Stima della vulnerabilità ed adeguamento sismico mediante tecnologie innovative di un edificio milanese secondo NTC ed Eurocodici

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Autore: ing. Salvatore Gambino

Relatori: Alberto Franchi e Massimo Gambino

Azienda: R4M Engineering s.r.l., Milano

Master: Master in “Progettazione sismica delle strutture per costruzioni sostenibili”  a.a. 2016-2017

 

Gli eventi sismici avvenuti in Italia negli ultimi anni hanno confermato che la maggior parte delle strutture che costituiscono il patrimonio edilizio esistente è caratterizzata da una concezione strutturale non sismica. Per la verifica della sicurezza di tali edifici esistenti sotto sisma è fondamentale condurre una la verifica nei confronti dei meccanismi di collasso di tipo fragile. Tali meccanismi sono, infatti, favoriti dall’assenza di accurati dettagli costruttivi quali, ad esempio, una buona staffatura dei pilastri o un buon confinamento dei nodi. Prendendo come esempio un edificio realizzato negli ’60, situato in Milano, avente destinazione d’uso a uffici si è proceduto con la suddetta verifica, anche alla luce della nuova riclassificazione sismica del territorio lombardo (2014-2015). La struttura portante è mista telaio-pareti in calcestruzzo armato con solaio in latero-cemento privo di soletta (quindi, assenza di impalcato infinitamente rigido).

La prima fase di analisi ha fatto riferimento ai soli carichi verticali ed ha messo in luce alcune criticità in riferimento alla capacità portante di pilastri e travi. La vulnerabilità sismica è stata poi analizzata mediante analisi dinamiche modali con spettro di risposta. Inizialmente sono state condotte le verifiche nei confronti delle rotture fragili (rotture a taglio di travi, pilastri e pareti, rottura dei nodi, scorrimento trave-pilastro e delle pareti) adottando un fattore di struttura q=1.5. Tali verifiche hanno evidenziato che il collasso fragile dell’edificio avviene per rottura a trazione dei nodi in presenza di un evento sismico avente PGA pari a 0.012 g, a fronte di una PGA prevista allo SLV – nel sito in esame – pari a 0.049 g. Ulteriori approfondimenti hanno riguardato i meccanismi duttili, per i si è ancora usato q=1.5. Tali approfondimenti hanno dato esito positivo.  La seconda fase di analisi ha fatto riferimento ad analisi modali con spettro elastico (q=1), in modo da tenere esplicitamente conto delle deformazioni in campo plastico degli elementi duttili. Si è fatto riferimento ad un parametro globale definito dalla norma “rotazione alla corda”: la verifica consiste nel confrontare gli spostamenti di interpiano (drift) richiesti in presenza del sisma di progetto con quelli disponibili, dipendenti dalla duttilità della struttura. Anche tale verifica ha dato esito positivo.

Alla luce dei risultati ottenuti si è appurato che la vulnerabilità sismica dell’edificio è dovuta alla rottura a trazione dei nodi, che avviene per il 25% della PGA prevista allo SLV nel sito di costruzione dell’edificio.

Il progetto di adeguamento sismico ha riguardato il rinforzo dei nodi trave-pilastro. In mancanza di indicazioni nelle NTC08, il progetto è stato svolto con riferimento alle “Linee Guida per la progettazione, l’esecuzione ed il collaudo di interventi di rinforzo di strutture di C.A., e C.A.P. e murarie mediante FRP” approvate il 24/07/2009 dall’Assemblea Generale Consiglio Superiore LL.PP. Il rinforzo dei nodi è stato ottenuto mediante applicazione di tessuto in fibra di carbonio del tipo MapeWrap C UNI-AX della MAPEI per i nodi esterni e MapeWrap QUADRI-AX per i nodi interni. A seguito di tale intervento l’edificio risulta adeguato sismicamente

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