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Angelo Longo
SOFTWARE INCLUSO
EXIST – ANALISI STRUTTURALE E VERIFICA DELLE ARMATURE DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI IN C.A. DEGLI EDIFICI MULTIPIANO ESISTENTI IN ZONA SISMICA
CRITERI E METODI DI CALCOLO SECONDO LE NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI
AGGIORNATO ALL’ULTIMA BOZZA DELLE NUOVE NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI
VERIFICA STRUTTURALE EDIFICI ESISTENTI
IN CEMENTO ARMATO
VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA STRUTTURALE VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA SISMICA CLASSIFICAZIONE SISMICA
DEGLI EDIFICI INTERVENTI DI MIGLIORAMENTO STRUTTURALE
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Angelo LongoVERIFICA STRUTTURALE EDIFICI ESISTENTI IN CEMENTO ARMATOEd. I (11-2017)
ISBN 13 978-88-8207-959-8EAN 9 788882 079598
Collana Manuali (222)
© GRAFILL S.r.l. Via Principe di Palagonia, 87/91 – 90145 PalermoTelefono 091/6823069 – Fax 091/6823313 Internet http://www.grafill.it – E-Mail [email protected]
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Finito di stampare nel mese di novembre 2017presso Officine Tipografiche Aiello & Provenzano S.r.l. Via del Cavaliere, 93 – 90011 Bagheria (PA)
Longo, Angelo <1961->
Verifica strutturale edifici esistenti in c.a. / Angelo Longo. – Palermo : Grafill, 2017.(Manuali ; 222)ISBN 978-88-8207-959-81. Strutture in cemento armato.624.18341 CDD-23 SBN Pal0302590
CIP – Biblioteca centrale della Regione siciliana “Alberto Bombace”
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3
INDICE
ÌÌ INTRODUZIONE .................................................................................................. p. 7
ÌÌ PARTE PRIMAVERIFICA EDIFICI ESISTENTI IN C.A. ......................................................... ˝ 9
1. VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA STRUTTURALE .............................. ˝ 111.1. Introduzione .................................................................................................. ˝ 111.2. CriteridiverificaagliStatiLimite ............................................................... ˝ 121.3. Azionisullecostruzioni ................................................................................ ˝ 14
1.3.1. CombinazionedelleazionialloSLE ............................................. ˝ 141.3.2. CombinazionedelleazionialloSLU ............................................. ˝ 161.3.3. Valutazionedell’azionesismica .................................................... ˝ 17
1.3.3.1. VitanominaleeClassid’uso ........................................ ˝ 171.3.3.2. Categoriediterrenoetopografia .................................. ˝ 181.3.3.3. Spettridirisposta .......................................................... ˝ 191.3.3.4. Combinazioniinpresenzadiazionisismiche .............. ˝ 22
1.4. Conoscenzadellastruttura ............................................................................ ˝ 221.4.1. Livellidiconoscenzaefattoridiconfidenza ................................. ˝ 23
1.5. Criteridimodellazione ................................................................................. ˝ 271.6. Metodidianalisi ........................................................................................... ˝ 29
1.6.1. Metodidianalisilineare ................................................................ ˝ 291.6.1.1. Analisistaticalineare ................................................... ˝ 301.6.1.2. Analisidinamicamodale .............................................. ˝ 32
1.6.2. Metodidianalisinonlineare ......................................................... ˝ 321.6.2.1. Analisistaticanonlineare ............................................ ˝ 321.6.2.2. Analisidinamicanonlineare ........................................ ˝ 33
1.7. Verifichedisicurezzadeglielementistrutturali ........................................... ˝ 341.7.1. Verificheduttili .............................................................................. ˝ 351.7.2. Verifichefragili .............................................................................. ˝ 37
1.7.2.1. Verificaataglioditraviepilastri ................................. ˝ 371.7.2.2. Verificadiresistenzadeinoditrave-pilastro ................ ˝ 37
2. VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA SISMICA ........................................... ˝ 392.1. Introduzione .................................................................................................. ˝ 392.2. Ilrischiosismico ........................................................................................... ˝ 40
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VERIFICASTRUTTURALEEDIFICIESISTENTIINCEMENTOARMATO4
2.2.1. Pericolositàsismica ....................................................................... p. 402.2.2. Vulnerabilitàsismica ..................................................................... ˝ 412.2.3. Esposizionesismica ....................................................................... ˝ 43
2.3. LapericolositàsismicainItalia .................................................................... ˝ 442.4. Comportamentosismicodellestruttureeverifiche ...................................... ˝ 47
3. CLASSIFICAZIONE SISMICA DEGLI EDIFICI ............................................ ˝ 513.1. Introduzione .................................................................................................. ˝ 513.2. Valutazionedelrischiosismico .................................................................... ˝ 513.3. Metodiperl’attribuzionedelleClassidiRischio ......................................... ˝ 53
3.3.1. Metodoconvenzionale ................................................................... ˝ 533.3.2. Metodosemplificato ...................................................................... ˝ 55
3.4. InterventiepassaggidiClassediRischio .................................................... ˝ 553.4.1. Metodoconvenzionale ................................................................... ˝ 553.4.2. Metodosemplificato ...................................................................... ˝ 56
3.5. AttestatodiClassificazioneSismica(ACS) ................................................. ˝ 56
4. INTERVENTI DI MIGLIORAMENTO STRUTTURALE .............................. ˝ 684.1. Introduzione .................................................................................................. ˝ 684.2. Categoriediintervento ................................................................................. ˝ 68
4.2.1. Riparazioneointerventolocale ..................................................... ˝ 684.2.2. Interventidiadeguamento ............................................................. ˝ 694.2.3. Interventidimiglioramento ........................................................... ˝ 70
4.3. Strategiediintervento ................................................................................... ˝ 704.3.1. Tecnichediinterventoglobale ....................................................... ˝ 704.3.2. Tecnichediinterventolocale ......................................................... ˝ 71
4.3.2.1. Incamiciatureinc.a. ..................................................... ˝ 724.3.2.2. Incamiciatureinacciaio ................................................ ˝ 734.3.2.3. SistemaCAM ............................................................... ˝ 734.3.2.4. RinforziconFRP .......................................................... ˝ 74
4.3.3. Tecnichediriduzionedell’azione .................................................. ˝ 764.3.3.1. Controventidissipativi ................................................. ˝ 764.3.3.2. Isolamentoallabase ..................................................... ˝ 78
ÌÌ PARTESECONDAGUIDA AL SOFTWARE EXIST – EDIFICI ESISTENTI IN C.A. ............................................................. ˝ 81
5. INSTALLAZIONE DEL SOFTWARE EXIST ................................................... ˝ 835.1. NotesulsoftwareExist ................................................................................. ˝ 835.2. Requisitihardwareesoftware ...................................................................... ˝ 845.3. Downloaddelsoftware
erichiestadellapassworddiattivazione ...................................................... ˝ 84
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INDICE 5
5.4. Installazioneedattivazionedelsoftware ...................................................... p. 855.5. Aggiornamentiedassistenza ........................................................................ ˝ 86
6. CARATTERISTICHE E MODALITÀ D’IMPIEGO DEL SOFTWARE EXIST ..................................................................................... ˝ 876.1. Ambientedilavoro ....................................................................................... ˝ 876.2. Avviodelsoftware ........................................................................................ ˝ 88
6.2.1. CreaunNuovoProgetto ................................................................ ˝ 886.2.2. ApreunProgettoEsistente ............................................................ ˝ 89
6.3. Gestionedeimenu ........................................................................................ ˝ 896.3.1. Labarradeimenu .......................................................................... ˝ 896.3.2. Selezionediunavocedalmenu .................................................... ˝ 90
6.4. Labarradeicomandifrequenti .................................................................... ˝ 916.5. LeComponentiStandard .............................................................................. ˝ 91
6.5.1. LeTabelle ...................................................................................... ˝ 916.5.2. InputGrafico–Interattivo ............................................................. ˝ 93
6.6. Configurazioneoutput .................................................................................. ˝ 956.7. Helpinlinea ................................................................................................. ˝ 96
7. SINTESI DELLE FASI PRINCIPALI DEL SOFTWARE EXIST ..................................................................................... ˝ 977.1. Fasioperative ................................................................................................ ˝ 977.2. GestionedegliArchivi .................................................................................. ˝ 977.3. Inputprogetto ............................................................................................... ˝ 997.4. AnalisiEdificio ............................................................................................. ˝ 997.5. VisualizzazioneRisultati .............................................................................. ˝ 1007.6. OutputProgetto ............................................................................................ ˝ 1027.7. GuidarapidadeiComandi ............................................................................ ˝ 104
ÌÌ BIBLIOGRAFIA ................................................................................................... ˝ 107
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INTRODUZIONE
Laverificastrutturalediunacostruzioneesistenteèunproblemadigrandeattualità,inparti-colarelavalutazionedellasuavulnerabilitàstaticaesismicarappresentailprimo,importanteenecessariopassodasoddisfareperpoteravviareunpercorsodiinterventifinalizzatoamigliorarneilcomportamentostrutturaleedinnalzarnelaprestazioneneiconfrontidell’azionesismica.
Sitrattadiunlavorocomplessoche,apartiredalleindaginisuimaterialiimpiegatipassandoperletecnichedimodellazioneedanalisidellastruttura,deveessereingradodiindividuarelecriticitàeinadeguatezzedellacostruzione,cosìcomestabilitoalCapitolo8dellevigentiNormeTecnicheperleCostruzioni.
Nellapresentepubblicazione,vengonoaffrontatiicriterieimetodidaapplicareperlaverificastrutturalediedificiesistentiincalcestruzzoarmato.VengonofornitelenozionidibasesugliStatiLimiteeladeterminazionedelleazioniecombinazioni(staticheesismiche)daadottareperleverifiche,oltreadapprofondireiltemasullaconoscenzadellacostruzione,ovverol’acquisizioneditutteleinformazioninecessarieperdefinirelaschematizzazioneelamodellazionestrutturale.
Iltestocontiene,inoltre,utiliriferimentiperladeterminazionedellaClassediRischioSismicodellecostruzioni,proponendoinparticolare,qualedocumentoessenzialealloscopo,l’AttestatodiClassificazioneSismica(ACS),nonchéindicazionipraticheperl’esecuzionedeipiùcomuniinterventidimiglioramentostrutturaledellecostruzioniesistenti.
Èparteintegrantedelvolumeilsoftware«Exist»,specificoperl’analisistrutturaleelaverificadellearmaturedeglielementiinc.a.diedificiesistentiinzonasismica,corredatodaunapraticaguidaincuivengonoforniteleindicazionieleistruzioninecessarieperacquisiredimestichezzanelminortempopossibile.Dopounadescrizionesullemodalitàdiinstallazioneeregistrazione,sipassaallaspiegazionedettagliatadellefunzionalità,approfondendoinparticolarelagestionedeicomandi,ladescrizionedellefasidilavoro,l’elaborazioneelastampadeirisultati.
Concludendo,sivoglionoringraziareperlacordialecollaborazioneel’impegnoprofuso,ilDott.Ing.FabrizioGarganonell’organizzazioneelastesuradelpresentetestoeilDott.MarioMessinanellosviluppodelsoftwareallegato.
Angelo Longo
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CAPITOLO 1
VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA STRUTTURALE
1.1. IntroduzioneIlproblemadellasicurezzaèdasempreunargomentocentraledell’ingegneriadellestrutture.
Nellastoriadellecostruzioni,finoalXIXsecolo,ilsoddisfacimentodeirequisitidisicurezzaèstatogarantitodalrispettodisempliciregoleempiriche,derivantidall’esperienza,chesitraman-davanodigenerazioneingenerazione.Nellasecondametàdell’Ottocento,conl’introduzionedinuovetecnichecostruttiveemateriali,siresenecessariolegarelasicurezzastrutturaleaparametriscientifici,verificabiliapriori.
Lavalutazionedellasicurezzadiunacostruzioneesistenteèunattodifondamentaleimpor-tanzaalfinedidefinirneilsuodestino.Asecondadellivellodisicurezzaassociatoadunastrutturasipuòstabiliresel’usodellacostruzionepossacontinuaresenzainterventi,sedebbaesseremodi-ficatooppuresesianecessarioprocedereadaumentareoripristinarelacapacitàportante.
Lecostruzioniesistentidevonoesseresottoposteavalutazionedellasicurezzaogniqualvoltasipossanoindividuaresituazionidipeggioramentorispettoallecondizionidisicurezzainizialioaquellediprogetto,secondolenormativevigentinelperiododirealizzazionedell’opera.
Talisituazionisipossonoassociareavariazionidipendentidall’interventodell’uomooindi-pendentidall’azioneumana.
Rientranonellaprimacategoria: – gravierroridiprogettoodicostruzione; – cambiodelladestinazioned’usoconvariazionesignificativadeicarichivariabilidella
costruzione; – interventinondichiaratamentestrutturali,qualoraessiinteragiscanoconelementiaventi
funzionestrutturalee,inmodoconsistente,neriducanolacapacitàonemodifichinolarigidezza;
– interventistrutturalieopererealizzateinassenzaoindifformitàdaltitoloabilitativoodallenormetecnichevigenti.
Rientranellasecondacategorialariduzioneevidentedellacapacitàresistenteedeformativadellastrutturaodialcunesuepartidovutaad:
– azioniambientali(sisma,vento,neveetemperatura); – azionieccezionali(urti,incendi,esplosioni) – significativodegradoedecadimentodellecaratteristichemeccanichedeimateriali – situazionidifunzionamentoedusoanomalo – deformazionisignificativeimpostedacedimentidelterrenodifondazione.
Leverifichesonofinalizzateadeterminare l’effettivocomportamentodellastrutturanellanuovaconfigurazioneepossonoriguardarel’interacostruzioneoppureporzionilimitatediessa,
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ovveroglielementiinteressatidall’interventoequelliconcuiessiinteragiscono,tenendopresentelalorofunzionenelcomplessostrutturale.
Pervalutarelasicurezzadiedificiesistentisiutilizzanoproceduredianalisistrutturalevolteadattestarecheirequisitirichiestiallacostruzionesianosoddisfattigarantendounprefissatomarginedisicurezza.Ladefinizionediquest’ultimosirendenecessariadatelecaratteristichealeatoriedelleazioniedelleresistenze,eleincertezzesuimodelliesuglischemidicalcolochesiadottano,pertantolamisuradellasicurezzadeveessereeffettuatasullabasedicriteriprobabilistici.
Laverificadellasicurezzasiattuaconfrontandotraloroduegrandezzeomogenee,sianoessesollecitazioniodeformazioni:
– laprimagrandezzarappresentaladomandadiprestazionerivoltaallastrutturadapartedelleazioniesternecuièsottopostaesiindicageneralmentecon«Ed»;
– lasecondagrandezzarappresentalacapacitàdiprestazionechelastrutturaèingradodifornireesiindicacon«Rd».
Inparticolare,misurarelasicurezzavuoldireverificarechesiasoddisfattalarelazioneEd≤Rd.
1.2. Criteri di verifica agli Stati LimiteEffettuareunaverificadisicurezzavuoldirecontrollarecheirequisitirichiestiadunastruttura
sianoeffettivamentesoddisfattidurantelasuavitaequindivalutarelasuaprobabilitàdicrisi,tenendoinconsiderazionelefluttuazionidellevariabiliingioco.
Stabilireunvaloreprecisoperlaprobabilitàaccettabiledicrisièuncompitoestremamentedifficile.Ilcollassodiunastrutturahaunenormeimpattomediaticosullasocietàcheamplificasignificativamenteleconseguenzedirettedell’evento,pertantositenderebbeaspingereversovaloribassidellaprobabilitàlimiteinmododaridurrealminimoilrischiodicollasso,d’altraparteperòalimitibassidellaprobabilitàdicollassocorrispondonostrutturemoltocostose.Risultapertantoindispensabiledefiniremetodiprobabilisticisemplificatichesianoperòdipraticaapplicazione.
L’introduzionenellaNormativa italianaenegliEurocodicidelmetodosemiprobabilisticoagliStatiLimite,intesicomestatiraggiuntiiqualilastrutturanonèpiùingradodisvolgerelefunzioniononsoddisfapiùlecondizioniperlequalièstataprogettataerealizzata,haconsentitodiaffrontareilproblemadellasicurezzanelmodopiùrazionale.
Talemetodoprevedechelevarietipologiestrutturalidebbanopossedereiseguentirequisiti:
– SicurezzaneiconfrontidegliStati Limite Ultimi (SLU):capacitàdievitarecrolliogravidissestichepossanocomprometterel’incolumitàdellepersone,provocarelaperditadibeniometterel’operafuoriservizio.Ilsuperamentodiunostatolimiteultimosidefiniscecollassoecometalehacarattereirreversibile.
– SicurezzaneiconfrontidegliStati Limite di esercizio (SLE):capacitàdigarantireleprestazioniprevisteperlecondizionidiesercizio.Ilsuperamentodiunostatolimitedieserciziopuòaverecaratterereversibileoirreversibile.
NeicasiusualisidevonoconsideraregliStatiLimiteUltimiderivantida: – instabilitàdell’equilibrio; – perditadistabilitàdellastrutturaodiunasuaparte; – rotturalocalizzatadellastrutturaodiunasuaparteperazionistaticheoperfatica;
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CAPITOLO 2
VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA SISMICA
2.1. IntroduzioneL’Italia è uno dei Paesi delMediterraneo a maggiore rischio sismico, come dimostra la
frequenzael’intensitàdei terremotichesisonomanifestatistoricamentesututtoil territorio.Lanazioneèstatainteressatadapiùdi30.000terremotidimediaeforteintensità,superiorealIV-VgradodellascalaMercalli;solonelXXsecolobensetteterremotihannoavutomagnitudosuperiorea6,5.
Lasismicitàdellapenisola,ovverolafrequenzaelaforzaconcuisimanifestanoiterremoti,èlegataallasuaparticolareposizionegeografica.L’Italiaèunpaeseattivodalpuntodivistasismicoinquantositrovanellazonadicontattotradueplacchetettoniche,conquellaafricanachespingeversoquellaeuroasiaticaconifrontidicontattochestriscianoesicomprimonomutua-mente;l’elasticitàmeccanicadelleplaccheconsentel’accumulodienergiachevieneliberataunavoltaraggiunteletensionidirottura,manifestandosisottoformaditerremoti.Trovandosiinunalineadifrattura,quindi,ilnostroPaeseèinteressatofrequentementedall’attivitàsismica.
Lasismicitàpiùelevatasiconcentranellapartecentro-meridionaledellapenisola,lungoladorsaleappenninica,inCalabria,inSiciliaeinalcuneareesettentrionali.
Glieventipiùsignificativichehannocolpitol’Italia,poichégranpartedelpatrimonioedilizioesistentenonèstatorealizzatoconcriteriantisismici,sonostatidisastrosinonperl’intensitàinassolutomaperidannieconomiciconsistentichehannoprodotto.
Alfinedievitarecatastroficheconseguenze,èquindiauspicabileprocedereconmisuredimitigazionenonstrutturalie/ostrutturalisullecostruzioniesistentichepossanocondurreallariduzionedellavulnerabilitàsismica.
Lemisurenonstrutturalisonoquellevoltea: – migliorarelaconoscenzadelfenomeno,ancheattraversoilmonitoraggiodelterritorio – svilupparestudidimicrozonazionesismicaperuncorrettoutilizzodeglistrumentiordi-
naridipianificazione,perconseguireneltempounriassettodelterritoriochetengacontodelrischiosismicoepermigliorarel’operativitàelostandarddigestionedell’emergenzaaseguitodiunterremoto
– aggiornarelaclassificazionesismicaelanormativa; – ampliarelaconoscenzasullaconsistenzaequalitàdeibeniespostialrischio; – valutareadeguatamenteilpericoloacuièespostoilpatrimonioabitativo,lapopolazione
eisistemiinfrastrutturali; – pianificare le fasidiemergenza,attraverso il rafforzamentodelsistemadiprotezione
civile,ipianidiemergenza,leesercitazionielecampagnedidivulgazionediunaculturadiprevenzione;
– interveniresullapopolazioneconunacostanteeincisivaazionediinformazioneesensi-bilizzazione.
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VERIFICASTRUTTURALEEDIFICIESISTENTIINCEMENTOARMATO40
2.2. Il rischio sismicoIlrischiosismicoèlamisuradeidanni,interminidiviteumane,benieconomici,valoricultu-
ralievolumeedilizio,che,inbasealtipodisismicità,diresistenzadellecostruzioniedeltipodibeniesposti,cisipuòattendereinundatointervalloditempoeinunaparticolarearea.
Datal’imprevedibilitàdeiterremoti,l’obiettivoprimarioperlariduzionedelrischiosismicoèilraggiungimentodiadeguatilivellidisicurezzasismicadelpatrimoniocostruitomediantel’in-crementodellaqualitàelariduzionedeldannoalivelliaccettabili.Malgradotaleimprevedibilità,chenonpermettedideterminarequandoedoveavverràilprossimoeventosismico,possonoesseresvolteattivitàdiprevisionevolteallostudiodelterritorioeall’identificazionedegliscenaridirischioprobabili,all’individuazioneeallaclassificazionedelleareepericoloseeallasorveglianzadeglieventitramiteleretidimonitoraggio,econseguentiattivitàdiprevenzionevolteallaridu-zionedellepossibilitàchesiverifichinoperditediviteumaneedanniallestruttureedinfrastruttureaseguitodiuneventosismico,graziealleconoscenzeacquisitetramitestudidiprevisione.
Negliultimianni,inItalia,lasensibilitàdellapopolazioneedellaclassepoliticaperilrischiosismicoècresciuta,ancheinconseguenzadeiterremotirecenti,traducendosiinimportantiinizia-tivevolteamigliorareleconoscenzetecnico-scientifiche,l’efficaciadeipianiurbanistici,deglistrumentinormativiedellapianificazionediemergenza,nonchéaeffettuarevalutazionidellasicurezzasismicadellecostruzionistrategicheerilevanti,astanziarefondieadaccordarebeneficifiscaliaiprivatiperinterventidiriduzionedellavulnerabilitàsismicadegliedifici.
Lavalutazioneinun’areadell’esistenzadelrischiosismicoèlegataallastimaditreparametrifondamentali:lapericolosità,lavulnerabilitàel’esposizione.
Ilrischiosismicosipuòesprimeresecondolaseguenterelazione:
Rischio Sismico = Pericolosità × Vulnerabilità × Esposizione
2.2.1. Pericolosità sismicaLa pericolosità sismica è legata a un fenomeno naturale tipicamente aleatorio quale è il
verificarsidiunterremoto,allafrequenzaconlaqualetalefenomenoricompare,nonchéallecaratteristichegeologichedell’areanellaquale l’eventosimanifesta.Tantomaggiori sono lafrequenzael’intensitàdeglieventichecaratterizzanoun’areageografica,tantomaggioresaràlasuapericolosità.
Laconoscenzadellapericolositàsismicadiunsitoè,quindi,unostrumentodiprevisionedelgradodi severitàdei terremoti attesi.Tale severitàpuòesseremisuratautilizzando scalestrumentali, basate sumisure oggettive della forza del sismaquali il picco di accelerazionemassima, lamagnitudo locale, lavelocitàspettrale,o scalemacrosismiche,basate sumisuresoggettivedeglieffettiprodottidalsisma.
Leprimehannoilvantaggiodiesseregrandezzedipiùimmediatoutilizzoaifiniingegneri-stici,maessendoleregistrazionistrumentalididisponibilitàrecentehannolosvantaggiodinonavereriscontroconeventisismicipassati.Lesecondesonomenoaccuratemahannoilvantaggiodioffrireunastimadell’intensitàmedia inunazonacolpitapartendodirettamentedaldannoosservatoepossonoessereassociateaiterremotidelpassatoattraversolasismicitàstorica.
L’approccioallavalutazionedellapericolositàsismicapuòessereditipodeterministicoopro-babilistico.L’approcciodeterministicosibasasullamodellazionedelmotodelsuoloattraversola
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CAPITOLO 3
CLASSIFICAZIONE SISMICA DEGLI EDIFICI
3.1. IntroduzioneInumerosieventisismicichesisonoverificatiinItalianegliultimidecennihannocomportato
perlacollettivitàcostisocialimoltoelevatiinterminidiviteumaneediinvestimentieconomicisostenutiperl’emergenzaelaricostruzione.Talesituazioneèstatadeterminata,oltrechedallasismicitàchecaratterizzailPaese,dall’elevatavulnerabilitàdelpatrimonioedilizio.Ènata,per-tanto,l’esigenzadiaffrontarelamitigazionedelrischiosismico,promuovendounaculturadellaconoscenzaedellaprevenzione,soddisfattaconl’elaborazionedelleLinee Guida per la classi-ficazione del rischio sismico delle costruzioniattuateconilD.M.n.58del28febbraio2017ess.mm.ii.conDecreton.65del7marzo2017.LeLineeGuidacostituisconoilprimostrumentodiattivazionediunaconcretapoliticadiprevenzionesismicadelpatrimonioedilizioitalianoefornisconounostrumentodiregolamentazionedegliincentivifiscali,legatiallamisuradelcosid-dettoSismabonus,conilqualeperlaprimavoltasipuòattuare,sulargascalaesenzagraduatoriediaccessoaibenefici,un’azionevolontariadiprevenzionesismica.
3.2. Valutazione del rischio sismicoLeLineeGuidaaffrontanoiltemadellaclassificazionedelrischiosismicodellecostruzioni
esistenticoniugandoilrispettodelvaloredellasalvaguardiadellavitaumana,medianteilivellidisicurezzaprevistidallevigentiNormeTecnicheperleCostruzioni,elavalutazionedellepossibiliperditeeconomicheesociali,effettuatasullabasedistimeconvenzionalifondateanchesuidatidellaricostruzionepostsismadell’Abruzzodel2009.
IldocumentodefinisceottoClassidiRischio,conrischiocrescentedallaletteraA+allaletteraG,lacuideterminazionepuòesserecondottautilizzandoduemetoditraloroalternativi,ilmetodoconvenzionaleeilmetodosemplificato.
Figura 3.1. Classi di Rischio Sismico
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VERIFICASTRUTTURALEEDIFICIESISTENTIINCEMENTOARMATO52
UnacostruzionediClasseA+sitrovaincondizionidirischiominimo,mentresitrovaincon-dizionidirischiomassimoseclassificatoinClasseG.
LadeterminazionedellaClassediRischiodaassociareaciascunacostruzioneanalizzatavieneeffettuatadefinendodueparametri:laperditaannualemediaattesael’indicedisicurezza.
LaPerdita Annuale Media attesa (PAM) tiene inconsiderazione leperditeeconomicheassociateaidanniaglielementistrutturalienonstrutturaliprodottidaglieventisismicichesimanifesterannonelcorsodellavitadellacostruzione,ripartiteannualmenteedespressecomepercentualedelcostodiricostruzionedell’edificio.
IlparametroPAMvienevalutatocome l’area sottesaallacurva rappresentante leperditeeconomichediretteinfunzionedellafrequenzamediaannuadisuperamentodeglieventicheprovocanoilraggiungimentodiunostatolimiteperlastruttura.Minoresaràl’areasottesaallacurva,minoresaràlaperditamediaannuaattesa.
Figura 3.2. Andamento della curva che individua il PAM, riferito a una costruzione con vita nominale 50 anni e appartenente alla classe d’uso II
L’Indice di Sicurezza (IS-V),oIndicediRischiodellastruttura,èdefinitocomeilrapportotracapacitàedomanda,ovvero,tral’accelerazionedipiccoalsuolochedeterminailraggiungi-mentodelloStatoLimitediSalvaguardiadellaVita(PGA–PGAC)el’accelerazionedipiccoalsuolochelaNormaTecnicaindica,perlospecificositoincuisitroval’edificioeperlostessostatolimite,comeriferimentoperlaprogettazionediunnuovoedificio(PGA–PGAD).
NelcasodiedificicostituitidapiùdiunaunitàimmobiliaresiassocialaClassediRischioindividuataperl’edificioaciascunaunità,inquantoilfattoredisicurezzastrutturaledeveessererelativoallastrutturanellasuainterezza.
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CAPITOLO 4
INTERVENTI DI MIGLIORAMENTO STRUTTURALE
4.1. IntroduzioneNegliultimidecenni,inumerositerremotichesisonoverificatisulterritorionazionalehanno
evidenziatol’elevatavulnerabilitàsismicadelpatrimonioedilizioesistenteeilnotevoleimpattoeconomicoesocialederivantedall’inagibilitàdegliedificidanneggiatidalsisma.
TaliaspetticonduconoilnostroPaeseadunasensibilizzazioneversoletematichedellapro-tezionesismicadellecostruzioniconconseguentepianificazionediinterventidiadeguamentoomiglioramentosismico.
Nellospecifico,taliinterventisonodestinatiingranparteadedificiinc.a.progettatiprimadell’entratainvigoredellanormativatecnicaantisismicaeche,pertanto,nonessendostatiproget-tatipersostenereleazioniindottedalterremoto,nonsoddisfanoicriteridiprogettazioneprevistidallenormetecnicheattualmentevigenti.Sitrattadicostruzionichegeneralmentepresentanopilastricollegatidatravidispostelungounasoladirezioneecherisultanoesserequindimoltodebolinelladirezioneortogonale.Altriedificiinteressatidaquestaproblematicasonoquellipro-gettatiperresistereadazionisismichedibassaintensitàche,aseguitodell’aggiornamentodellemappedipericolositàsismica,nonsonopiùadeguatiaresisterealleazioniorizzontalidiprogettoprevistedall’attualenormativa.Infine,tragliedificichenecessitanodiinterventidiadeguamentoomiglioramentosismicoricadonoanchequellirealizzaticonmaterialiaventicaratteristichemec-canicheinferioririspettoaquelleprevisteinprogetto.
LeNormeTecnicheperleCostruzioni2017,inprosecuzioneconleNTC2008,introduconoimportantinovitàinmateriadiprotezioneantisismica.Questeultimerichiedono,infatti,diese-guireunavalutazionedellastabilitàlocaleeglobaledell’edificioalfinediassicurarel’incolumitàdellavitaumananonchélafunzionalitàdell’opera.
Atalscopo,nelleNTCsiindividuanotrecategoriediintervento: – interventi di riparazione o locali:interventicheinteressinosingolielementistrutturalie
che,comunque,nonriducanolecondizionidisicurezzapreesistenti – interventi di adeguamento:interventiradicaliattiadaumentarelasicurezzastrutturale
preesistenteconseguendoilivellidisicurezzafissatidallanorma – interventi di miglioramento: interventi non radicali atti ad aumentare la sicurezza
strutturalepreesistente,migliorandolecondizionidellastruttura
4.2. Categorie di intervento
4.2.1. Riparazione o intervento localeGliinterventilocali,riguardantisingolepartidellastrutturaeporzionilimitatedellacostru-
zione,sonofinalizzatia:
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4. INTERVENTIDIMIGLIORAMENTOSTRUTTURALE 69
– ripristinarelecaratteristicheinizialideglielementiqualorarisultinodanneggiati; – migliorarelecaratteristichediresistenzaeduttilitàdielementianchenondanneggiati; – impediremeccanismidicollassolocale; – modificareunelementoounazonalimitatadellastruttura.
Inparticolare,rientranoinquestatipologiatuttigliinterventidiriparazione,rafforzamentoosostituzionedisingolielementistrutturali,sianoessitravi,pilastri,pareti,nonadeguatiallafunzionestrutturalechedevonosvolgere,purchél’interventononcambisignificativamenteilcomportamentoglobaledellastruttura,soprattuttoaifinidellaresistenzaalleazionisismiche,acausadiunavariazionenontrascurabiledirigidezzaodipeso.Allostessomodo,lasostituzionedicopertureesolaipuòcostituireuninterventolocalenelcasoincuinoncomportiunavariazionesignificativadirigidezzanelpropriopiano,importanteaifinidellaridistribuzionediforzeoriz-zontali,néunaumentodeicarichiverticalistatici.
Ancheinterventidiripristinoorinforzodelleconnessionitraelementistrutturalisipossonoconsiderareinterventilocalipoichémiglioranoilcomportamentoglobaledellastruttura,inparti-colarerispettoalleazionisismiche.
Infine,interventidivariazionedellaconfigurazionediunelementostrutturale,attraversolasuasostituzioneounrafforzamentolocalizzato(adesempiol’aperturadiunvanoinunaparetemuraria,accompagnatadaopportunirinforzi)possonorientrareinquestacategoriasoloacondi-zionechesidimostrichelarigidezzadell’elementovariatononcambisignificativamenteechelaresistenzaelacapacitàdideformazione,ancheincampoplastico,nonpeggiorinoaifinidelcomportamentorispettoalleazioniorizzontali.
Nelcasodiriparazioniointerventilocaliilprogettoelavalutazionedellasicurezzapotrannoessereriferitiaisolielementiinteressati.Occorredocumentarechegliinterventieffettuatinonpro-ducanosostanzialimodifichealcomportamentodellealtrepartiedellastrutturanelsuoinsiemeechegliinterventicomportinounmiglioramentodellecondizionidisicurezzapreesistenti.Nelcasodiinterventidirafforzamentolocalevoltiamigliorarelecaratteristichemeccanichedeglielementioalimitarelepossibilitàdicollassolocale,ènecessariovalutarel’incrementodellivellodisicurezzalocale.
4.2.2. Interventi di adeguamentoLeNormeTecnicheperleCostruzioniprescrivonointerventidiadeguamentosismiconeicasi
incuisiintenda: – realizzareunanuovasopraelevazionedellacostruzione; – ampliarelacostruzionemediantelarealizzazionedioperestrutturalmenteconnessealla
costruzionestessa; – apportarevariazionididestinazioned’usochecomportinoincrementideicarichiglobali
infondazionesuperiorial10%;restacomunquel’obbligodiprocedereallaverificalocaledellesingolepartidellastruttura,ancheseinteressanoporzionilimitatedellacostruzione;
– effettuare interventistrutturalivoltia trasformare lacostruzionemedianteun insiemesistematicodioperecheportinoadunorganismoediliziodiversodalprecedente;
– apportaremodifichediclassed’usocheconducanoacostruzionidiclasseIIIadusosco-lasticoodiclasseIV.
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83
CAPITOLO 5
INSTALLAZIONE DEL SOFTWARE EXIST
5.1. Note sul software ExistExist èilsoftwareperl’analisistrutturaleelaverificadellearmaturedeglielementistrutturali
incalcestruzzoarmatodegliEdificiMultipianoEsistentiinzonasismica;èspecificatamentepen-satoperlestrutturetridimensionalicompostedaelementiverticali(pilastriepannelli),connessitralorodaelementiorizzontali(traviesolai),infinitamenterigidinelpropriopiano.
Existconsente, inmanierasempliceerapida, ladefinizionedellearmatureesistentineglielementistrutturali.Infatti,l’inserimentodellearmatureavvieneinautomaticoscegliendocomeopzionedigenerazionequellabasatasuiparametriassegnatinelleSpecificheArmaturedegliArchividiProgetto.Grazieadunintuitivostrumentografico,èpossibilevisualizzareemodifi-carelaquantitàeladisposizionedellebarrediarmaturagenerate,inmododaadattarleaquelleeffettivamentepresentinell’edificio.
IlMetodo di calcolo strutturaleutilizzatoèquelloagliElementiFiniti(F.E.M.).Laverificadeglielementistrutturali,condottaimpiegandoilmetodoagliStati Limite,con-
siste nel controllare che la resistenza della sezione siamaggiore della sollecitazione agente,verificando per il generico elemento ilmeccanismo di crisiDuttile, ovvero flessione, con esenza sforzo normale, in travi, pilastri e pannelli, eFragile, ovvero taglio in travi, pilastri,pannellienodi.
L’analisisismicaèditipoDinamica Modale,concalcoloevisualizzazioneavideodeimodidivibraredellastruttura,soggettaall’azionesismicadiriferimento.Sitieneinoltrecontodelladimensionefinitadellesezioniedell’ingombrofinitodeinodi.L’analisiècondottainregimeelasticolineare.
LoscaricodelcomplessodiforzechelastrutturatrasmetteglobalmentealterrenosottostantepuòessereaffidatoadunaFondazione su Travi,aventisezionesceltadall’utenteinbasealleeffettivecaratteristichegeometrichedeglielementiesistenti.Laverificadelterrenovienefattaconsiderandolecombinazioniditipo(GEO).
Ilsoftware,seabilitatoilsuomodulo,consenteanchedicalcolareilvalorediAccelerazionediPiccoalsuolo(PGA)chedeterminailraggiungimentodeirequisitidisicurezzaprevistidallenorme,inparticolareneiconfrontidelloStatoLimitediSalvaguardiadellaVita(SLV)edelloStatoLimitediDanno(SLD).
Taliparametri,rappresentatividellacapacitàdellastrutturainterminidivulnerabilitàsismica,possonoessereimpiegatiperladeterminazionedellaClasse di Rischio Sismicodellacostru-zione,inaccordoconleLineeGuidanazionaliperlaClassificazione Sismica degli Edifici.
Ilsoftwareeffettua,inoltre,ilcalcolodituttiidatinecessariperlaClassificazioneSismicadegliEdifici,inparticolaredeiparametrichedenotanolacapacitàdellastrutturaaresistereall’a-zionesimicadiprogettoedindividuaredunquelacorrispondenteClassediRischioSismico.
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VERIFICASTRUTTURALEEDIFICIESISTENTIINCEMENTOARMATO84
Lavulnerabilità dell’edificiovienedenotatasullabasedidueparametri:
1) Coefficiente di Sicurezza (λ):minimo rapporto traCapacitàeDomanda in terminidiresistenza e spostamenti, ottenuto in ciascuna sezione di verifica per ogni elemento,dall’inviluppodellevariecombinazioniinesame,alloSLVealloSLD.
2) Accelerazione di Picco al Suolo(PGA):valorediazionesismicachedeterminailrag-giungimentodeirequisitidisicurezzaprevistiperognielemento,alloSLVealloSLD.
InfasedioutputilsoftwareExistcreatuttiglielaboratiprevistidallevigentiNTC,secondounmodellopersonalizzabileinformato.DOC.Inoltre,consentediottenereidisegniesecutivieladistintadellearmaturedeglielementistrutturalidell’edificio,dastampareoppuredaesportaresufileinformato.PDF.Grazieallapossibilitàdiesportazioneinformato.DXF,idisegnipossonoessereeventualmenteelaboratisuCADesterni.
La versione di Exist allegata alla presente pubblicazione, utilizzabile anche per scopi pro-fessionali, consente la verifica strutturale completa di edifici fino a 4 piani e 40 fili fissi e la generazione di tutti gli elaborati di calcolo e i disegni.
5.2. Requisiti hardware e software – Processoreda2.00GHz; – MSWindows7/8/10(ènecessariodisporredeiprivilegidiamministratore); – MS.NetFramework4evs.successive; – 250MBliberisull’HDD; – 2GBdiRAM; – Mouseconrotellinadiscroll; – Schedavideo512MBdiRAM; – Monitoracolori1024×768(16milionidicolori); – Accessoadinternetebrowserweb.
5.3. Download del software e richiesta della password di attivazione1) Collegarsialseguenteindirizzointernet:
http://www.grafill.it/pass/959_8.php
2) Inserireicodici“A”e“B”(vediultimapaginadelvolume)ecliccare[Continua].3) Per utenti registratisuwww.grafill.it:inserireidatidiaccessoecliccare[Accedi],accet-
tarelalicenzad’usoecliccare[Continua].4) Per utenti non registratisuwww.grafill.it:cliccaresu[Iscriviti],compilareilformdi
registrazioneecliccare[Iscriviti],accettarelalicenzad’usoecliccare[Continua].5) Unlink per il download del softwareelapassword di attivazionesarannoinviati,in
temporeale,all’indirizzodipostaelettronicainseritonelformdiregistrazione.
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5. INSTALLAZIONEDELSOFTWAREEXIST 85
5.4. Installazione ed attivazione del software1) Fareildownloaddelsetup88-8207-960-4.execliccandosullinkricevutopere-mail.2) Avviarel’installazionedelsoftwarefacendodoppio-clicsulfile88-8207-960-4.exe.3) Cliccaresulpulsante[Installa]dellafinestradisetupe,alcompletamentodellaprocedura
diinstallazione,cliccaresulpulsante[Fine].
IlsoftwaresiinstallerànelseguentepercorsodiMSWindows:
[Start] › [Tutte le app] › [EXIST 2017](cartella)›[EXIST 2017](iconadiavvio)
esiavvieràinversioneTrial(Prova o Demo)chemantienelamaggiorpartedellefunzionalitàdiinputedoutput,peruntempolimitatodi30giorni.
Perutentiinpossessodellapassword di attivazione(v.paragrafo5.3),cliccaresulpulsante[Registrazione]esiapriràlaseguentefinestra:
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VERIFICASTRUTTURALEEDIFICIESISTENTIINCEMENTOARMATO86
Compilarelafinestradiregistrazioneeconcluderecliccandosulpulsante[Avanti].Siapriràunafinestracheriassumeidatidiregistrazionedelsoftware.
Si consiglia di conservare tali dati, al fine di poter effettuare, in un secondo momento e sullo stesso computer, nuove installazioni e registrazioni del prodotto.
Chiuderelafinestradiregistrazionecliccandosulpulsante[Fine].
5.5. Aggiornamenti ed assistenzaIprogrammisonoperiodicamenteaggiornati,conlafinalitàdidareaglistessisempremigliori
caratteristiche,oltrecheunacontinuaaffinitàconleevoluzionidelleNormativevigentiintemadi Costruzioni.
L’acquistodiunsoftwaredadirittoaldownloadeall’utilizzogratuitodegliaggiornamentirilasciaticonlostessonumerodiversioneprincipale.Adesempio,chihaacquistatolaversione2016,potràutilizzaretuttelesuccessiveversioni2016,maperutilizzarelaversione2017dovràprocedereall’acquistodell’aggiornamento.
L’installazionediunaversionesuccessiva,senzalanecessariaregistrazione,permetteràlavalutazionedel prodotto in versionedi prova (oDemo), con le limitazioni precedentementedescritte.
L’aggiornamentoèadiscrezionedell’utentedelsoftware;siconsiglia,comunquedieffettuareconcostanzataliaggiornamenti,inmododaoperareconunostrumentosemprepiùpotenteeaggiornatoaglistandardnormativi,chesisuccedono.GliaggiornamentisonodisponibilisulsitoInternetdellaS.I.S.epossonoesserescaricatiliberamentedagliutentidelsoftware.
Perricevereinformazionisugliaggiornamentideiprogrammiesulleofferte,siconsigliaagliutentidivisitareperiodicamenteilsitoInternetdellaS.I.S.,all’indirizzowww.sis.ingegneria.it.
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CAPITOLO 6
CARATTERISTICHE E MODALITÀ D’IMPIEGO DEL SOFTWARE EXIST
6.1. Ambiente di lavoroL’ambientedilavorodelsoftwaresipresentaconun’interfacciaincuièpossibilevisualiz-
zarelefinestregrafichedeimodellirealizzati,chevieneimmediatamentevisualizzataallaprimaaperturadeiprogrammi,conunmenuadiscesaebarrestrumenti,dovesonopresentiunaseriedicomandi,concuièpossibileaccederealleprincipalifunzionidelsoftware.
Ilsoftwaredisponedifinestredaticheconsentonolamanipolazioneedilcontrollodeivalorinumerici,difinestregrafichedidisegnoedifinestred’aiuto.
Nelseguitosivuoleeffettuareunadescrizionedell’interfacciautente,ovverodituttalaseriedicomandiadisposizionedichiutilizzailsoftware,chiarendoinparticolarecomesonostrutturatiedinchemodoèpossibileinserireidatiedottenereinformazionidalsoftware.
Sullaschermataprincipaleèinoltredisponibileunacomodainterfacciagrafica,comuneallamaggiorpartedeiprogrammiinambienteCAD,sullaqualesivaacomporreilmodello3Ddell’e-dificio,permettendodivisualizzareglielementidefinitinellafasediinputdelprogetto.Nelcasoinveceincuisiapraunprogettogiàrealizzato,l’immaginetridimensionaledell’edificiocomparenellasuddettafinestragrafica,comemostratoinfigura6.1.
Figura 6.1. Interfaccia grafica
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VERIFICASTRUTTURALEEDIFICIESISTENTIINCEMENTOARMATO88
Lapartealtadellafinestrariportanomeelogodelsoftware,equellodelfilecorrente.L’utentehaadisposizioneunaseriedimenudicomandoaccessibilidallabarraprincipale.
Ognicomandoèaccessibile,durantelafasedicreazionedelmodello,senzaunaveraepropriasequenzialitàdiutilizzo,fattaeccezioneperalcunidiessicheilsoftwareprovvedeanonattivarenelcasoincuisidebbanorispettaredellespecifichepropedeuticitàdiinputdiprogetto.
Le informazioni in entrata ed in uscita vengono visualizzate all’attivazione di ciascuncomando,medianteopportunefinestreall’internodellequalisonocontenuteinformazionisottoformaditabelleoschede,edintegratedauninputgrafico-interattivo.
UnHelpinlineasensibilealcontesto(tasto«F1»),puòessererichiamatoogniqualvoltasidesideriun’informazionesulcomandochesistautilizzando.L’HelpdisponediunastrutturaacascataconLink(collegamenti)dacuiaccederedirettamenteagliargomenti.
6.2. Avvio del softwareAll’avviodelsoftwaresiapreunafinestra(figura6.2)cheriportaduepossibilioperazioni:
Crea un Nuovo Progetto o Apre un Progetto Esistente.
Figura 6.2. Avvio del software
6.2.1. Crea un Nuovo Progetto1) IndicareilNome del Progetto.2) SelezionarenellabarraCartella del Progetto,ilpercorsocheindicalaDirectorynella
qualeilprogettoverràsalvato.3) SceglieresecreareunprogettoVuoto o da Modello,selezionandolavocedesiderata.4) Sesiscegliedicreareunprogettoda Modello,indicareilfiledautilizzarecomeprototipo
nellabarraModello.Leoperazioni1)e2)sonoopzionali,difattièpossibilelasciareilcampoinbianco,nonasse-
gnandoalcunnomealprogettoenonindicandoneladirectoryincuisalvarlo.Intalcaso,taliinformazionisarannoautomaticamenterichiestedalsoftware,alprimosalvataggiodelprogetto.