m3
Dimensionamento e verifica del solaio
-8000
-6000
-4000
-2000
0
2000
4000
6000
8000
10000
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
-8,00
-6,00
-4,00
-2,00
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Progetto e verifica con il metodo delle tensioni ammissibili
Solaio
Dimensionamento e verifica elementi strutturali
Dimensionamento e verifica trave emergente 30x50
-40000
-30000
-20000
-10000
0
10000
20000
30000
40000
50000
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
COMB1COMB2COMB3
Progetto e verifica con il metodo delle tensioni ammissibili
Travi
Dimensionamento e verifica elementi strutturali
Dimensionamento e verifica dei pilastri
Pilastri Telaio Esterno
Livello Pilastro esterno Pilastro centrale Pilastro esterno
I(3 m)
4 Φ 14 L = 360
Staffe Φ 6/2030
30
30
304 Φ 16 L = 360
Staffe Φ 6/20 30
30
Staffe Φ 6/20
4 Φ 14 L = 360
II(6 m)
30
30
4 Φ 12 L = 360
Staffe Φ 6/20 30
30
Staffe Φ 6/20
4 Φ 16 L = 360
30
Staffe Φ 6/2030
4 Φ 12 L = 360
III(9 m)
4 Φ 12 L = 36030
30 Staffe Φ 6/15
30
30
4 Φ 14 L = 360
Staffe Φ 6/15
30
30
4 Φ 12 L = 360
Staffe Φ 6/15
IV(12 m)
30
30
Staffe Φ 6/15
4 Φ 12 L = 360
30
30
Staffe Φ 6/15
4 Φ 12 L = 36030
Staffe Φ 6/15
4 Φ 12 L = 360
30
Definizione dettagli costruttivi
Lo studio della manualistica di uso corrente permette di ipotizzare le tipologie di dettagli costruttivi presenti negli elementi strutturali
Sulla base delle verifiche in situ si possono individuare eventuali errori e/o carenze progettuali e costruttive