Adeguamento e miglioramento sismico degli edifici in muratura

Sara Frumento, Alessandro Galasco

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DESCRIZIONE

Analisi sismica e calcoli strutturali

Il volume, dedicato agli edifici murari di nuova progettazione ed esistenti, è pensato per aiutare la comprensione dei diversi aspetti contemplati dalle Norme Tecniche delle Costruzioni (D.M. 14 gennaio 2008), e relativa Circolare interpretativa 2 febbraio 2009, n. 617, con uno sguardo alle novità previste dalla revisione delle stesse.

Sono descritti numerosi esempi dal punto di vista sia teorico sia pratico, proponendo casi reali legati agli interventi di miglioramento, adeguamento ed intervento locale. Il volume affronta il calcolo della risposta strutturale sia globale che locale, quest’ultimo attraverso l’analisi dei meccanismi locali riportati ed esemplificati nell’opera.

Lo strumento impiegato nel volume per l’interpretazione della risposta globale corrisponde all’analisi statica non lineare che consente di cogliere il comportamento anelastico, proprio della tecnologia approfondita.

Nel testo si propone, passo passo, lo studio della risposta sismica di un edificio, analizzando alcune possibili opere di consolidamento attraverso il calcolo. Seguono altri casi progettuali ricorrenti ed un esempio di compilazione della scheda di II livello prevista della Protezione Civile per edifici sensibili/strategici con il relativo calcolo degli indici di vulnerabilità.

NOTE SUL SOFTWARE INCLUSO

Il software incluso, parte integrante della pubblicazione, gestisce le seguenti utilità in materia di adeguamento e miglioramento sismico degli edifici:

  • Versione demo di 3Muri©, programma per il calcolo sismico e statico delle strutture in muratura di piccole e grandi dimensioni;
  • Elaborati tecnici per il miglioramento sismico (PDF);
  • Scheda di rilievo del paramento (PDF);
  • Scheda di sintesi della verifica sismica di edifici strategici ai fini della protezione civile o rilevanti in caso di collasso a seguito di evento sismico (PDF);
  • Orientamenti interpretativi su interventi locali o di riparazione in edifici esistenti (PDF);
  • Deliberazione della Giunta della Regione Liguria 20 dicembre 2013, n. 1662 – Art. 5-bis, comma 1, lettera c), L.R. n. 29/1983. Indirizzi interpretativi in merito alla definizione interventi sopraelevazione e ampliamento sugli edifici esistenti ai fini applicazione della normativa in materia di costruzioni in zone sismiche (PDF).

Utilità disponibili con il software: Glossario (principali termini tecnico-normativi); F.A.Q. (domande e risposte più frequenti); Test iniziale (verifica formazione di base); Test finale (verifica concetti analizzati).

Requisiti hardware e software: Processore da 2.00 GHz; MS Windows Vista/7/8/10 (è necessario disporre dei privilegi di amministratore); MS .Net Framework 4 o vs. successive; 250 MB liberi sull’HDD; 2 GB di RAM; Adobe Reader 11.x o vs. successive; Accesso ad internet e browser web.

Autori

Sara Frumento, Ingegnere civile strutturista e Dottore di Ricerca in Ingegneria Strutturale e Geotecnica. È autore e coautore di volumi ed articoli web inerenti il dissesto idrogeologico ed il costruito esistente. Svolge la libera professione, occupandosi principalmente degli interventi e della valutazione della vulnerabilità sismica degli edifici esistenti in muratura, nonché dei relativi progetti di consolidamento.

Alessandro Galasco, Dottore di ricerca in Ingegneria Civile ad indirizzo Strutture, è coautore del programma 3Muri©, di cui ha sviluppato il motore di calcolo. Svolge sia ricerca presso l’EUCENTRE, sia attività come libero professionista. Si occupa prevalentemente del calcolo di vulnerabilità degli edifici civili e monumentali, e della progettazione degli interventi di consolidamento.

Indice

PREFAZIONE

INTRODUZIONE

LA RISPOSTA SISMICA DEGLI EDIFICI IN MURATURA
1.1. Introduzione
1.2. Tipologie di muratura
1.2.1. Muratura in pietra
1.2.2. Muratura in mattoni
1.2.3. Muratura in blocchi AAC
1.3. Comportamento sismico degli edifici in muratura
1.4. I meccanismi di primo modo ed il contesto ambientale
1.4.1. Calcolo del moltiplicatore di collasso per un blocco rigido soggetto ad un’azione di ribaltamento
1.4.2. Ribaltamento di una facciata per un edificio multipiano
1.4.3. Instabilità di una parete tra due vincoli consecutivi
1.5. Dall’osservazione del danno reale alla modellazione
1.5.1. Modellazione a telaio equivalente
1.5.2. Modellazione a mensole
1.5.3. Modellazione Elementi Finiti (FEM)
1.6. Meccanismi di risposta dei pannelli murari (azioni nel piano)
1.6.1. Pressoflessione-ribaltamento (rocking)
1.6.2. Taglio-scorrimento
1.6.3. Taglio-fessurazione diagonale
1.6.3.1. Criterio di Turnsek Cacovik
1.6.3.2. Criterio di Mann e Muller

NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI (NTC08) E POSSIBILI FUTURI AGGIORNAMENTI
2.1. Introduzione
2.2. Peculiarità della progettazione antisismica
2.3. Quadro normativo italiano
2.4. Le Norme Tecniche 2008 e la Circolare n. 617/2009
2.4.1. Vita nominale (
VN), classe d’uso (CU) e periodo di riferimento per l’azione sismica (VR)
2.4.2. Stati limite e relative probabilità di superamento
2.4.3. Valutazione dell’azione sismica
2.4.4. Combinazione dell’azione sismica con la altre azioni
2.4.5. Progettazione di edifici (nuovi) in muratura ordinaria
2.4.5.1. Requisiti statici
2.4.5.2. Requisiti sismici
2.4.5.3. Novità previste dalle nuove norme
2.4.6. Definizione delle proprietà meccaniche della muratura
2.4.6.1. Valutazione della resistenza a compressione
2.4.6.2. Valutazione della resistenza a taglio
2.4.6.3. Esempio calcolo analitico delle resistenze caratteristiche della muratura portante
2.4.6.4. Moduli elastici
2.4.7. Verifiche di sicurezza
2.4.7.1. Verifiche di sicurezza in assenza di azione sismica (Capitolo di NTC08)
2.4.7.2. Verifiche di sicurezza in presenza di azione sismica
2.4.8. Modellazione strutturale
2.4.9. Metodi di analisi strutturale alle azioni sismiche
2.4.9.1. Analisi lineare premesse del metodo
2.4.9.2. Analisi statica lineare
2.4.9.3. Analisi dinamica lineare
2.4.9.4. Analisi dinamica non lineare
2.4.9.5. Analisi statica non lineare
2.4.10. Edifici semplici
2.4.11. Verifica edifici esistenti
2.4.11.1. Approccio conoscitivo
2.4.11.2. Verifiche di sicurezza
2.4.11.3. Verifica dei meccanismi locali
2.4.11.4. Verifica sismica globale
2.4.11.5. Adeguamento sismico
2.4.11.6. Miglioramento sismico
2.4.11.7. Intervento locale
2.4.11.8. Edificio semplice esistente
2.4.12. Interventi di consolidamento di edifici in muratura

ESEMPI DI CALCOLO LINEARE
3.1.  Introduzione
3.2. Edificio semplice: esempio di calcolo lineare di un caso studio
3.2.1. Verifica requisiti di semplicità ai carichi verticali
3.2.1.2. Verifica della pressione media verticale
3.2.2. Verifica requisiti di semplicità sismica
3.2.3. Esempio in zona con blocchi semipieni in laterizio
3.2.4. Esempio in zona con blocchi rettificati (tipo tasca) e giunti sottili
3.2.5. Esempio in zona con blocchi rettificati in AAC
3.3. Esempio di calcolo lineare statico e sismico
3.3.1. Descrizione del fabbricato in progetto e tecnologia costruttiva
3.3.2. Analisi dei carichi
3.3.2.1. Carichi gravitazionali
3.3.2.2. Azione del vento
3.3.2.3. Azione sismica
3.3.2.4. Neve
3.3.3. Combinazioni di carico
3.3.4. Strategia di modellazione ed impostazione delle verifiche
3.3.5. Controllo delle prescrizioni specifiche per le zone sismiche – Requisiti geometrici
3.3.6. Calcolo delle masse
3.3.8. Verifiche pressoflessione e taglio nel piano della parete
3.3.9. Verifiche pressoflessione ed instabilità per azioni fuori piano
3.3.10. Verifiche alle azioni sismiche
3.4. Conclusioni

ANALISI CINEMATICA
4.1. Introduzione
4.2. L’analisi dei meccanismi locali di collasso negli edifici esistenti in muratura
4.2.1. Analisi cinematica lineare
4.2.2. Analisi cinematica non lineare
4.2.3. Verifiche di sicurezza e valutazione del livello di sicurezza
4.2.4. Filtrazione dell’azione sismica
4.2.5. Verifica allo stato limite di danno (SLD)
4.2.6. Verifica allo stato limite ultimo secondo NTC08 (SLV)
4.2.7. Valutazione di ᾶ
u
4.3. Esempi applicativi: presentazione dei casi studio
4.3.1. Esempio 1: meccanismo locale di ribaltamento di un singolo blocco scarico
4.3.2. Esempio 2: meccanismo di ribaltamento di un singolo blocco caricato
4.3.3. Esempio 3: meccanismo di ribaltamento di un edificio a più livelli
4.3.3.1. Ribaltamento di una parete muraria multipiano rispetto al piano di campagna (
z = 0)
4.3.3.2.  Ribaltamento di una parete muraria multipiano in quota (
z ≠ 0)
4.3.4. Esempio 4: meccanismo di ribaltamento ed inserimento di tiranti
4.3.5. Esempio 5: flessione intermedia di una parete muraria (senza il carico dei livelli superiori)
4.3.6. Esempio 6: flessione intermedia di una parete muraria (con il carico dei livelli superiori)
4.3.7. Esempio 7: flessione intermedia di una parete muraria (calcolo per iterazione)
4.3.8. Esempio 8: calcolo mediante cinematica non lineare
4.3.9. Esempio 9: calcolo con livello di conoscenza 2
4.3.10. Considerazioni conclusive

ANALISI STATICA NON LINEARE
5.1.  Introduzione
5.2. Analisi statica non lineare
5.3. Rappresentazione della struttura
5.4. Caratteristiche meccaniche dei pannelli murari
5.5. Capacità deformativa dei pannelli murari
5.6. Curva di capacità, curva della domanda e definizione del performance point
5.7. Distribuzione di forze
5.8. Scelta del nodo di controllo
5.9. Definizione degli stati limite sulla curva di capacità
5.10. Valutazione diretta del coefficiente di struttura
q della curva di capacità
5.11. Esempi di calcolo del dominio resistente di un maschio murario
5.11.1. Esempio 1: Pannello murario esistente
5.11.2. Esempio 2: Pannello murario di nuova progettazione

CALCOLO DELLA Vulnerabilità sismica – risposta globale
6.1. Introduzione
6.2. Descrizione del caso studio ed interventi applicati
6.3. Parametri di calcolo
6.4. Implementazione del modello numerico
6.5. La verifica sismica secondo le NTC08
6.5.1. Curva di capacità derivante da un’analisi pushover
6.5.2. La domanda sismica
6.5.3. Quantificazione del livello di sicurezza
6.5.4. La verifica a stato limite di danno
6.5.5. Verifica secondo NTC08
6.6. Confronto tra lo stato di fatto e quello di progetto
6.7. Strategie di consolidamento
6.7.1. Inserimento cordolo sommitale
6.7.2. Consolidamento delle muratura
6.7.3. Aumento del livello di conoscenza
6.8. Conclusioni

ESEMPI PROGETTUALI E TIPOLOGIE DI INTERVENTI
7.1. Introduzione
7.2. Impostazioni generali del progetto antisismico
7.2.1. Riconoscimento qualitativo della tecnologia costruttiva prevalente
7.2.2. Individuazione della classe d’uso (
CU)
7.2.3. Inquadramento tipologia di intervento
7.2.4. Acquisizione delle informazioni preliminari
7.2.5. Redazione di un modello numerico fedele all’edificio reale
7.2.6. Analisi strutturale dell’edificio esistente (stato di fatto)
7.2.7. Analisi strutturale dell’edificio esistente su cui sono stati applicati gli interventi (stato di progetto)
7.2.8. Conclusioni e sintesi circa la strategia di intervento da eseguire
7.3. Esempio di calcolo di miglioramento sismico
7.3.1. Miglioramento: il recupero del sottotetto
7.3.2. Analisi stato di fatto
7.3.3. Analisi stato di progetto
7.3.4. Compatibilità ai carichi verticali (statica)
7.4. Esempio di edificio in schiera con parziale demolizione (adeguamento sismico)
7.4.1. Il giunto sismico
7.5. Esempio di intervento locale (cerchiatura di aperture)
7.6. Esempio di compilazione di scheda della protezione civile e calcolo dei moltiplicatori di collasso
7.6.1. Excursus normativo
7.6.2. Esempio di compilazione scheda della Protezione Civile
7.6.3. Calcolo degli indici di vulnerabilità

INSTALLAZIONE DEL SOFTWARE INCLUSO
Note sul software incluso
Requisiti hardware e software
Download del software e richiesta della password di attivazione
Installazione ed attivazione del software

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