(Presentazione plizzari_edifici esistenti [modalità compatibilità])

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Edifici esistenti in c.a.: Metodi di valutazione
Giovanni Plizzari
Università di Brescia
[email protected]
Accademia del Costruire
Gussago, 23 Marzo 2012
Progettazione del nuovo
• La sicurezza strutturale nelle
nuove costruzioni è funzione
di:
– Corretta configurazione
globale del sistema resistente
– Adeguata resistenza degli
elementi componenti e mutuo
bilanciamento delle resistenze
(capacity design)
– Corretta esecuzione dei
dettagli costruttivi
Metodi di valutazione degli edifici esistenti - Gussago, 23 Marzo 2012
1
Patrimonio edilizio italiano e pericolosità sismica
11%
7%
Prima del 1919
19%
Dal 1919 al 1945
18%
12%
Dal 1946 al 1961
Dal 1962 al 1971
Dal 1972 al 1981
Dal 1982 al 1991
18%
15%
Dopo il 1991
Su un totale di 11 milioni di edifici ad uso abitativo
circa il 35% risale proprio agli anni ‘60 e ’70.
Circa 4 milioni di edifici non sono progettati né
organizzati per resistere alle azioni orizzontali.
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Edifici esistenti in c.a. in zona sismica
VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA
Analisi del danno
Analisi delle carenze strutturali locali o globali:
(Rilievo geometrico, Materiali, Configurazione strutturale)
Modello di calcolo e verifica della struttura esistente al
terremoto di progetto
PROGETTO DELL’INTERVENTO
Criteri per la definizione del tipo di intervento
Progetto dell’intervento: LOCALE/GLOBALE
Modello di calcolo e verifica della struttura dopo
l’intervento di rinforzo al terremoto di progetto
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Interventi sulle strutture esistenti
– Ristabilire, se possibile, la
regolarità in pianta
– Ristabilire, se possibile, la
regolarità in elevazione
– Evitare o ridurre brusche
variazioni di rigidezza dei
singoli elementi
– Risolvere irregolarità locali
Analisi dei danni e delle carenze strutturali
• Analisi dei danni (se presenti): della struttura
globale o dei singoli elementi
• Individuazione delle carenze strutturali: della
struttura globale o dei singoli elementi. NB: le
carenze possono essere anche per carichi
verticali
3
• Irregolarità in pianta
• Irregolarità in elevazione
4
5
6
7
8
• Assenza di telai in una delle due direzioni principali
• Diversa rigidezza tra corpi scala-ascensore e telai
– conseguente concentrazione del danneggiamento degli
elementi più rigidi
• Assorbimento dell’azione sismica da parte di pochi
elementi poco rigidi che trasmettono elevate
sollecitazioni in fondazione
• Effetti torsionali dovuti ad irregolarità in pianta
– ad es., presenza di elementi rigidi (corpi scala, pareti)
eccentrici rispetto al baricentro delle masse
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• Variazione di rigidezza e resistenza in elevazione
– concentrazione di danni in corrispondenza dei piani meno
rigidi e/o resistenti
• Giunti tecnici di insufficiente ampiezza
– martellamento tra strutture adiacenti
• Presenza di pannelli esterni
– la cui caduta può provocare danni
• Presenza di tamponature
all’interno di campi di telaio
– l’interazione potrebbe
essere dannosa
• Interasse eccessivo tra le staffe
– scarso confinamento del nucleo di cls
– scarso contenimento dei ferri longitudinali
– scarsa resistenza a taglio con rottura fragile
• Ancoraggio insufficiente delle staffe
• Inadeguata armatura trasversale nel nodo
• Rotture a taglio nelle travi
– i tradizionali ferri piegati assorbono lo sforzo di taglio
in un solo verso
• Travi a spessore non ben concepite
– non consentono un’adeguata trasmissione degli sforzi
nei pilastri
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8.2 Costruzioni esistenti – Criteri generali
E’ definita costruzione esistente quella che abbia, alla data della redazione
della valutazione di sicurezza e/o intervento, la struttura completamente
realizzata.
La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi su edifici esistenti
devono tener conto dei seguenti aspetti:
il progetto riflette lo stato delle conoscenze al tempo della loro costruzione;
il progetto può contenere difetti di impostazione concettuale e di realizzazione non
evidenziabili;
la struttura può essere stata soggetta a terremoti passati o da altre azioni accidentali i
cui effetti non sono evidenti.
Grado di incertezza maggiore di quello degli edifici di nuova progettazione
Scelta di opportuni metodi di analisi e di verifica
Impiego di adeguati fattori di confidenza nelle verifiche di sicurezza
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CARATTERI GENERALI DEGLI EDIFICI ESISTENTI
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La valutazione degli edifici richiede che vengano acquisiti i seguenti dati:
dimensioni geometriche di elementi strutturali, quantitativo di armature,
proprietà meccaniche dei materiali;
strutture di fondazione;
possibili difetti locali dei materiali;
possibili difetti nei particolari costruttivi;
informazioni sulle norme impiegati nel progetto originale;
destinazione d’uso attuale e futura ed eventuale rivalutazione dei carichi
accidentali;
informazioni sulla natura e l’entità dei danni eventualmente subiti dalla
struttura e su eventuali riparazioni.
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CARATTERISTICHE
GLOBALI
TIPOLOGIA E
DISPOSIZIONE DEL
SISTEMA RESISTENTE
TIPOLOGIA E POSIZIONE
DEL VANO SCALA
TIPOLOGIA E POSIZIONE
DELLE TAMPONATURE
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CARATTERISTICHE GLOBALI DEGLI EDIFICI ESISTENTI
Forma rettangolare, maglia regolare
Telai in una sola
all’orditura dei solai
direzione
ortogonale
Tamponature con doppia fodera di laterizi
Tamponature con elementi prefabbricati e
montati in opera
Esempio di edificio regolare in pianta, anno di costruzione 1964
Tamponatura tipo con pannello prefabbricato
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CARATTERISTICHE
LOCALI
DISPOSIZIONE DELLE
ARMATURE
LUNGHEZZE DI
ANCORAGGIO
LUNGHEZZE DI
SOVRAPPOSIZIONE
DISPOSIZIONE DELLE
STAFFE
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CARATTERISTICHE LOCALI DEGLI EDIFICI ESISTENTI
Armatura
Barre lisce almeno fino agli anni ‘70
insufficiente nel lembo inferiore delle
travi
Staffe 6mm di passo regolare sulla lunghezza
dei pilastri
Scarso ancoraggio
Passo staffe variabile, diametro di 6-8mm
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ERRORI E DIFETTI
DELLA
PROGETTAZIONE
ERRATA
PROGETTAZIONE
ELEMENTI STRUTTURALI
TRAVI FUORI ASSE
ERRATO
POSIZIONAMENTO FERRI
PIEGATI
LUCI SOLAI ECCESSIVE
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ERRORI E DIFETTI DEGLI EDIFICI ESISTENTI
Travi disposte fuori asse rispetto ai pilastri
Errato posizionamento dei ferri piegati,
eccessivamente distanti dall’estremità della
trave
Solai con luci >6m con spessori di 20cm
Travetti prefabbricati inseriti nelle travi
Scarsa attenzione alle zone di ripresa del
getto
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8.3 Valutazione della sicurezza
La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi
sulle costruzioni esistenti potranno essere eseguiti con riferimento
ai soli SLU; nel caso in cui si effettui la verifica anche nei confronti
degli SLE i relativi livelli di prestazione possono essere stabiliti dal
Progettista di concerto con il Committente. Le Verifiche agli SLU
possono essere eseguite rispetto alla condizione di salvaguardia
della vita umana (SLV) o, in alternativa, alla condizione di collasso
(SLC).
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Le costruzioni esistenti devono essere sottoposte a valutazione della
sicurezza quando ricorra anche una delle seguenti situazioni:
-riduzione evidente della capacità resistente e/o deformativa della
struttura o di alcune sue parti dovuta ad azioni ambientali (sisma,
vento, neve e temperatura), significativo degrado e decadimento delle
caratteristiche meccaniche dei materiali, azioni eccezionali (urti,
incendi, esplosioni), situazioni di funzionamento ed uso anomalo,
deformazioni significative imposte da cedimenti del terreno di
fondazione;
-provati gravi errori di progetto o di costruzione;
-cambio della destinazione d’uso della costruzione o di parti di essa,
con variazione significativa dei carichi variabili e/o della classe d’uso
della costruzione;
-interventi non dichiaratamente strutturali, qualora essi interagiscano,
anche solo in parte, con elementi aventi funzione strutturale e, in modo
consistente, ne riducano la capacità o ne modifichino la rigidezza.
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Qualora le circostanze di cui ai punti precedenti riguardino porzioni
limitate della costruzione, la valutazione della sicurezza potrà essere
limitata agli elementi interessati e a quelli con essi interagenti, tenendo
presente la loro funzione nel complesso strutturale. La valutazione della
sicurezza deve permettere di stabilire se:
-l’uso della costruzione possa continuare senza interventi;
-l’uso debba essere modificato (declassamento, cambio di destinazione
e/o imposizione di limitazioni e/o cautele nell’uso);
- sia necessario procedere ad aumentare o ripristinare la capacità
portante. La valutazione della sicurezza dovrà effettuarsi ogni qual volta
si eseguano gli interventi strutturali di cui al punto 8.4, e dovrà
determinare il livello di sicurezza prima e dopo l’intervento.
- Il Progettista dovrà esplicitare, in un’apposita relazione, i livelli di
sicurezza attuali o raggiunti con l’intervento e le eventuali conseguenti
limitazioni da imporre nell’uso della costruzione.
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C8.3 Valutazione della sicurezza
Le NTC individuano due grandi categorie di situazioni nelle quali è
obbligatorio effettuare la verifica di sicurezza, essendo entrambe le
categorie comunque riconducibili ad un significativo peggioramento
delle condizioni di sicurezza iniziali o di progetto secondo la normativa
dell’epoca della costruzione:
- Variazioni, improvvise o lente, indipendenti dalla volontà dell’uomo (ad
esempio: danni dovuti al terremoto, a carichi verticali eccessivi, a urti,
etc., danni dovuti a cedimenti fondali, degrado delle malte nella
muratura, corrosione delle armature nel c.a., etc., errori progettuali o
esecutivi, incluse le situazioni in cui i materiali o la geometria dell’opera
non corrispondano ai dati progettuali);
- variazioni dovute all’intervento dell’uomo, che incide direttamente e
volontariamente sulla struttura (v. § 8.4 delle NTC) oppure sulle azioni
(ad esempio: aumento dei carichi verticali dovuto a cambiamento di
destinazione d’uso), o che incide indirettamente sul comportamento
della struttura (ad esempio gli interventi non dichiaratamente strutturali).
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Le modalità di verifica dipendono dal modo in cui tali variazioni si
riflettono sul comportamento della struttura:
-variazioni relative a porzioni limitate della struttura, che influiscono solo
sul comportamento locale di uno o più elementi strutturali o di porzioni
limitate della struttura (v. anche § 8.4 delle NTC);
- variazioni che implicano sostanziali differenze di comportamento
globale della struttura.
Nel primo caso la verifica potrà concernere solamente le porzioni
interessate dalle variazioni apportate (ad esempio la verifica relativa alla
sostituzione, al rafforzamento o alla semplice variazione di carico su un
singolo campo di solaio potrà concernere solo quel campo e gli elementi
che lo sostengono).
Nel secondo caso, invece, la verifica sarà necessariamente finalizzata a
determinare l’effettivo comportamento della struttura nella nuova
configurazione (conseguente ad un danneggiamento, ad un intervento,
etc.).
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Gli esiti delle verifiche dovranno permettere di stabilire quali
provvedimenti adottare affinché l’uso della struttura possa essere
conforme ai criteri di sicurezza delle NTC. Le alternative sono
sintetizzabili nella continuazione dell’uso attuale, nella modifica della
destinazione d’uso o nell’adozione di opportune cautele e, infine, nella
necessità di effettuare un intervento di aumento o ripristino della
capacità portante, che può ricadere nella fattispecie del miglioramento o
dell’adeguamento.
Per i beni tutelati gli interventi di miglioramento sono in linea di principio
in grado di conciliare le esigenze di conservazione con quelle di
sicurezza, ferma restando la necessità di valutare quest’ultima. Tuttavia,
per la stessa ragione, su tali beni devono essere evitati interventi che
insieme li alterino in modo evidente e richiedano l’esecuzione di opere
invasive, come può avvenire nel caso di ampliamenti o sopraelevazioni,
o l’attribuzione di destinazioni d’uso particolarmente gravose.
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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, ai
sensi del comma 4 dell’art. 29 del D. lgs. 22 gennaio 2004, n. 42
“Codice dei beni culturali e del paesaggio”, è in ogni caso possibile
limitarsi ad interventi di miglioramento effettuando la relativa valutazione
della sicurezza.
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8.4.1 Interventi 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.
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C8.4.1 Interventi di adeguamento
Indipendentemente dalle problematiche strutturali specificamente
trattate nelle NTC, le sopraelevazioni, nonché gli interventi che
comportano un aumento del numero di piani, sono ammissibili
solamente ove siano compatibili con gli strumenti urbanistici.
La valutazione della sicurezza, nel caso di intervento di adeguamento, è
finalizzata a stabilire se la struttura, a seguito dell’intervento, è in grado
di resistere alle combinazioni delle azioni di progetto contenute nelle
NTC, con il grado di sicurezza richiesto dalle stesse.
Non è, in generale, necessario il soddisfacimento delle prescrizioni sui
dettagli costruttivi (per esempio armatura minima, passo delle staffe,
dimensioni minime di travi e pilastri, ecc.) valide per le costruzioni
nuove, purché il Progettista dimostri che siano garantite comunque le
prestazioni in termini di resistenza, duttilità e deformabilità previste per i
vari stati limite.
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8.4.1 Intervento di adeguamento
Obbligatorio procedere alla valutazione della sicurezza e all’adeguamento
della costruzione nei casi di:
sopraelevazione;
ampliamento mediante opere connesse;
variazione di classe e/o destinazione d’uso e/o geometria della struttura.
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8.4.2 Interventi 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.
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20
C8.4.3 Interventi di miglioramento
La valutazione della sicurezza per un intervento di miglioramento è
obbligatoria, come specificato nel § 8.3 delle NTC, ed è finalizzata a
determinare l’entità massima delle azioni, considerate nelle
combinazioni di progetto previste, cui la struttura può resistere con il
grado di sicurezza richiesto. Nel caso di intervento di miglioramento
sismico, la valutazione della sicurezza riguarderà, necessariamente, la
struttura nel suo insieme, oltre che i possibili meccanismi locali.
In generale ricadono in questa categoria tutti gli interventi che, non
rientrando nella categoria dell’adeguamento, fanno variare significativamente la rigidezza, la resistenza e/o la duttilità dei singoli elementi o
parti strutturali e/o introducono nuovi elementi strutturali, così che il
comportamento strutturale locale o globale, particolarmente rispetto alle
azioni sismiche, ne sia significativamente modificato.
Ovviamente la variazione dovrà avvenire in senso migliorativo, ad
esempio impegnando maggiormente gli elementi più resistenti,
riducendo le irregolarità in pianta e in elevazione, trasformando i
meccanismi di collasso da fragili a duttili.
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8.4.2 Intervento di miglioramento
Il progetto si riferisce all’intera costruzione e deve riportare le verifiche
dell’intera struttura post-intervento.
La valutazione della sicurezza, nel caso di intervento di adeguamento, è
finalizzata a stabilire se la struttura, a seguito dell’intervento, è in grado di
resistere alle combinazioni delle azioni di progetto contenute nelle NTC, con il
grado di sicurezza richiesto dalle stesse.
Si parla di miglioramento per tutti quegli interventi finalizzati ad accrescere le
capacità di resistenza delle strutture esistenti alle azioni considerate.
Il progetto e la valutazione della sicurezza devono essere estesi a tutte le
parti della struttura interessate dalle modifiche, nonché alla struttura nel suo
insieme.
Nel caso di intervento di miglioramento sismico, la valutazione della sicurezza
riguarderà, necessariamente, la struttura nel suo insieme, oltre che i possibili
meccanismi locali.
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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.
La relazione di cui al par. 8.2 che, in questi casi, potrà essere limitata
alle sole parti interessate dall’intervento ed a quelle con esse
interagenti, dovrà documentare le carenze strutturali riscontrate, risolte
e/o persistenti, ed indicare le eventuali conseguenti limitazioni all’uso
della costruzione.
Es. Riparazione/Rinforzo Solaio
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C8.4.4 Riparazione o intervento locale
Rientrano in questa tipologia tutti gli interventi di riparazione,
rafforzamento o sostituzione di singoli elementi strutturali (travi,
architravi, porzioni di solaio, pilastri, pannelli murari) o parti di essi, non
adeguati alla funzione strutturale che debbono svolgere, a condizione
che l’intervento non cambi significativamente il comportamento globale
della struttura, soprattutto ai fini della resistenza alle azioni sismiche, a
causa di una variazione non trascurabile di rigidezza o di peso.
Può rientrare in questa categoria anche la sostituzione di coperture e
solai, solo a condizione che ciò non comporti una variazione
significativa di rigidezza nel proprio piano, importante ai fini della
ridistribuzione di forze orizzontali, né un aumento dei carichi verticali
statici. Interventi di ripristino o rinforzo delle connessioni tra elementi
strutturali diversi (ad esempio tra pareti murarie, tra pareti e travi o solai,
anche attraverso l’introduzione di catene/tiranti) ricadono in questa
categoria, in quanto comunque migliorano anche il comportamento
globale della struttura, particolarmente rispetto alle azioni sismiche.
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22
8.4.3 Riparazione
Gli interventi di questo tipo riguardano singole parti e/o elementi della
struttura e interesseranno porzioni limitate della costruzione (travi, architravi,
porzioni di solaio, pilastri, pannelli murari o parti di essi, non adeguati alla
funzione strutturale che debbono svolgere).
Il progetto e la valutazione della sicurezza possono essere riferiti alle sole
parti e/o elementi interessati.
Si documenta che, rispetto alla configurazione precedente, 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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Criteri per la scelta dell’intervento
• Tipo, tecnica, entità e urgenza dell’intervento
dipendono dall’esito della valutazione, tenendo
inoltre conto degli aspetti seguenti:
– Errori grossolani devono essere eliminati
– Per edifici fortemente irregolari (in resistenza e/o
rigidezza) l’intervento deve correggere tale sfavorevole
situazione
• ad es., tramite il rinforzo di un ridotto numero di elementi o con
l’inserimento di elementi aggiuntivi
– Sono sempre opportuni interventi volti a migliorare la
duttilità locale
– E’ necessario verificare che l’introduzione di rinforzi locali
non riduca la duttilità globale della struttura
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8.5 Procedure per la valutazione della sicurezza
Nelle costruzioni esistenti le situazioni concretamente riscontrabili sono
le più diverse ed è quindi impossibile prevedere regole specifiche per
tutti i casi. Di conseguenza, il modello per la valutazione della sicurezza
dovrà essere definito e giustificato dal Progettista, caso per caso, in
relazione al comportamento strutturale attendibile della costruzione,
tenendo conto delle indicazioni generali di seguito esposte.
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8.5 Procedure per la valutazione della sicurezza – Analisi
Come acquisire i dati necessari ad un’approfondita analisi dell’edificio
esistente?
Documenti di progetto (disegni, relazioni tecniche);
Eventuale documentazione acquisita in tempi successivi alla costruzione;
Rilievo strutturale;
Prove in situ ed in laboratorio.
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8.5.1 Analisi storico-critica
Ai fini di una corretta individuazione del sistema strutturale esistente e
del suo stato di sollecitazione è importante ricostruire il processo di
realizzazione e le successive modificazioni subite nel tempo dal
manufatto, nonché gli eventi che lo hanno interessato.
Generalmente, quando si trattano costruzioni esistenti, può essere difficile
disporre dei disegni originali di progetto necessari a ricostruirne la storia
progettuale e costruttiva. Per le costruzioni, e in particolare per gli edifici a
valenza culturale, storico-architettonica, è talvolta possibile, attraverso una
ricerca archivistica, raccogliere una documentazione sufficientemente completa
sulla loro storia edificatoria per ricostruire ed interpretare le diverse fasi edilizie.
La ricostruzione della storia edificatoria dell’edificio, o della costruzione più in
generale, consentirà anche di verificare quanti e quali terremoti esso abbia
subìto in passato. Questo sorta di valutazione sperimentale della vulnerabilità
sismica dell’edificio rispetto ai terremoti passati è di notevole utilità, perché
consente di valutarne il funzionamento, a patto che la sua configurazione
strutturale e le caratteristiche dei materiali costruttivi non siano stati, nel
frattempo, modificati in maniera
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8.5.1 Evoluzione della normativa tecnica
50
25
8.5.1 Evoluzione delle caratteristiche del calcestruzzo
La conoscenza
delle caratteristiche
dei materiali
impiegati in un
determinato
periodo storico
aiuta nella verifica
speditiva
preliminare
51
8.5.1 Evoluzione delle caratteristiche dell’acciaio da c.a.
52
26
8.5.1 Evoluzione delle specifiche della NTC
a)Disposizione armature (Santarella, 1968)
53
8.5.1 Evoluzione delle specifiche della NTC
solai edifici anni ‘50-‘60 molto deformabili
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8.5.2 Rilievo
Il rilievo geometrico-strutturale dovrà essere riferito sia alla geometria
complessiva dell’organismo che a quella degli elementi costruttivi,
comprendendo i rapporti con le eventuali strutture in aderenza. Nel
rilievo dovranno essere rappresentate le modificazioni intervenute nel
tempo, come desunte dall’analisi storico-critica. Il rilievo deve
individuare l’organismo resistente della costruzione, tenendo anche
presente la qualità e lo stato di conservazione dei materiali e degli
elementi costitutivi. Dovranno altresì essere rilevati i dissesti, in atto o
stabilizzati, ponendo particolare attenzione all’individuazione dei quadri
fessurativi e dei meccanismi di danno.
I dettagli costruttivi possono essere occultati alla vista (ad esempio disposizione
delle armature nelle strutture in c.a.) e possono richiedere rilievi a campione e
valutazioni estensive per analogia. Si noti che, mentre per gli altri due aspetti
che determinano il livello di conoscenza (dettagli costruttivi e proprietà dei
materiali) si accettano crescenti livelli di approfondimento dell’indagine, per la
geometria esterna, si richiede che il rilievo sia compiuto in maniera quanto più
completa e dettagliata possibile, ai fini della definizione del modello strutturale
necessario alla valutazione della sicurezza per le azioni prese in esame.
55
8.5 Procedure per la valutazione della sicurezza - Rilievo
LA GEOMETRIA DELL’EDIFICIO
Disegni
originali di carpenteria: descrivono geometria della struttura, degli elementi strutturali
e le loro dimensioni. Individuano organismo resistente alle azioni verticali ed orizzontali.
Disegni
costruttivi o esecutivi: contengono descrizione della quantità, disposizioni e dettagli
costruttivi delle armature e dei materiali utilizzati.
Rilievo
visivo: finalizzato al controllo della corrispondenza tra l’effettiva geometria della
struttura e i disegni originali di carpenteria disponibili. Comprende il rilievo a campione della
geometria di alcuni elementi.
Rilievo completo: serve a produrre disegni completi di carpenteria nel caso in cui quelli
originali siano mancanti. I disegni prodotti devono descrivere la geometria della struttura, gli
elementi strutturali e le loro dimensioni.
Rilievo dei dissesti in atto o stabilizzati, individuazione dei quadri fessurativi e dei
meccanismi di danno.
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28
I DETTAGLI COSTRUTTIVI
Progetto
simulato: definisce, in mancanza di disegni originali, la disposizione dell’armatura in
tutti gli elementi con funzione strutturale. Deve essere eseguito sulla base delle norme
tecniche in vigore e della pratica caratteristica dell’epoca della costruzione.
Verifiche
limitate: servono per verificare la corrispondenza tra le armature presenti e quelle
riportate nei disegni costruttivi, oppure ottenute mediante il progetto simulato.
Verifiche estese: servono quando non sono disponibili i disegni costruttivi originali come
alternativa al progetto simulato seguito da verifiche limitate, oppure quando i disegni
costruttivi originali sono incompleti.
Verifiche esaustive: servono quando non sono disponibili i disegni costruttivi originali e si
desidera un livello di conoscenza accurata.
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8.5.3 Caratterizzazione meccanica dei materiali
Per conseguire un’adeguata conoscenza delle caratteristiche dei
materiali e del loro degrado, ci si baserà su documentazione già
disponibile, su verifiche visive in situ e su indagini sperimentali. Le
indagini dovranno essere motivate, per tipo e quantità, dal loro effettivo
uso nelle verifiche; nel caso di beni culturali e nel recupero di centri
storici, dovrà esserne considerato l’impatto in termini di conservazione
del bene. I valori delle resistenze meccaniche dei materiali vengono
valutati sulla base delle prove effettuate sulla struttura e prescindono
dalle classi discretizzate previste nelle norme per le nuove costruzioni.
58
29
8.5.3 Caratterizzazione meccanica dei materiali
Il piano delle indagini fa comunque parte sia della fase diagnostica che
del progetto vero e proprio, e dovrà essere predisposto nell’ambito di un
quadro generale volto a mostrare le motivazioni e gli obiettivi delle
indagini stesse. Nel caso in cui vengano effettuate prove sulla struttura,
attendibili ed in numero statisticamente significativo, i valori delle
resistenze meccaniche dei materiali vengono desunti da queste e
prescindono dalle classi discretizzate previste nelle NTC (come ad
esempio quelle del calcestruzzo di cui al § 4.1 delle NTC). Per quanto
riguarda le costruzioni in muratura, le Regioni possono definire, ad
integrazione della Tabella C8B.1 in Appendice C8B, tabelle specifiche
per le tipologie murarie ricorrenti sul territorio regionale. Un aiuto, non
esaustivo, ai fini della definizione delle resistenze dei materiali può
ricavarsi dalle norme dell’epoca della costruzione.
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LE PROPRIETA’ DEI MATERIALI
La modalità di valutazione delle proprietà dei materiali in situ è basata su prove
dirette, generalmente di tipo distruttivo.
Calcestruzzo: estrazione di campioni ed esecuzione di prove di compressione fino a rottura.
Acciaio: estrazione di campioni ed esecuzione di prove a trazione fino a rottura con
determinazione della resistenza a snervamento e della resistenza e deformazione ultima.
Sono ammessi metodi di indagine non distruttiva di documentata affidabilità, che
non possono essere impiegati in completa sostituzione di quelli sopra descritti, ma
sono consigliati a loro integrazione.
60
30
C8.5.3 Caratterizzazione meccanica dei materiali
Il piano delle indagini fa comunque parte sia della fase diagnostica che
del progetto vero e proprio, e dovrà essere predisposto nell’ambito di un
quadro generale volto a mostrare le motivazioni e gli obiettivi delle
indagini stesse. Nel caso in cui vengano effettuate prove sulla struttura,
attendibili ed in numero statisticamente significativo, i valori delle
resistenze meccaniche dei materiali vengono desunti da queste e
prescindono dalle classi discretizzate (es calcestruzzo) previste nelle
NTC. Per quanto riguarda le costruzioni in muratura, le Regioni possono
definire, ad integrazione della Tabella C8B.1 in Appendice C8B, tabelle
specifiche per le tipologie murarie ricorrenti sul territorio regionale. Un
aiuto, non esaustivo, ai fini della definizione delle resistenze dei
materiali può ricavarsi dalle norme dell’epoca della costruzione.
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8.5.4 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza
Sulla base degli approfondimenti effettuati nelle fasi conoscitive sopra
riportate, saranno individuati i “livelli di conoscenza” dei diversi
parametri coinvolti nel modello (geometria, dettagli costruttivi e
materiali), e definiti i correlati fattori di confidenza, da utilizzare come
ulteriori coefficienti parziali di sicurezza che tengono conto delle carenze
nella conoscenza dei parametri del modello.
Il problema della conoscenza della struttura e dell’introduzione dei fattori di
confidenza è stato discusso in C8.2. Una guida alla stima dei fattori di
confidenza da utilizzare, in relazione ai livelli di conoscenza raggiunti, è
riportata in Appendice C8A. Per le costruzioni di valenza storico-artistica
potranno essere adottati i fattori di confidenza contenuti nella Direttiva del
Presidente del Consiglio dei Ministri del 12 ottobre 2007, utilizzandoli come in
essa illustrato.
62
31
8.5.4 I livelli di conoscenza
Ai fini della scelta del tipo di analisi e dei valori dei fattori di
confidenza vengono definiti i tre livelli di conoscenza seguenti:
LC1: Conoscenza Limitata;
LC2: Conoscenza Adeguata;
LC3: Conoscenza Accurata.
Gli aspetti che definiscono i livelli di conoscenza sono:
geometria, ovvero le caratteristiche geometriche degli elementi
strutturali;
dettagli strutturali, ovvero quantità e disposizione delle
armature;
materiali, ossia le proprietà meccaniche dei materiali.
63
DETTAGLI COSTRUTTIVI E PROVE SUI MATERIALI
Tabella C8A.1.3a – Definizione orientativa dei livelli di rilievo e prove per edifici in c.a.
Verifiche
limitate
Rilievo dei dettagli costruttivi
Prove sui materiali
La quantità e disposizione
dell’armatura è verificata per
almeno il 15% degli elementi.
1 provino di cls. per 300 m2 di piano
dell’edificio, 1 campione di armatura
per
piano dell’edificio.
Verifiche
estese
2 provini di cls. per 300 m2 di piano
dell’edificio, 2 campioni di armatura
per
Verifiche
esaustive
3 provini di cls. per 300 m2 di piano
dell’edificio, 3 campioni di armatura
per
64
32
Il programma delle indagini
Verifica
soddisfacente
SI
DISPONIBILITA’
Disegni originali di
carpenteria
Costruzione
modello
RILIEVO VISIVO
Verifica NON
soddisfacente
NO
SI
RILIEVO
COMPLETO
Costruzione
modello
Verifica
soddisfacente
VERIFICHE IN SITU
LIMITATE
LC2,
LC3
Verifica NON
soddisfacente
dei dettagli costruttivi
DISPONIBILITA’
Disegni costruttivi
originali
VERIFICHE IN SITU ESTESE O ESAUSTIVE
NO
PROGETTO
SIMULATO
LC2
LC3
VERIFICHE IN SITU LIMITATE
LC1
65
Il progetto simulato
Progetto simulato
Conoscenza del periodo di progettazione e costruzione dell’edificio
Normative tecniche vigenti all’epoca della progettazione
Manualistica autorevole di utilizzo
Consuetudini progettuali e costruttive
66
33
Passi fondamentali della progettazione simulata
1. Individuazione dell’età di progettazione e costruzione
2. Individuazione e studio dello schema strutturale
- solai
- travi
- pilastri
- copertura
- elementi non strutturali
67
Passi fondamentali della progettazione simulata
3.
Scelta del modello di calcolo
4.
Valutazione dei carichi
5.
Progetto delle armature e verifica degli elementi strutturali
6.
Indagini in situ
7.
Revisione del progetto simulato
68
34
Principali fonti normative dell’epoca
R.D. 23/05/1932
Primo organico Regolamento sui materiali e sulle modalità
di posa in opera delle strutture in c.a.
R.D. 16/11/1939
n.2229
Norme per la esecuzione delle opere in conglomerato
cementizio semplice od armato
L. 05/11/1971
n.1086
Norme per la disciplina delle opere di conglomerato
cementizio armato, normale e precompresso ed a
struttura metalliche
D.M.30/05/1972
Resistenze espresse in termini di
valori caratteristici, introdotti acciai
ad aderenza migliorata, metodo
tensioni ammissibili.
D.M.26/03/1980
D.M.09/01/1996
69
CARATTERISTICHE DEL CALCESTRUZZO NELLE DIVERSE NORMATIVE
Resistenza
Normativa
[kg/cm2]
R.D.
2229/39
Compr.
Flessione
Taglio
σamm/σmax
σamm/σmax
τc0/σmax
τc1/σmax
Normale
>120
29,2%
33,3%
3,3%
11,7%
Alta res.
>160
28,1%
31,3%
3,8%
10%
Contr. in
cant.
180-225
33,3%
33,3%
2,7%
7,1%
D.M.
30/05/72
Val.caratt.
150-500
20-28%
29-40%
2,6-1,7%
9,3-48%
D.M.
26/03/80
“
“
“
“
“
“
D.M.
09/01/96
“
“
“
“
“
“
70
35
CARATTERISTICHE DELL’ACCIAIO NELLE DIVERSE NORMATIVE
Resistenza [kg/cm2]
Normativa
Rottura
R.D.
2229/39
σamm/σmax
Allungamento
a rottura
Snervamento
4200-4500
>2300
28-33%
20%
Semiduro 5000-6000
>2700
33-40%
16%
Duro
6000-7000
>3100
29-40%
14%
Barre
lisce
3400-5000
2300-3200
35-32%
24-23
Barre
ader.migl.
4600-5500
3800-4400
48-40%
14-12
D.M.
26/03/80
“
“
“
“
D.M.
09/01/96
“
“
“
“
D.M.
30/05/72
Dolce
71
DATI DI PROGETTO E VERIFICA PER GLI ELEMENTI TRAVE
Normativa
Arm.longit.
R.D.
2229/39
Arm.trasversale
Verifiche
Copriferro
Interferro
50% taglio staffe
50% taglio piegati
n=6,8,10
Metodo T.A.
2 cm
min(2cm,Ф)
n=10,15
Metodo T.A.
Calcolo a rottura
2-4 cm
min(2cm,Ф)
D.M.
30/05/72
Af=0,25%Asez
(barre lisce)
Af=0,15%Asez
(barre A.M.)
D.M.
26/03/80
“
Astaffe=3cm2/m
pst<0,8(alt.utile)
pst<12Фmin(appoggi)
n=15
Metodo T.A.
“
“
D.M.
09/01/96
“
“
“
“
“
72
36
DATI DI PROGETTO E VERIFICA PER GLI ELEMENTI PILASTRO
Normativa
Arm.longit.
Arm.trasversale
Verifiche
Copriferro
Interferro
R.D.
2229/39
0,8% fino a 2000
cm2
0,5% oltre 8000
cm2
pst=min(0,5Lmin;
10Фmin )
n=6,8,10
Metodo T.A.
2 cm
min(2cm,Ф)
D.M.
30/05/72
0,6-5% Acls s.n.
0,3% Aeff
Фmin=12mm
pst=min(15Фmin;
25cm)
Фmin=6mm
n=10,15
Metodo T.A.
Calcolo a rottura
2-4 cm
min(2cm,Ф)
D.M.
26/03/80
>0,8% Acls s.n.
0,3-6% Aeff
Фmin=12mm
pst=min(15Фmin;
25cm)
Фmin=6mm
n=15
Metodo T.A.
“
“
D.M.
09/01/96
“
“
“
“
“
73
DATI DI PROGETTO E VERIFICA PER I SOLAI REALIZZATI IN OPERA
Normativa
Dimensioni
Armatura
ripartizione
Verifiche
Copriferro
R.D.
2229/39
H=max(L/30,8cm)
Soletta min 4 cm
Arip=25% Aprincipale
n=6,8,10
Metodo T.A.
Soletta 0,8cm
Trav.=2cm
D.M.
30/05/72
H=max(L/30,8cm)
Soletta min 4 cm
Arip=25% Aprincipale
n=10,15
Metodo T.A.
Calcolo a rottura
Soletta 0,8cm
Trav.=2cm
D.M.
26/03/80
H=max(L/25,2cm)
Soletta min 4 cm
n=15
Metodo T.A.
“
D.M.
09/01/96
“
“
“
“
74
37
LA MANUALISTICA DI USO COMUNE
Le indicazioni contenute nelle normative spesso non fornivano indicazioni
sufficienti a definire una struttura per poterne effettuare le verifiche di resistenza
si ricorre alla manualistica di uso corrente nei decenni passati
SANTARELLA 1956,1968
PAGANO 1963,1968
75
SOLAI
Modello di trave continua su più appoggi
Momento all’incastro ql2/12-ql2/24
(Pp+g) distribuiti su tutte le campate
(q) disposto nel modo più sfavorevole
Teoria delle linee di influenza
Armature dal diagramma del momento
flettente
Figura – Disposizione delle armature nei solai (Santarella, 1968)
76
38
TRAVI
Modello di trave continua su più appoggi
Calcolo della combinazione di carico più
sfavorevole (tabelle di riferimento)
Determinazione di taglio e momento
flettente
Previste almeno 4 barre longitudinali ai
vertici, dette “reggistaffa”, di diametro Ф8Ф12
Reggistaffa spesso uniche armature al
lembo inferiore della trave alle estremità
Figura – Disposizione delle armature nelle travi (Santarella, 1968)
77
PILASTRI
Dimensionati con lo sforzo normale
Sezioni ridotte e poco armate
Riduzione carichi accidentali dall’ultimo
piano
Carico eccentrico solo nei pilastri di
estremità dei telai
Figura – Disposizione delle staffe nei pilastri
(Santarella, 1968)
Verifiche di resistenza secondo le
formule della flessione composta nel
caso di azioni assiali non centrate
l/a>15 verifica ad instabilità
Sezioni tipicamente quadrate con 4
barre longitudinali
Figura – Dettaglio nodo trave-pilastro (Santarella, 1968)
78
39
Trave a ginocchio
SCALE
Trave a ginocchio: modello di trave
incastrata
Soletta rampante
Soletta rampante: schema di trave
proiettata in orizzontale
Tramite le modellazioni
calcolati momento flettente,
momento torcente
venivano
taglio e
Particolare attenzione alle armature
longitudinali nelle zone di collegamento
con i pianerottoli
Infittimento staffe nel collegamento
trave a ginocchio-pianerottolo
Figura – Disposizione delle armature nelle scale (Santarella, 1968)
79
La determinazione delle proprietà dei materiali
LE INDAGINI
Le proprietà sui materiali possono essere determinate dalle seguenti fonti:
valori usuali per la pratica costruttiva dell’epoca;
specifiche originali di progetto o certificati di prova originali;
prove in situ (limitate, estese, esaustive).
resistenza a compressione del calcestruzzo;
tensione di snervamento dell’acciaio;
resistenza a rottura dell’acciaio.
Distruttive
INDAGINI
Non distruttive
80
40
LE INDAGINI SUL CALCESTRUZZO
METODO
COSTO
RAPIDITA’
DANNO
RAPPRESENTATI
VITA’
AFFIDABILITA’
Carotaggio
Elevato
Bassa
Moderato
Moderata
Elevata
Sonde
Windsor
Moderato
Elevata
Minimo
Superficiale
Moderata
Ultrasuoni
Basso
Elevata
Nullo
Buona
Moderata
Sclerometro
Basso
Elevato
Nullo
Superficiale
Scarsa
81
CAROTAGGIO
misura diretta della resistenza del calcestruzzo e del
suo modulo elastico;
prelievo di almeno 3 campioni cilindrici mediante
carotatrici a corona diamantata;
operazione invasiva, delicata e complessa (è
importante ridurre al minimo il danneggiamento del
campione nel corso dei prelievi);
diametro carote almeno pari a tre volte la dimensione
massima dell’aggregato, l’altezza almeno due volte il
diametro della carota.
La resistenza misurata sulle carote fcar è influenzata da:
posizione del prelievo nell’elemento strutturale;
disturbo
nelle operazioni di prelievo;
presenza di eventuali armature.
82
41
CAROTAGGIO
Scelta dei punti di indagine:
pilastro: prelievo ideale in mezzeria dove le sollecitazioni flessionali sono ridotte, da evitare
la zona di sommità dove la compattazione ovvero la qualità del calcestruzzo è inferiore;
travi: carotaggio ideale sul fianco a circa 1/4, 1/5 della luce netta e a circa metà altezza per
travi fuori spessore, carotaggio verticale per travi in spessore.
Importante: rilevazioni pacometriche per evitare le barre di armatura
Punti di esecuzione delle indagini sugli elementi strutturali
83
CAROTAGGIO
Conversione della resistenza delle carote fcar nella resistenza del calcestruzzo in situ fcis può
essere calcolata tramite la seguente relazione
f cis = (Ch ⋅ Cdia ⋅ Ca ⋅ Cd ) f car
Ch/D: coeff. correttivo per rapporti h/D diversi da 2;
Cdia: coeff. correttivo relativo al diametro;
Ca: coeff. correttivo relativo alla presenza di armature incluse;
Cd: coeff. correttivo per tener conto del disturbo arrecato alla carota nelle operazioni di
estrazione.
84
42
DETERMINAZIONE DEL VALORE CARATTERISTICO DELLA RESISTENZA A
COMPRESSIONE DEL CALCESTRUZZO DAL CAROTAGGIO
NTC 2008
Il valor medio della resistenza del calcestruzzo in opera (definita come resistenza strutturale)
è in genere inferiore al valor medio della resistenza dei prelievi in fase di getto maturati in
condizioni di laboratorio (definita come resistenza potenziale). È accettabile un valore medio
della resistenza strutturale, misurata con tecniche opportune e debitamente trasformata in
resistenza cilindrica o cubica, non inferiore all’85% del valore medio definito in fase di
progetto.
f cm =
f m,car
0,85
Rcm =
f m,car
0,83 ⋅ 0,85
Le stesse non forniscono indicazioni per il passaggio al valore caratteristico che potrebbe
essere effettuato seguendo le indicazioni dell’Eurocodice 2:
f ck = f cm − 8MPa
Rck = Rcm − 8MPa
85
EN 13791
La Norma EN 13791 prende in considerazione la possibilità di passare dal
valore medio a quello caratteristico; essa suggerisce due differenti
approcci per la stima della resistenza caratteristica del calcestruzzo in situ.
Approccio A
Numero carote ≥ 15
Approccio B
3 ≤ numero carote ≤ 14
86
43
EN 13791
Approccio A
Secondo il primo approccio, la resistenza caratteristica del calcestruzzo in
opera (espressa in MPa) è il minimo dei due valori di resistenza seguenti:
− k ⋅s
n ),is
2
f ck ,is = min fism,(lowest
+4
f
Fm(n),is = resistenza a compressione del calcestruzzo in opera dopo n test
k2 = coefficiente che deve essere fissato dagli annessi nazionali, in
mancanza di indicazioni specifiche si può assumere il valore di 1,48
s = rappresenta la deviazione standard dei risultati (il cui valore minimo è
fissato pari a 2 MPa).
87
EN 13791
Approccio A
Dalla
resistenza
caratteristica in situ
ricavata
dall’eq.
precedente si passa,
utilizzando la Tabella 1, alla classe di
resistenza del cls in
opera:
88
44
EN 13791
Approccio B
In questo caso, la stima della resistenza caratteristica in situ (espressa in
MPa) è fornita dal minimo dei due valori seguenti:
−k
n ),is
+4
f
k = assume valori differenti al variare del numero di carote considerate;
vale 5 nel caso di un numero di carote (n) compreso tra 10 e 14; vale 6 per
n compreso tra 7 e 9, mentre vale 7 per n compreso tra 3 e 6.
Anche in questo caso il passaggio alla classe di resistenza del
calcestruzzo avviene allo stesso modo visto per l’approccio A.
89
COMPRESSIONE DEL CALCESTRUZZO DA PROVE NON DISTRUTTIVE
EN 13791
Approccio A
Applicabile nel caso di relazione specifica tra prove in situ e risultati delle
prove non distruttive. L’approccio statistico si applica quando il numero di
carote sottoposte a prova è almeno pari a 15; in questo caso la resistenza
caratteristica cubica in opera è il valore minore desunto dalle due seguenti
equazioni
−1, 48⋅s
n ),is
+4
f
s = rappresenta la deviazione standard dei risultati (il cui valore minimo è
fissato pari a 2 MPa).
90
45
COMPRESSIONE DEL CALCESTRUZZO DA PROVE NON DISTRUTTIVE
EN 13791
Approccio B
Prove sclerometriche, prove ultrasoniche e prove di estrazione possono
essere utilizzate per l’accertamento delle prove sul calcestruzzo in opera
usando una curva base shiftata in base alle prove sulle carote di cls:
R = numero di rimbalzi da prova
sclerometrica
v = velocità onde ultrasoniche
F = forza desunta da prove di estrazione
δf1…n = differenza tra il risultato della
prova su carota e il valore fornito dalla
curva base
1 = curva base
2 = distanza tra le curve
3 = curva determinata in base alla relazione tra metodi distruttivi e non
Metodi di valutazione degli edifici esistenti - Monza, 15 febbraio 2011
91
distruttivi
Metodi di
valutazione degli edifici esistenti - Gussago, 23 Marzo 2012
Thank you for your kind
attention!
University of Brescia, Italy
46
PROVE SCLEROMETRICHE
utili per valutare l’omogeneità del calcestruzzo o per
delimitare le zone di calcestruzzo degradato;
massa battente d’acciaio azionata da una molla che
contrasta un’asta di percussione a contatto della
superficie di prova;
si misura l’altezza di rimbalzo della massa contro la
superficie dell’elemento da indagare;
questo metodo non può sostituire le prove distruttive
ma può affiancarsi ad esse;
superficie di prova priva di intonaci e lisciata con pietra
abrasiva;
minimo 9 misure distanti 25mm tra loro e dal bordo
della superficie.
Metodi di
93
PROVE SCLEROMETRICHE
mediante opportune curve l’indice di rimbalzo viene correlato alla resistenza a
compressione del calcestruzzo Rc;
l’indice di rimbalzo S viene determinato come media degli indici misurati in punti differenti
della superficie.
Curva indice di rimbalzo-resistenza cubica a compressione
Metodi di
94
47
PROVE ULTRASONICHE
Tramite la velocità di propagazione delle onde nel
calcestruzzo si riescono a ricavare le sue caratteristiche
meccaniche.
Fattori che influenzano l’affidabilità di tale prova:
rapporto A/C;
età del conglomerato;
contenuto di umidità;
presenza di armature;
stato di sollecitazione (presenza di fessure).
Prove ultrasoniche affidabili non tanto per la
determinazione della resistenza del conglomerato,
quanto per valutarne l’omogeneità e lo stato
fessurativo.
Metodi di
95
PROVE ULTRASONICHE
si misura il tempo impiegato da onde soniche, di frequenza compresa nell’intervallo 40-120
kHz, ad attraversare un mezzo compreso tra il trasduttore trasmittente e quello ricevente
collocati a distanza nota, ricavandone la velocità di propagazione;
superfici adeguatamente preparate regolari;
sostanza accoppiante sulla superficie per garantire un efficace contatto dei trasduttori.
Letture ultrasoniche per trasparenza (a), diagonali (b) e superficiali (c)
Metodi di
96
48
SONDA WINDSOR
metodo penetrometrico che consiste nella penetrazione
di una sonda sparata nel materiale oggetto dell'indagine
da una pistola a mezzo di una carica calibrata;
prova
eseguita con tre sonde, sparate ai vertici di una
speciale dima, munita di tre fori posti agli spigoli di un
triangolo equilatero, di lato 177 mm ;
la media dei tre valori è il valore caratteristico di quella
posizione.
Metodi di
97
SONDA WINDSOR
Il valore della resistenza è correlata alla lunghezza di esposizione della sonda da una
legge di correlazione standard ed impostata, dalla casa costruttrice del sistema, in funzione
della durezza Mohs degli inerti.
Curva lunghezza esposta – resistenza a compressione
Metodi di
98
49
IL METODO SONREB
SONic + REBound = ultrasuoni + sclerometro
Valutazione dei valori locali della velocità ultrasonica V e dell’indice di rimbalzo S per ottenere
la resistenza del calcestruzzo Rc :
Rc = a ⋅ S b ⋅ V c
La stima della resistenza può essere effettuata anche tramite grafici di curve di isoresistenza
nel piano V-S:
Uso del grafico con curve di isoresistenza
99
MISURA PROFONDITA’
CARBONATAZIONE
Carbonatazione= formazione di carbonato di calcio sullo strato superficiale
Ca (OH ) 2 + CO2 → CaCO3 + H 2O
Conseguenze negative sulle armature:
riduzione del pH all’interno dello strato carbonatato;
soluzione alcolica di fenolftaleina che colora di rosa il calcestruzzo non ancora
carbonatato;
confronto tra lo spessore del copriferro e quello del calcestruzzo carbonatato.
Metodi di
100
50
LE INDAGINI SULLE ARMATURE
PRELIEVO SPEZZONI
metodo distruttivo di prelievo di spezzoni di armatura da studiare in laboratorio;
spezzoni sottoposti a prova di trazione per la stima di tensione di snervamento,
resistenza a rottura e allungamento a rottura;
attenzione alla presenza del fenomeno di corrosione delle barre che ne
compromette la resistenza.
Metodi di
101
I metodi di analisi strutturale e le condizioni di applicabilità
I metodi basati su un comportamento elastico-lineare della struttura non
sono in grado considerare in maniera esplicita la duttilità strutturale e
l’evoluzione del comportamento non-lineare della struttura. In essi, la
duttilità viene considerata esclusivamente mediante il coefficiente di
struttura.
Metodi di
102
51
ANALISI DINAMICA LINEARE
modello tridimensionale dell’edificio;
considerati tutti i modi con massa partecipante superiore al 5%, e comunque con
somma delle masse partecipanti superiore all’85% della massa totale.
Metodi di
103
ANALISI STATICA NON LINEARE
consentono di studiare l’evoluzione in campo non-lineare della struttura,
strumento utile in fase di analisi di una struttura al fine di verificare la correttezza
delle ipotesi inerenti la sua effettiva duttilità strutturale e l’entità degli spostamenti
massimi;
carichi gravitazionali e sistema di forze orizzontali applicati all’edificio scalate in
modo da far crescere monotonamente lo spostamento orizzontale di un punto di
controllo sulla struttura (es. un punto in sommità dell’edificio), fino al
raggiungimento delle condizioni ultime.
Metodi di
104
52
Livello di
conoscenza
Geometria
Dettagli
strutturali
Proprietà dei
materiali
Metodi di
analisi
FC
LC1
Da disegni di
carpenteria
originali con
rilievo visivo a
campione
oppure
rilievo ex-novo
completo.
Progetto
simulato in
accordo alle
norme
dell’epoca
e
limitate
verifiche in
situ.
Valori usuali per
la
pratica
costruttiva
dell’epoca
e
limitate prove in
situ.
Analisi lineare
statica o
dinamica.
1.35
Geometria: dai disegni originali o da un rilievo visivo di verifica dell’effettiva
corrispondenza del costruito ai disegni;
Dettagli costruttivi: ricavati sulla base di un progetto simulato secondo la
pratica dell’epoca di costruzione;
Proprietà dei materiali: non disponibili informazioni sulle caratteristiche
meccaniche dei materiali. Si adottano valori usuali della pratica costruttiva
dell’epoca e da limitate prove sugli elementi più importanti.
Metodi di
105
Livello di
conoscenza
Geometria
Dettagli
strutturali
Proprietà dei
materiali
Metodi
di analisi
FC
LC2
Da disegni di
carpenteria
originali con
rilievo visivo a
campione
oppure
rilievo ex-novo
completo.
Disegni costruttivi
incompleti
con
limitate verifiche
in
situ
oppure
estese verifiche
in situ.
Dalle specifiche
originali di progetto o
dai certificati di prova
originali
con
limitate prove in situ
oppure
estese prove in situ.
Tutti
1.20
Metodi di
106
53
Livello di
conoscenza
Geometria
LC3
Da disegni di
carpenteria
originali con
rilievo visivo a
campione
oppure
rilievo ex-novo
completo.
Dettagli
strutturali
Proprietà dei
materiali
Metodi
di analisi
FC
Tutti
1.00
Disegni costruttivi Dai certificati di prova
completi
originali o dalle
specifiche originali di
con
limitate verifiche
progetto
in
con
situ
estese prove in situ
oppure
oppure
esaustive
esaustive prove in
verifiche in situ.
situ
Metodi di
107
Verifica
soddisfacente
SI
DISPONIBILITA’
Disegni originali di
carpenteria
Costruzione
modello
RILIEVO VISIVO
Verifica NON
soddisfacente
NO
SI
RILIEVO
COMPLETO
Costruzione
modello
VERIFICHE IN SITU
LIMITATE
Verifica
soddisfacente
Verifica NON
soddisfacente
DISPONIBILITA’
Disegni costruttivi
originali
VERIFICHE IN SITU ESTESE O ESAUSTIVE
NO
PROGETTO
SIMULATO
VERIFICHE IN SITU LIMITATE
Metodi di
108
54
L’obiettivo della campagna di indagini è la raccolta e l’esame critico di informazioni
sulle dimensioni, caratteristiche e condizioni dei materiali e degli elementi
strutturali.
Al fine di ottenere un quadro di informazioni soddisfacente è utile articolare le
attività di indagini in due fasi:
INDAGINI
PRELIMINARI
INDAGINI
DETTAGLIATE
Metodi di
109
Indagini preliminari volte ad ottenere:
periodo di progettazione e periodo di costruzione;
elaborati di progetto, di collaudo e contabili;
ricostruzione della storia ed eventuali variazioni d’uso;
presenza di eventuali condizioni di danno e/o degrado;
presenza di corpi aggiunti;
destinazione d’uso ed eventuali previsioni di cambiamento.
Metodi di
110
55
Indagini dettagliate costituite da un esame completo ed accurato della struttura:
saggi;
prove in situ per individuare dettagli costruttivi ;
prelievo di campioni.
Metodi di
111
La campagna di rilievo
Livelli di approfondimento differenti in virtù degli elaborati disponibili:
stato generale di manutenzione e conservazione;
stato ed aspetto superficiale del calcestruzzo;
presenza di zone degradate e/o danneggiate;
espulsione del copriferro;
disgregazione superficiale del calcestruzzo;
distacco dei pannelli di tamponatura;
interazione tra struttura ed impiantistica;
presenza di lesioni;
dissesti delle fondazioni.
Metodi di
112
56
La campagna dei saggi
Sondaggi decisi in numero e caratteristiche tali da ottenere:
pilastri: passo e diametro delle staffe, quantità e disposizione delle armature
longitudinali;
travi: passo e diametro delle staffe, quantità e disposizione delle armature
longitudinali;
solai: orditura, interasse tra le nervature, armature principali, armature di
riparazione;
tamponature: tipologia e caratteristiche degli elementi utilizzati,spessore, numero
di starti, presenza di intercapedini;
fondazioni: tipologia e piano di posa.
Metodi di
113
La campagna dei saggi
Elementi strutturali da indagare e modelli di calcolo dei solai
114
57

(Presentazione plizzari_edifici esistenti [modalità compatibilità])

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