1.doimo carlo

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ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 1 1 Intervenire sugli edifici esistenti: Riqualificazione, ampliamenti e sopraelevazioni Le strutture «sopraelevande» diagnosi, prognosi, interventi Loano, 13 marzo 2014 – ing. Carlo DOIMO Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi 2 Le Norme di Riferimento Norme Cogenti e interpretative ufficiali D.M. 14 gennaio 2008 recante "Norme Tecniche per le Costruzioni", pubblicato sul S. O. n. 30 alla G. U. n. 29 del 4 febbraio 2008. Circolare Ministero LL.PP. n. 617 del 2 febbraio 2009 recante Istruzioni per l’applicazione delle Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008” pubblicata sul S.O. n. 27 alla G.U. n. 47 del 26 febbraio 2009.

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ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 1

1

Intervenire sugli edifici esistenti:Riqualificazione, ampliamenti e sopraelevazioni

Le strutture «sopraelevande» diagnosi, prognosi, interventi

Loano, 13 marzo 2014 – ing. Carlo DOIMO

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

2

Le Norme di Riferimento

Norme Cogenti e interpretative ufficiali

D.M. 14 gennaio 2008 recante "Norme Tecniche per le

Costruzioni", pubblicato sul S. O. n. 30 alla G. U. n. 29 del 4

febbraio 2008.

Circolare Ministero LL.PP. n. 617 del 2 febbraio 2009 recante

“Istruzioni per l’applicazione delle Norme Tecniche per le

Costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008” pubblicata sul

S.O. n. 27 alla G.U. n. 47 del 26 febbraio 2009.

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Le Norme di Riferimento

Norme aggiuntive di appoggio e di consultazione

ISO 9223:2012 Corrosion of metals and alloys - Corrosivity of atmospheres -

Classification, determination and estimation.

ISO 9224:2012 Corrosion of metals and alloys - Corrosivity of atmospheres -

Guiding values for the corrosivity categories.

ISO/DIS 16311-2 Maintenance and repair of concrete structures - Part 2:

Assessment of existing concrete structures.

ISO 13822:2010 Bases for design of structures - Assessment of existing

structures.

ISO 16204:2012 Durability - Service life design of concrete structures.

FIB Bulletin n. 34 – Model code for service life design - 2006

Swiss standard series SIA 269:2011 – Maintenance des structures porteuses.

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Contestualizzazione del problema

Il DM 14/01/2008 definisce:

Costruzione esistente quella che ha, alla data della redazione della valutazione di sicurezza e/o del progetto di

intervento, la struttura completamente realizzata.

Si noti che: non considera aspetti amministrativi (non è «giurisdizione» delleNTC, ma del DPR 380/01, purtroppo la Circolare fa un po’ di commistione)

Più che nelle altre parti delle NTC, è stato seguito un approccioprestazionale, con l’adozione di poche regole di carattere generale edalcune indicazioni importanti per la correttezza delle diverse fasi di analisi,progettazione, esecuzione (II° capoverso, punto C8 – Circ. 617/2009)

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ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 3

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Contestualizzazione del problema

Punti saldi la costruzione riflette lo stato delle conoscenze al tempo della

sua realizzazione;

possono essere insiti e non palesi difetti di impostazione e direalizzazione;

Esempio dell’Olive view hospital, San Fernando,

1971M 6,7 - Spostamento

interpiano misurato 0,81 m ca. Realizzato utilizzando la tecnica del «Flexible first storey concept» di Martel

(1930) rivisto come «The soft first Storey

method» da Green (1935) e Jacobsen (1937)

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

6

Contestualizzazione del problema

Punti saldi la costruzione può essere già stata soggetta ad azioni, anche

eccezionali, i cui effetti non siano completamente manifesti;

le strutture possono presentare degrado e/o modificazionisignificative rispetto alla situazione originaria.

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ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 4

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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L’organizzazione delle NTC08 – edifici esistenti

8.1 OGGETTO

8.2 CRITERI GENERALI

8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA

8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI

8.5 PROCEDURE PER LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E LA REDAZIONE DEI PROGETTI

8.6 MATERIALI (per gli interventi)

8.7 VALUTAZIONE E PROGETTAZIONE IN PRESENZA DI AZIONI SISMICHE

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

8

Classificazione degli interventi

Intervento di adeguamento

Intervento locale o di riparazione

Intervento di miglioramento

Sono i risultati della Valutazione della Sicurezza,

non esiste gerarchia tra gli interventi!

È necessario ben inquadrare la tipologia di intervento, per

informare correttamente il cliente degli obblighi previsti dalla

legge.

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ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 5

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Adeguamento

È fatto obbligo di procedere alla valutazione dellasicurezza e, qualora necessario, all’adeguamento dellacostruzione, a chiunque intenda:

a) sopraelevare la costruzione;(cambia il «pendolo equivalente» alla struttura)

b) ampliare la costruzione mediante operestrutturalmente connesse alla costruzione;

(Cambiano le rigidezze e le masse in gioco)

c) apportare variazioni di classe e/o di destinazioned’uso che comportino incrementi dei carichi globali infondazione superiori al 10%; resta comunque fermol’obbligo di procedere alla verifica locale delle singole partie/o elementi della struttura, anche se interessano porzionilimitate della costruzione;(Cambiano le rigidezze e le masse in gioco)

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Adeguamento

In generale è il 10% che viene considerato «non significativo».

Chi «per primo» lo ha utilizzato afferma in una intervista:

We discussed whether 50 percent probability of exceedancemade sense (‘flip a coin!’) or 33 percent or 25 percent. I pointedout that statisticians often took a 10 percent significance levelto be meaningful. We decided to use this number as a kind ofworking standard.”(Dave Perkins – 2004)

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ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 6

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Adeguamento

d) effettuare interventi strutturali volti a trasformare lacostruzione mediante un insieme sistematico di opere cheportino ad un organismo edilizio diverso dal precedente.

(cambia tutto, perde significato la «vecchia struttura»)

Quali sono i carichi di confronto per definire il 10%?

sono quelli NOMINALI (VN), nella combinazione CARATTERISTICA!

Infatti le NTC non dichiarano «adeguamento solo per sisma», ma «alleazioni considerate», ossia allargano il punto di vista (al valorenominale)! P.S.: Le NTC non sono la 3274!

Casi specifici:

1) Sotto il 10% non «miglioramento», ma dipende dal singolo caso.

2) Segue sempre la valutazione della sicurezza, solo dopo si sceglie senecessario intervenire.

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

12

Adeguamento

Cosa significa il 10% complessivo in fondazione?

Per strutture in C.A. (rapporto Qk/Gk ≈ 33%), a parità di carico Gk

(rinforzo con FRP) un incremento dei carichi variabili Qk = 40%

(praticamente da civile abitazione ad uffici aperti al pubblico, su tutta lacostruzione).

Per le strutture in muratura, in genere buona parte del peso Gk è datodalla muratura stessa, l’incremento di carico del 10% complessivopotrebbe non essere compatibile con la resistenza della muratura.

Per le strutture in acciaio (rapporto Qk/Gk ≈ 200%), a parità di carico Gk

(rinforzo con FRP) un incremento dei carichi variabili Qk = 15%

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ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 7

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Adeguamento

Esempio di verifica del 10%: apertura al PT di esercizio commerciale

Struttura PT + 2P f.t. = 3 piani complessivi

Ipotesi: tre piani «strutturalmente» uguali (PT+P1+P2), quindi Gk è lostesso per i tre piani (piano cantina grava direttamente sul terreno)

Destinazione attuale: civile abitazione o uffici

non aperti al pubblico (2 kN/m2)

Solai in C.A. ► Gk ≈ 600 kg/mq (6,00 kN/m2) attuale ►

Qk/Gk = 2/6 = 0,33

Solai in legno ► Gk ≈ 200 kg/mq (2,00 kN/m2) attuale ► Qk/Gk = 2/2 = 1,00

Solai in putrelle e voltini ► Gk ≈ 300 kg/mq (3,00 kN/m2) attuale ► Qk/Gk = 2/3 = 0,67

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Adeguamento

Solai in C.A. ► Ciascun piano pesa (1 + 0,33) (Gk) (ossia [Gk+Qk]/ Gk)

Il carico totale attuale in fondazione è 3 x (1,33) = 3,99 (Gk)

Limite di incremento di carico (10%) è 1,10 x 3,99 = 4,39 (Gk)

Poiché non cambiano i piani P1 e P2, il carico complessivo variabileammesso sul piano PT è 4,39 – (1,33 +1,33+1) = 0,73 (Gk)

con incremento di carico 0,73/0,33 -1 = 121%

Il carico complessivo limite del piano terra è 1+ 0,73 = 1,73 (Gk)

Domanda: Posso effettivamente arrivare a 1,73(Gk)?

Ammissibilità del carico (con FRP Mlim = 50%) 1,50 x 1,33 = 2,13 ok(punto 3.3.4.(2) CNR DT200/2012-R1)

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ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 8

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Adeguamento

Locale commerciale chiede un carico di 400 kg/mq (4 kN/m2) in Cat. D1 tab. 3.1.II NTC si avrebbe Qk/Gk = 4/6 =0,67 ossia un carico 1,67 (Gk)

Poiché il limite (10%) è 1,73 > 1,67, l’intervento non supera unincremento di carico del 10% in fondazione, pur avendo cambio didestinazione d’uso.

NOTA: poiché è cambiato il carico di PT, non ho variazioni di rigidezzadella struttura, se fosse cambiato il P1 o peggio il P2, allora avreivariazioni di rigidezza e distribuzione delle masse significativa.

L’intervento è di tipo locale (rinforzo del solaio) poiché agisce su unsingolo elemento della costruzione (il solaio).

Sarebbe Miglioramento se si rinforzassero anche le travi.

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Intervento locale

singole parti e/o elementi della struttura e interesseranno porzioni

limitate della costruzione […] gli interventi devono comportare un

miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti.

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.

(significativamente ≈ 10% ndr. vedi prima)

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ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 9

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Miglioramento

tutti gli interventi che siano comunque finalizzati ad accrescere

la capacità di resistenza delle strutture esistenti alle azioni

considerate (rinforzo strutturale, consolidamento nrd.).

Accrescimento capacità resistenti (anche capacità portante

a flessione fuori dal piano sulle murature, per carichi statici)

Note:

1. Azioni considerate = tutte le azioni (non solo sisma)

2. Si può migliorare se non si deve adeguare.

3. Il miglioramento potrebbe essere richiesto per molte ragioni.

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA…Cos’è?

NTC 2008: è un processo quantitativo volto a:

1. Stabilire se una struttura è in grado o meno di resistere

alle combinazioni delle azioni di progetto (NTC)

oppure

2. Determinare l’entità massima delle azioni che la

struttura è capace di sostenere con i margini di

sicurezza richiesti dalle norme (capacità portante della

struttura).

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ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 10

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Valutazione della sicurezza…Cos’è?

Quantitativo = calcolato, misurato, ossia eseguendo un’analisi

della struttura, nelle condizioni attuali di «consistenza» dei

materiali e dei carichi.

È un processo di 1. verifica ovvero di 2. «collaudo» (come

direbbero i geometri) della struttura esistente.

Il secondo caso è «filosoficamente» più vicino alla concezione di

«stato limite» della struttura, poiché esegue la «radiografia» della

struttura.

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

20

VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA…Quando?

(punto 8.3 NTC)

Interventi di adeguamento, miglioramento, interventolocale

riduzione evidente della capacità resistente e/odeformativa della struttura o di alcune sue parti dovuta adazioni ambientali (sisma, vento, neve e temperatura),

degrado e decadimento delle caratteristiche meccanichedei materiali,

azioni eccezionali (urti, incendi, esplosioni, ecc..),

situazioni di funzionamento ed uso anomalo, deformazionisignificative imposte da cedimenti del terreno difondazione;

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA…Quando?

(punto 8.3 NTC)

provati gravi errori di progetto o di costruzione;

cambio della destinazione d’uso della costruzione o diparti di essa, con variazione significativa dei carichivariabili e/o della classe d’uso della costruzione (10%NDR.);

interventi non dichiaratamente strutturali, qualora essiinteragiscano, anche solo in parte, con elementi aventifunzione strutturale e, in modo consistente, ne riducano lacapacità o ne modifichino la rigidezza.

Fine della vita nominale della struttura, ossia «tagliandocinquantennale» della struttura (quelle costruite negli anni’60 oggi sono alla fine di VN)

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

22

Tra gli altri: significativo degrado e decadimento dellecaratteristiche meccaniche dei materiali.

La verifica è condotta nelle condizioni attuali, con il materialedegradato (CLS micro-fessurato e riduzione del diametro«efficace» delle armature, ad esempio).

R(t) – S(t) = g(t) = safety marging(t) = limit state functiong(t) < 0 failure domain

VN

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Tra gli altri: significativo degrado e decadimento dellecaratteristiche meccaniche dei materiali.

Regola dei «cinque» De Sitter (1983):

Fib Bulletin no.1:1999

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

24

Come si valuta la sicurezza di una struttura

Approccio delle NTC08 (punti 8.3 e 8.5 NTC)

Analisi storico critica

2. Rilievo

3. Caratterizzazione dei materiali

4. Definizione del livello di conoscenza

5. Valutazione delle azioni sulla struttura

5.1. Valutazione della «situazione» della struttura

5.2. Progettazione degli interventi

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ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 13

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

25

Analisi storico - critica (rif. §8.5.1)

È la relazione di ricerca della documentazione di supporto al progetto, ove

esistente, delle variazioni intervenute nel tempo (varianti, interventi successivi), a partire

dall’età del costruito (utile per individuare gli enti competenti alla conservazione degli

atti)… Tra i commenti della circolare è utile rilevare:

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Analisi storico critica (rif. §8.5.1)Tra le possibilità di ricerca dei terremoti sofferti dalla costruzione:

CPTI11, dicembre 2011 (dal 1000 al 2006) (http://emidius.mi.ingv.it/CPTI11/)

con ricerca per località!

La documentazione può prevedere anche la presa in conto delle«vecchie foto di famiglia», di atti e rogiti notarili ove disponibili, dellatestimonianza degli abitanti del luogo, di lettere di litigi, ecc…

Anche lo sviluppo del tessuto urbanistico (PRGC et similia) puòraccontare informazioni utili (ad es: vedasi effetti del terremoto ligure del1887 nelle vicinanze di Casa Scaccabarozzi - «Fetta di polenta» - inTorino – «Grazie alle sue profondissime fondamenta riuscì a resisteall’esplosione del Polverificio di Borgo Dora del 26 aprile 1852 chelesionò molti edifici della zona, e al terremoto del 23 febbraio 1887 cherase quasi completamente al suolo il quartiere».)

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ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 14

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

Analisi storico critica (rif. §8.5.1)

27

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

Analisi storico critica (rif. §8.5.1)

Successive modificazioni: esempio - inserimento di impalcati in

calcestruzzo in strutture in muratura, con conseguente separazione dei

flussi di tensione, con rischio di smembramento delle pareti e

danneggiamenti delle finiture.

28

Page 15: 1.doimo carlo

ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 15

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

Analisi storico critica (rif. §8.5.1)

Sori (GE): paese d’origine dei Picasso

Fortemente bombardato nella IIa Guerra Mondiale:

Presenza di «infrastrutture target» – ponti ferroviari 29

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

Analisi storico critica (rif. §8.5.1)

Esempio:

Valutazione sismica del «palazzo della Fortuna»

di via Arsenale, 21 in Torino.

Costruito per ospitare uffici di

rappresentanza, fu realizzato

su progetto dell'architetto

Luigi Beria nel 1901 per la

Società Anonima Elettricità

Alta Italia, poi divenuto sede RAI

30

Page 16: 1.doimo carlo

ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 16

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

Analisi storico critica (rif. §8.5.1)

Esempio:

Valutazione sismica del «palazzo della Fortuna» di via

Arsenale, 21 in Torino.

31

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

Esempio: Pianta di Torino, 1817

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Page 17: 1.doimo carlo

ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 17

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

Esempio: Pianta di Torino, 1841

33

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

Esempio: Pianta di Torino, 1872

34

Page 18: 1.doimo carlo

ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 18

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

Esempio: Palazzo della Fortuna

35

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

36

Valutazione della cronistoria sismica della località: qualiterremoti sono già stati sopportati dalla struttura?

Quali riparazioni sono state eseguite?

Che evoluzioni si sono avute dall’ultimo terremoto?

Page 19: 1.doimo carlo

ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 19

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

37

Costruzione Palazzo della

Fortuna

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

38

Come si valuta la sicurezza di una struttura

Approccio delle NTC08 (punti 8.3 e 8.5 NTC)

1. Analisi storico critica

Rilievo

3. Caratterizzazione dei materiali

4. Definizione del livello di conoscenza

5. Valutazione delle azioni sulla struttura

5.1. Valutazione della «situazione» della struttura

5.2. Progettazione degli interventi

Page 20: 1.doimo carlo

ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 20

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

39

Rilievo (rif. §8.5.1)

E la circolare commenta

Risulta poi utile individuare le problematiche, i punti caratteristici, i

difetti, con materiale fotografico (non quello della SCIA/PdC!)

Rilievo strutturale ≠ Rilievo architettonico

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Rilievo (rif. §8.5.1)

Thanks to: Ing. PAOLO CONSONNI - Venegono Inferiore (Va)

Villa Comunale di via Magenta in Busto Garolfo (MI)"

Page 21: 1.doimo carlo

ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 21

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

41

Rilievo (rif. §8.5.1)

Thanks to: Ing. PAOLO CONSONNI - Venegono Inferiore (Va)

Villa Comunale di via Magenta in Busto Garolfo (MI)"

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

Rilievo (rif. §8.5.1)

Il caso di documentazione

presente e disponibile

42

Page 22: 1.doimo carlo

ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 22

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

Rilievo (rif. §8.5.1)

Il caso di documentazione presente e disponibile

Art. 4 RD 2229/1939:

43

Ai costruttori, prima di iniziare la costruzione delle opere,

al cui all'art. 1, è fatto obbligo di presentarne alla prefettura

della provincia denunzia, corredata di una copia del progetto di

massima

Nei cantieri, dal giorno dell'inizio a quellodi ultimazione dei lavori, deve essere conservata una copia dei particolari

esecutivi di tutte le parti delle opere in costruzione, datati e firmati dal progettista,

dal direttore del lavori e dal costruttore.

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

Rilievo (rif. §8.5.1)

Il caso di documentazione presente e disponibile

1954: dettagli costruttivi «buoni» per l’epoca

44

Page 23: 1.doimo carlo

ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 23

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

Rilievo (rif. §8.5.1)

Il caso di documentazione presente e disponibile

1999: dettagli costruttivi «pessimi» per l’epoca45

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

46

Rilievo (rif. §8.5.1)

Le problematiche presenti

Particolare della differente classe diesposizione ambientale, derivantedalla posizione del palo:Nella zona lato marciapiede,evidente stato di degrado derivantedallo stillicidio della minzione dianimali da compagnia (classe diattacco acido XA1Sul lato opposto (scomodo alpassaggio) non vi sono tracce di talefenomeno, classe XC3

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ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 24

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

47

Rilievo (rif. §8.5.1)

Le problematiche presenti

Particolare della differente apparecchiatura muraria derivante da interventi successivi

NOTA: la facciata non presenta elementi in aggetto

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

48

Rilievo (rif. §8.5.1)

Le problematiche presenti

Nelle strutture comuni in calcestruzzo con solai in laterocementoil fenomeno da verificare è lo SFONDELLAMENTOche cambia la rigidezza degli impalcati e risulta essere motivo di pericolo all’uso della struttura

Page 25: 1.doimo carlo

ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 25

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

49

Rilievo (rif. §8.5.1)

Le problematiche presenti

Nelle strutture comuni in calcestruzzo con solai in laterocementoIl fenomeno da verificare è lo SFONDELLAMENTOche cambia la rigidezza degli impalcati e risulta essere motivo di pericolo all’uso della struttura

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

50

Rilievo (rif. §8.5.1)

Le problematiche presenti

Il problema della impossibile manutenzione nei profili accoppiati.Corrosione tra i profili chiodati e formazione dei «pancini». Ponte Richard Ginori Milano – TNX to ing. Filiberto Finzi (MI)

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ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 26

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

51

Lo specifico degli edifici in aggregato

Riferimenti Utili: NTC, Punto 8.7.1

Circolare, punto C8A.3

ReLUIS, Linee guida per il rilievo, l'analisi ed il progetto di

intervento di riparazione e consolidamento sismico di edifici in

muratura in aggregato.

Cos’è un aggregato:

Per aggregato strutturale può intendersi un insieme non

omogeneo di edifici (unità edilizio strutturali), interconnessi tra

loro con un collegamento più o meno strutturalmente efficace

determinato dalla loro storia evolutiva, che possono interagire

sotto un'azione sismica o dinamica in genere. (ReLUIS)

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

52

Lo specifico degli edifici in aggregato

Definire l’unità strutturale (US) - Regole di base

1. L’Unità Strutturale deve essere continua da cielo a terra così da

contenere al suo interno il flusso dei carichi verticali;

2. Di norma è delimitata da spazi aperti, giunti strutturali, edifici

contigui costruiti con tipologie costruttive e/o strutturali

diverse;

3. Comprende cellule tra loro legate in elevazione e in pianta da

un comune processo costruttivo;

4. La presenza di elementi quali archi o volte di contrasto posti a

collegamento tra aggregati contigui non inficia la possibilità di

perimetrazione e individuazione degli aggregati.

Page 27: 1.doimo carlo

ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 27

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

53

Lo specifico degli edifici in aggregato

Definire l’unità strutturale (US) – Prassi operativa

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

54

6 finestre

Page 28: 1.doimo carlo

ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 28

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

55

6 finestre

Aggiunta di saturazione della via interna ora passo carraio: finiture

differenti (ultimo pilastro di facciata), mancanza dei decori, asimmetria

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

56

Come si valuta la sicurezza di una struttura

Approccio delle NTC08 (punti 8.3 e 8.5 NTC)

1. Analisi storico critica

2. Rilievo

Caratterizzazione dei materiali

4. Definizione del livello di conoscenza

5. Valutazione delle azioni sulla struttura

5.1. Valutazione della «situazione» della struttura

5.2. Progettazione degli interventi

Page 29: 1.doimo carlo

ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 29

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

57

Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

e la circolare commenta:

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

58

Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Norme dell’epoca

GazzetteUfficiali1884

e 1909

Page 30: 1.doimo carlo

ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 30

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

59

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

60

Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Pubblicazioni dell’epoca

P.S.: il «Santarella» è stato pubblicato nel 1926!

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ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 31

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Normative utili per altri materiali:

Legno

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Normative utili per altri materiali:

Muratura

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Alcune indicazioni operative possono ritrovarsi in:

UNI EN 13791:2008 - Valutazione della resistenza a

compressione in sito nelle strutture e nei componenti

prefabbricati di calcestruzzo

CSLP. Linee guida per la messa in opera del calcestruzzo

strutturale e per la valutazione delle caratteristiche meccaniche

del calcestruzzo indurito mediante prove non distruttive.

RELUIS. Linee Guida. Modalità di indagine sulle strutture e sui

terreni per i progetti di riparazione/miglioramento/ricostruzione

di edifici inagibili (per muratura e calcestruzzo)

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Prove distruttive:

Carote sulle strutture in cls Prove su muratura

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Prove debolmente distruttive:

Prove su martinetto piatto e doppio Prove di scorrimento

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Prove non distruttive:

Sclerometrie e ultrasuoni sulle strutture in cls

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Cosa aspettarsi?

Verifica della profondità di carbonatazione:

salubrità dei ferri di armatura

stima della vita residua

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Le strutture di calcestruzzo accusano una serie di problemi:

Lato calcestruzzo:

Disgregazione del calcestruzzo per spalling e cracking

Riduzione della resistenza

Variazione della massima deformazione

Variazione della curva sigma-eps

Lato acciaio:

Riduzione della sezione resistente

Riduzione della duttilità

Piccola riduzione della resistenza

Riduzione delle tensioni di aderenza

Sono problematiche generali, non specificamente sismiche

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Calcestruzzo armato – lato acciaio, perdita di area resistente

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Calcestruzzo armato – lato acciaio, perdita di aderenza

Valutare le lunghezze di ancoraggio!

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Calcestruzzo armato – lato calcestruzzo, perdita di resistenza

Deriva dalla formazione dei prodotti di corrosione delle barre d’armatura, che

aumentano di dimensione. Ciò può comportare distacchi localizzati

(scagliature) oppure complessivi dei copriferri

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Calcestruzzo armato – lato calcestruzzo, perdita di resistenza

La riduzione della resistenza comporta la riduzione della sezione efficace della

struttura con riduzione della capacità portante - Flessione

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Acciaio da carpenteria

ISO 9223:2012-Corrosion of metals

and alloys —Corrosivity of

atmospheres —Classification,

determination and estimation

Definizione dei «tassi di consumo» del materiale acciaio.

In alcuni casi, specializzata dalla ISO 11844-1:2006

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

UNI EN ISO 18265 –Conversione dei valori

di durezza –Stima della resistenza

degli acciai in sito

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

LegnoEN 335-1:2006

Durability of wood and wood- based products -

Definition of useclasses - Part 1: General

ISO 21887:2007Durability of wood and

wood-based products —Use classes

Classi d’uso – Classi di durabilità

▼Durabilità del Legno

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Legno (UNI EN 350-2:1996)

Classe di durabilità

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Legno (UNI EN 460:1996)

Classe d’uso

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3)

Muratura

(EN 1996-2:2006)

Varie tipologie murarie

Differenti metodi

costruttivi

Si valuta la

REGOLA DELL’ARTE

Si possono usare

metodi speditivi come

l’IQM

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3 )

Murature – proprietà dei materiali

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Caratterizzazione meccanica dei materiali (§8.5.3 )

Murature – proprietà dei materiali

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Come si valuta la sicurezza di una struttura

Approccio delle NTC08 (punti 8.3 e 8.5 NTC)

1. Analisi storico critica

2. Rilievo

3. Caratterizzazione dei materiali

Definizione del livello di conoscenza

5. Valutazione delle azioni sulla struttura

5.1. Valutazione della «situazione» della struttura

5.2. Progettazione degli interventi

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Definizione dei Livelli di Conoscenza LC (§8.5.4)

Livello di conoscenza:

La valutazione della sicurezza ed il progetto degli interventi sononormalmente affetti da un grado di incertezza diverso, nonnecessariamente maggiore, da quello degli edifici di nuovaprogettazione.

Una guida alla stima dei fattori di confidenza da utilizzare, in relazione

ai livelli di conoscenza raggiunti, è riportata in Appendice C8A: la

circolare fornisce l’indicazione di massima…

Attenzione: la circolare non è OBBLIGATORIA!(Cons. Stato sentenza 2471 del 17/05/05.)

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Definizione dei Livelli di Conoscenza LC (§8.5.4)

Murature

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Definizione dei Livelli di Conoscenza LC (§8.5.4)

Calcestruzzo - Acciaio

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Come si valuta la sicurezza di una struttura

Approccio delle NTC08 (punti 8.3 e 8.5 NTC)

1. Analisi storico critica

2. Rilievo

3. Caratterizzazione dei materiali

4. Definizione del livello di conoscenza

Valutazione delle azioni sulla struttura

5.1. Valutazione della «situazione» della struttura

5.2. Progettazione degli interventi

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Valutazione della situazione in presenza di sisma (§8.7)

Valutazione delle azioni sulla struttura

Azioni «antropiche» e ambientali sono i carichi di esercizio, vento,

neve, sisma, riportate nelle NTC; sarebbero obbligatorie anche

- Azioni «dell’ambiente» ossia la durabilità residua

- Azioni dell’incendio

(Si mutuano i metodi del DM 16/02/2007 e delle parti 1-2 EC).

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Valutazione della situazione in presenza di sisma (§8.7)

Valutazione delle azioni sulla struttura

Carico permanente è quello realmente presente sulla struttura(conviene trattare come «progettuali» i carichi di pavimentazione e tramezze)

NTC §8.5.5 permette di ridurre per i carichi permanenti il valore G

perché il carico è già noto (può cambiare solo la densità, lo spessore è un dato)

Non cambiano i coefficienti sui carichi variabili Q

Bisogna identificare VN per definire le azioni ambientali

(compresa la durabilità)

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Valutazione della situazione in presenza di sisma (§8.7)

Vita nominale (2.4.1 NTC)

Le NTC trattano le strutture «usate» come quelle nuove.

È Corretto per l’adeguamento, può non esserlo per altre situazioni.

La Bozza NTC 201X (probabilm. 2015?) cambia (forse) le richieste:

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Valutazione della situazione in presenza di sisma (§8.7)

Vita nominale (2.4.1 NTC)

Le NTC trattano le strutture «usate» come quelle nuove.

Il problema è garantire VN anche dal lato durabilità

Alcune indicazioni sono contenute in alcune norme che

«gravitano» attorno al sistema Eurocodes (serie EN 1504 et Al.)

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Come si valuta la sicurezza di una struttura

Approccio delle NTC08 (punti 8.3 e 8.5 NTC)

1. Analisi storico critica

2. Rilievo

3. Caratterizzazione dei materiali

4. Definizione del livello di conoscenza

Valutazione delle azioni sulla struttura

5.1. Valutazione della «situazione» della struttura

5.2. Progettazione degli interventi

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ing. Carlo Doimo - Corso Sassari 47

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Gli interventi

Se risulta necessario, si interviene sulla struttura.

Informazioni e linee guida:

NTC08, cap. C8A.5 (Consolidamento edifici in muratura)

cap. C8A.7(Consolidamento edifici in calcestruzzo)

cap. C8A.8 (Consolidamento ponti)

cap. C8A.9 (Impianti).

Regione Molise - Analisi delle principali tecniche di intervento e

limiti della loro applicabilità - 3B2 - Ottobre 2008

Regione Molise - Analisi delle principali tecniche di intervento e

limiti della loro applicabilità - 3B3 - Ottobre 2008

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Gli interventi

Se risulta necessario, si interviene sulla struttura.

ReLUIS – DPC:

«linee guida per la riparazione ed il rafforzamento di elementi

strutturali, tamponature e partizioni»

«linee guida per la riduzione della vulnerabilità sismica di elementi

non strutturali arredi e impianti»

«linee guida per il rilievo, l'analisi ed il progetto di interventi di

riparazione e rafforzamento/miglioramento di edifici in aggregato»

Tutti i documenti riportano un’antologia di interventi, con i dettagli

costruttivi (no NTC08) e le verifiche che devono essere fatte, i vantaggi

e i disciplinari di messa in opera (sono tutti pubblici).

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Dichiarazione del livello di protezione raggiunto

sarebbe utile adottare lo schema della Circolare 25 agosto 2009

Indirizzi per l’esecuzione degli interventi di cui all’ordinanza del

Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3790 del 17 luglio 2009.

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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L’evoluzione storica

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Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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L’evoluzione storica

Dove la terra ha tremato, ancora tremerà

(Plinio il Vecchio in Naturalis Historia, 77 d.C.)

Earthquake will occur –

whether they are catastrophes or not depends on our action

(George Housner in Competing against time, report on 1989 Loma Prieta earthquake)

Race to seismic safety

(Titolo del report di Joseph Penzien, 2003)

Elenco INGV… ad oggi!

Corsi e ricorsi storici?

(Giambattista Vico, 1668 – 1744)

Le strutture esistenti - Diagnosi, prognosi, interventi

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Grazie per l’attenzione!