Ing. Gaetano Vedda

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PREMESSA DELLO STUDIO ESEGUITO

L’edificio oggetto d’intervento (fig.1) è

situato nel Comune di Vittoria in Provincia di

Ragusa. Si tratta di un edificio esistente con struttura

portante mista, telai in c.a. e muratura. Il piano terra

è costituito da muratura di blocchi squadrati in tufo,

tipici della zona, mentre i restanti piani in blocchi di

L’intervento oggetto di studio può

riassumersi come di seguito:

Adeguamento sismico per la realizzazione della sopraelevazione del 2° piano e sottotetto non

abitabile;

Ristrutturazione e completamento di tutto lo stabile;

Cambio di destinazione d’uso parziale del piano terra da Garage a locale Commerciale.

DESCRIZIONE DELLO STATO DI FATTO

L’edificio oggetto d’intervento (fig.1) è

situato nel Comune di Vittoria in Provincia di

Ragusa. Si tratta di un edificio esistente con struttura

portante mista, telai in c.a. e muratura. Il piano terra

è costituito da muratura di blocchi squadrati in tufo,

tipici della zona, mentre i restanti piani in blocchi di

laterizi di poroton. L’edificio ha una dimensione in

pianta di circa 11.40 m per 19.15 m. La struttura

risulta in continuità architettonica con altri edifici,

ma isolata strutturalmente su entrambi i prospetti

laterali dell'edificio mediante giunti sismici.

Figura 1 Immagine globale dell’edificio nel suo stato di fatto

La struttura presenta cinque telai in c.a.

trasversali costituiti da ampie travi a spessore (fig.2);

i pilastri perimetrali hanno sezione 30x50 cm,

mentre quelli centrali hanno sezione 30x60 cm e mantegono tali sezioni per tutti i livelli superiori.

Longitudinalmente i telai trasversali sono

connessi, oltre al solaio, dalle sole pareti perimetrali

in muratura con la trave di coronamento.

La fondazione è costituita da plinti isolati e

connessi perimetralmente da un piccolo cordolo in

c.a.. I solai sono in latero-cemento gettati in opera

con sezione pari a 20 cm.

Figura 2 Pianta delle fondazioni e del primo impalcato dello stato di

fatto

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DEFINIZIONE DEL LIVELLO DI

CONOSCENZA

Non disponendo dei dati progettuali originali

e dei certificati di prova dei materiali, è stata

condotta un campagna di indagini strutturali e

geognostiche per definire un livello di conoscenza

medio - LC2 (Conoscenza Adeguata) con un fattore

di confidenza per le verifiche FC=1.20, in tal modo è

possibile utilizzare i metodi di analisi e verifica in

campo non lineare molto più efficienti per gli edifici

esistenti.

La campagna d’indagini e prove strutturali

ha permesso di ricavare le proprietà meccaniche del

calcestruzzo e dell’acciaio, avendo prelevato un

numero di campioni in conformità a quanto previsto

dalle NTC 2008 e dalla circolare esplicativa. I

campioni prelevati sono stati oggetti alle prove di

laboratorio di compressione, per i provini ci cls, e di

trazione, per le barre di armatura.

Figura 3: Esecuzione del carotaggio per il prelievo di un campione

Figura 4: Campioni di calcestruzzo prelevati dall’edificio

Figura 5: Barra di armatura saldata alla barra esistente dopo del

prelievo da un pilastro

Figura 6: Prova pacometrica in un pilastro per l’individuazione delle

armature

Nella muratura presente è stata effettuata

una prova con martinetto piatto singolo per ricavare

lo stato tensionale presente e una con martinetti

piatti doppi per ricavare il modulo elastico della

muratura.

La campagna di indagini geognostiche ha

permesso di ricavare la stratigrafia e la tipologia di

terreno presente.

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VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA

SISMICA DELLO STATO DI FATTO

Ai fini della valutazione della vulnerabilità

sismica è stato messo a punto un modello di calcolo

non lineare, considerando l’interazione tra muratura

e telai in c.a. (figg. 7 e 8).

Le fondazioni non sono state considerate nel

modello di calcolo per far si che il processo di

verifica non dipenda fortemente dalla costante di

sottofondo di Winkler soprattutto per terreni più

deformabili, che essendo una costante di tipo lineare

potrebbe falsare gli scarichi nelle analisi non lieare.

Figura 7: Modello strutturale geometrico dello stato di fatto

Figura 8: Modello strutturale computazionale dello stato di fatto

Per brevità di esposizione si riportano i

risultati dell’analisi con i coefficienti di sicurezza

sismica più bassi

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VERIFICA SISMICA DELLO STATO DI FATTO

ANALISI PUSHOVER - Forze proporzionali alla massa direzione + X + ecc5% Curve di capacità dell’analisi pushover

Domanda → PGADLV=0.164g

Passaggio al sistema ridotto e stima in termini di spostamento e di forza

Stima della Vulnerabilità in termini di Capacità di Spostamento

Capacità / Domanda = 0.85 < 1.00

Stima della Vulnerabilità in termini di Resistenza

Capacità / Domanda = 2.00 < 3.00

Analisi globale della vulnerabilità sismica (SLV)

PGACLV = 0.144g

Analisi globale della vulnerabilità sismica in termini di forza

PGACLV = 0.246g

αUV = 0.875 αUV = 1.496

Rottura a taglio nella muratura

PGACLV =0.122g

Rotazione limite nella muratura

PGACLV =0.198g

3/4 della rotazione ultima in un'asta

PGACLV =0.140g

Rottura a flessione in un'asta

PGACLV =0.166g

αUV = 0.741 αUV = 1.202 αUV = 0.849 αUV = 1.012

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Come si può osservare dalla sintesi:

la struttura è molto vulnerabile per meccanismi di tipo fragile quali rotture a

taglio nei nodi non confinati delle travi non

interagenti con la muratura e dei pilastri;

la stessa risulta vulnerabile per meccanismi duttili quali il raggiungimento della rotazione

limite per lo stato SLV.

Nonostante si abbia un coefficiente di vulnerabilità superiore al 60%, non è

sufficiente per sopraelevare la struttura di due

livelli (compreso il sottotetto).

INTERVENTI PREVISTI

Alla luce di risultati sperimentali dedotti

dalla campagna di indagini strutturali e

geognostiche e dai risultati numerici delle

verifiche condotte della vulnerabilità sismica alle

azioni sismiche orizzontali dello stato di fatto è

emerso un elevato grado di vulnerabilità nei

confronti dei meccanismi fragili a taglio nei nodi

non confinati e un insufficiente capacità per i

meccanismi duttili. Rimane da notare che

nonostante il grado di vulnerabilità nei confronti

dei meccanismi duttili non sia elevato, non è

sufficiente ai fini dello stato di progetto della

struttura, dovendola sopraelevare di due

elevazioni (compreso il sottotetto).

La strategia d’intervento scelta che mira a

riparare i danni, eliminare le carenze strutturali, ed

incrementare la resistenza e duttilità della struttura

ai livelli richiesti dalle norme nel miglior rapporto

costi benefici, è la seguente:

Collegamento dei plinti esistenti in entrambe le direzioni con travi in c.a 70x80 cm, per

ridurre l’asincronismo della risposta sismica

in fondazione limitandone i cedimenti

differenziali in esercizio e permanenti sismici

(SLD), inoltre viene ridotto lo stato di

sollecitazione nel terreno e si aumenta la

portanza;

Figura 9 Pianta delle fondazioni e del primo impalcato dello stato di

progetto

Confinamento delle travi non interagenti con la muratura e dei pilastri perimetrali con

incamiciatura realizzata da angolari

longitudinali metallici e calastrelli trasversali

in modo da aumentare le capacità rotazionali

delle cerniere plastiche nonché la resistenza a

taglio e la duttilità globale;

Ringrosso della sezione dei pilastri centrali e delle travi trasversali.

Una volta adeguato lo stato di fatto si è

passato allo studio della sopraelevazione in c.a. e

muratura in blocchi di laterizi di poroton per il

piano secondo e per il piano sottotetto.

Figura 10: Modello strutturale geometrico dello stato di progetto

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Figura 11: Modello strutturale computazionale dello stato di

progetto

Si riportano nel seguito gli schemi di

alcuni interventi significativi.

Per brevità di esposizione si riportano i

risultati dell’analisi con i coefficienti di sicurezza

sismica più bassi.

Figura 12 Finestra di input degli interventi di rinforzo delle sezioni nel programma di calcolo 3DMacro

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Figura 13 Rinforzo delle sezioni dei pilastri e delle travi mediante incamiciatura con angolari longitudinali metallici e calastrelli trasversali

Figura 14 Rinforzo delle sezioni dei pilastri centrali mediante ringrosso della sezione trasversale

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Figura 15 Rinforzo delle sezioni delle travi trasversali mediante ringrosso della sezione trasversale

Figura 16 Armature delle nuove travi di fondazioni di collegamento dei plinti

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VERIFICA SISMICA DELLO STATO DI PROGETTO

ANALISI PUSHOVER - Forze proporzionali alla massa direzione + X + ecc5% Curve di capacità dell’analisi pushover

Domanda → PGADLV=0.164g

Passaggio al sistema ridotto e stima in termini di spostamento e di forza

Stima della Vulnerabilità in termini di Capacità di Spostamento

Capacità / Domanda = 1.30 > 1.00

Stima della Vulnerabilità in termini di Resistenza

Capacità / Domanda = 1.60 < 3.00

Analisi globale della vulnerabilità sismica (SLV)

PGACLV = 0.212g

Analisi globale della vulnerabilità sismica in termini di forza

PGACLV = 0.306g

αUV = 1.291 αUV = 1.864

Rottura a taglio nella muratura

PGACLV =0.181g

Rotazione limite nella muratura

PGACLV =0.254g

3/4 della rotazione ultima in un'asta

PGACLV =0.204g

Rottura a flessione in

un'asta

PGACLV =0.261g

αUV = 1.04 αUV = 1.545 αUV = 1.242 αUV = 1.586

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Dai risultati ottenuti dalla verifica post-

intervento, si può osservare che la struttura risulta

adeguata per il sito in esame e per tutti gli stati

limite richiesti della normativa in vigore, essendo

tutti i coefficienti αUV > 1.00.

RINGRAZIAMENTI

Questo piccolo documento non può che

chiudersi ringraziando tutto lo staff di 3DMACRO

per la ampia disponibilità dimostrata e per la

professionalità con cui mi hanno aiutato a

raggiungere gli obiettivi necessari per gestire

commesse come quella qui rappresentata.

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