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Corso sulle Norme TecnicheCorso sulle Norme Tecniche

per le costruzioni in zona sismica per le costruzioni in zona sismica

(Ordinanza PCM 3274/2003)(Ordinanza PCM 3274/2003)

GLI EDIFICI ESISTENTIGLI EDIFICI ESISTENTIIN CEMENTO ARMATOIN CEMENTO ARMATO

Prof.Prof. Ing Ing . Angelo MASI . Angelo MASI

DiSGG, Università di BasilicataDiSGG, Università di BasilicataCentro di Competenza Regionale sul Rischio Sismico (CRiS)Centro di Competenza Regionale sul Rischio Sismico (CRiS)

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11.3 Edifici esistenti in cemento armato11.3 Edifici esistenti in cemento armato

11.3.1 Criteri per la scelta dell’intervento11.3.1 Criteri per la scelta dell’interventoTipo, tecnica, entità ed urgenza dell’intervento dipendonoTipo, tecnica, entità ed urgenza dell’intervento dipendono

dall’dall’esito della valutazioneesito della valutazione, tenendo conto di:, tenendo conto di:

•• nel caso di edifici fortemente irregolari (in termini di resistenel caso di edifici fortemente irregolari (in termini di resistenza e/onza e/o

rigidezza) l’intervento deve mirare a correggere tale sfavorevolrigidezza) l’intervento deve mirare a correggere tale sfavorevolee

situazione;situazione;

•• una maggiore regolarità può essere ottenuta tramite il rinforzouna maggiore regolarità può essere ottenuta tramite il rinforzo didiun ridotto numero di elementi o con l’inserimento di elementiun ridotto numero di elementi o con l’inserimento di elementi

aggiuntivi;aggiuntivi;

•• sono sempre opportuni interventi volti a migliorare la duttilitàsono sempre opportuni interventi volti a migliorare la duttilitàlocale;locale;

•• è necessario verificare che l’introduzione di rinforzi localiè necessario verificare che l’introduzione di rinforzi locali

non riduca la duttil ità globale della struttura.non riduca la duttil ità globale della struttura.

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11.3.1.2 Tipo di intervento11.3.1.2 Tipo di intervento

L’intervento può appartenere a una delle seguenti categorieL’intervento può appartenere a una delle seguenti categorie

generali o a particolari combinazioni di esse:generali o a particolari combinazioni di esse:

•• rinforzo o ricostruzione di tutti o parte degli elementirinforzo o ricostruzione di tutti o parte degli elementi

•• modifica dell’organismo strutturale:modifica dell’organismo strutturale:

-- aggiunta di nuovi elementi resistenti (pareti in c.a.,aggiunta di nuovi elementi resistenti (pareti in c.a.,controventi in acciaio, …)controventi in acciaio, …)

-- saldatura di giunti tra corpi di fabbricasaldatura di giunti tra corpi di fabbrica

-- ampliamento dei giuntiampliamento dei giunti-- eliminazione di elementi particolarmente vulnerabilieliminazione di elementi particolarmente vulnerabili

-- eliminazione di eventuali piani “deboli”eliminazione di eventuali piani “deboli”

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11.3.1.2 Tipo di intervento (segue)11.3.1.2 Tipo di intervento (segue)L’intervento può appartenere a una delle seguenti categorieL’intervento può appartenere a una delle seguenti categorie

generali o a particolari combinazioni di esse:generali o a particolari combinazioni di esse:

•• introduzione di un sistema strutturale aggiuntivo in grado diintroduzione di un sistema strutturale aggiuntivo in grado diresistere per intero all’azione sismica di progetto;resistere per intero all’azione sismica di progetto;

•• eventuale trasformazione di elementi non strutturali ineventuale trasformazione di elementi non strutturali in

elementi strutturali (es. incamiciatura in c.a. di pareti inelementi strutturali (es. incamiciatura in c.a. di pareti inlaterizio);laterizio);

•• introduzione di una protezione passiva medianteintroduzione di una protezione passiva mediante strutture distrutture di

controventocontrovento dissipativedissipative e/oe/o isolamento alla baseisolamento alla base;;•• riduzione delle masse;riduzione delle masse;

•• limitazione o cambiamento della destinazione d’usolimitazione o cambiamento della destinazione d’uso

dell’edificio;dell’edificio;•• demolizione parziale o totale.demolizione parziale o totale.

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11.3.2 Progetto dell’intervento11.3.2 Progetto dell’interventoIl progetto dell’intervento deve comprendere i seguenti punti:Il progetto dell’intervento deve comprendere i seguenti punti:

•• scelta delle tecniche e/o dei materiali;scelta delle tecniche e/o dei materiali;

•• dimensionamento preliminare dei rinforzi e degli eventuali elemedimensionamento preliminare dei rinforzi e degli eventuali elementintistrutturali aggiuntivistrutturali aggiuntivi

•• analisi strutturale considerando le caratteristiche della struttanalisi strutturale considerando le caratteristiche della strutturaura

postpost

--interventointervento

•• le verifiche della strutturale verifiche della struttura postpost--interventointervento saranno eseguite:saranno eseguite:-- per gli elementi esistenti, riparati o rinforzati in accordo coper gli elementi esistenti, riparati o rinforzati in accordo conn

quanto indicato ai punti successiviquanto indicato ai punti successivi

-- per gli elementi di nuova costruzione in accordo alle prescriziper gli elementi di nuova costruzione in accordo alle prescrizionionivalide per tali strutturevalide per tali strutture

•• nel caso in cui l’intervento consista in unnel caso in cui l’intervento consista in un isolamento alla baseisolamento alla base

si seguiranno, sia per l’analisi che per le verifiche, lesi seguiranno, sia per l’analisi che per le verifiche, leprescrizioni di cui al capitolo 10.prescrizioni di cui al capitolo 10.

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11.3.3 Modelli di capacità per la11.3.3 Modelli di capacità per la valutazionevalutazione

11.3.3.1 Travi e pilastri: flessione con e senza sforzo normale11.3.3.1 Travi e pilastri: flessione con e senza sforzo normale

11.3.3.2 Travi e pilastri: taglio11.3.3.2 Travi e pilastri: taglio

11.3.3.3 Nodi trave11.3.3.3 Nodi trave – – pilastropilastro

11.3.4 Modelli di capacità per il11.3.4 Modelli di capacità per il rinforzorinforzo

11.3.4.1 Incamiciatura in c.a.11.3.4.1 Incamiciatura in c.a.

11.3.4.2 Incamiciatura in acciaio11.3.4.2 Incamiciatura in acciaio

11.3.4.3 Placcatura e fasciatura con FRP11.3.4.3 Placcatura e fasciatura con FRP

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11.3.3 Modelli di capacità per la valutazione11.3.3 Modelli di capacità per la valutazione


La capacitLa capacitàà deformativadeformativa di travi e pilastridi travi e pilastri èè definita con riferimentodefinita con riferimento

alla rotazionealla rotazione θ θ della sezione ddella sezione d’’estremitestremitàà rispetto alla congiungenterispetto alla congiungentequestquest’’ultima con la sezione di momento nullo (ultima con la sezione di momento nullo (““rotazione rispetto allarotazione rispetto alla

cordacorda””) a distanza pari alla luce di taglio) a distanza pari alla luce di taglio LLV V = M / V = M / V ..

LLV V = M / V = M / V

θ θ

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SL di CO:SL di CO: θ θ u u

SL di DS:SL di DS: θ θ SDSD

SL di DL:SL di DL: θ θ y y

)45.1(25)(),01.0max(

),01.0max()3.0(

)37.01)(7.1

1)(38.01(

100)(

425.0

2.0

d c

yw

sx f

f

V c

wallsl

cycst u

h

L f

aa

aa

ρ αρ

ν

ω

ω

θ

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ ′⋅

⋅−+−=

c

ybsy

slV

y y f d d

f d L

)(

25.00025.0

3 ′−++=

ε α φ θ

θ SD = 3 /4 θ u


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11.3.3.2 Travi e pilastri: taglio11.3.3.2 Travi e pilastri: taglioLa resistenza a taglio si valuta come per il caso di nuove costLa resistenza a taglio si valuta come per il caso di nuove costruzioniruzioni

per situazioni non sismiche.per situazioni non sismiche.

1) Verifica nel conglomerato )cot1(30,02 α +=≤ d b f V V wcd Rd Sd

2) Verifica nell’armaturatrasversale d’anima wd cd Rd Sd V V V V 3 +=≤ δ 60.0 d b f V wctd cd =

αα+= sen)cot1(9.0 ywd swwd f d s

AV

3) Verifica dell’armatura longitudinale Traslazione del diagrammadei momenti

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11.3.3.3 Nodi trave11.3.3.3 Nodi trave -- pilastropilastroLa verifica di resistenza deve essere eseguita solo per i nodi nLa verifica di resistenza deve essere eseguita solo per i nodi nonon

interamente confinati.interamente confinati.

Nodi non interamente confinati Nodi non interamente confinati Nodi confinati Nodi confinati

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11.3.3.3 Nodi trave11.3.3.3 Nodi trave – – pilastropilastro Nodi NON ConfinatiNodi NON ConfinatiDeve essere verificata sia la resistenza a trazione che quella aDeve essere verificata sia la resistenza a trazione che quella a

compressione:compressione:

( )MPain3.022

22

ccn

nt f f A

V

A

N

A

N ≤

⎟⎟ ⎞

⎜⎜⎛

+⎟⎟ ⎞

⎜⎜⎛

−=σ ggg ⎠⎝ ⎠⎝

Verifica a trazioneVerifica a trazione

c

g

n

gg

nc f A

V

A

N

A

N 5.0

22

22

≤⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ +

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ +=σ Verifica a compressioneVerifica a compressione

•• N N indica lindica l’’azione assiale presente nel pilastro superioreazione assiale presente nel pilastro superiore

•• V V nn indica il taglio totale agente sul nodo, considerando sia il taindica il taglio totale agente sul nodo, considerando sia il taglio derivanteglio derivante

dalldall’’azione presente nel pilastro superiore, sia quello dovuto alla sazione presente nel pilastro superiore, sia quello dovuto alla sollecitazione diollecitazione di

trazione presente nelltrazione presente nell’’armatura longitudinale superiore della travearmatura longitudinale superiore della trave•• A Ag g indica la sezione orizzontale del nodo.indica la sezione orizzontale del nodo.

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11.3.4 Modelli di capacità per il rinforzo11.3.4 Modelli di capacità per il rinforzo

11.3.4.1 Incamiciatura in c.a.11.3.4.1 Incamiciatura in c.a.

Può essere applicata aPuò essere applicata a pilastripilastri oo paretipareti per conseguire tutti oper conseguire tutti o

alcuni dei seguentialcuni dei seguenti obiettiviobiettivi::

•• aumento della capacità portante verticale;aumento della capacità portante verticale;

•• aumento della resistenza a flessione e/o taglio;aumento della resistenza a flessione e/o taglio;

•• aumento della capacitàaumento della capacità deformativadeformativa;;

•• miglioramento dell’efficienza delle giunzioni per sovrapposizionmiglioramento dell’efficienza delle giunzioni per sovrapposizione.e.

Ai fini della valutazione della resistenza e della deformabilit Ai fini della valutazione della resistenza e della deformabilitàà

sono accettabili le seguentisono accettabili le seguenti ipotesiipotesi semplificativesemplificative::

•• l’elemento incamiciato si comportal’elemento incamiciato si comporta monoliticamentemonoliticamente, con piena aderenza, con piena aderenza

tra il calcestruzzo vecchio e il nuovo;tra il calcestruzzo vecchio e il nuovo;

•• si considera che il carico assiale agisca sull’intera sezione insi considera che il carico assiale agisca sull’intera sezione incamiciata;camiciata;

•• le proprietà meccaniche del calcestruzzo della camicia si considle proprietà meccaniche del calcestruzzo della camicia si consideranoeranoestese all’intera sezione.estese all’intera sezione.

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11.3.4.2 Incamiciatura in acciaio11.3.4.2 Incamiciatura in acciaio

Può essere applicata aPuò essere applicata a pilastripilastri oo paretipareti per conseguire tutti oper conseguire tutti o

alcuni dei seguentialcuni dei seguenti obiettiviobiettivi::

•• aumento della resistenza a taglio;aumento della resistenza a taglio;

•• aumento della capacitàaumento della capacità deformativadeformativa;;

•• miglioramento dell’efficienza delle giunzioni per sovrapposizionmiglioramento dell’efficienza delle giunzioni per sovrapposizione;e;

•• aumento della capacità portante verticale (aumento della capacità portante verticale (confinamentoconfinamento).).

Le camicie in acciaio sono costituite da quattro profili angolar Le camicie in acciaio sono costituite da quattro profili angolar i sui qualii sui quali

vengono saldate bande di dimensioni e interasse adeguati (vengono saldate bande di dimensioni e interasse adeguati (calastrellicalastrelli),),

oppure avvolti in nastri in acciaio opportunamente dimensionati.oppure avvolti in nastri in acciaio opportunamente dimensionati.Le bande possono essereLe bande possono essere preriscaldatepreriscaldate prima della saldatura e i nastriprima della saldatura e i nastri

presollecitatipresollecitati, in modo da fornire successivamente una pressione di, in modo da fornire successivamente una pressione di

confinamentoconfinamento..

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11.3.4.3 Placcatura e fasciatura in FRP11.3.4.3 Placcatura e fasciatura in FRP

LL’’uso del FRPuso del FRP èè finalizzato ad uno dei seguentifinalizzato ad uno dei seguenti obiettiviobiettivi::

•• aumento della resistenza a taglio di pilastri e pareti medianteaumento della resistenza a taglio di pilastri e pareti mediante

applicazione di fasce di FRP con le fibre disposte secondo laapplicazione di fasce di FRP con le fibre disposte secondo la

direzione delle staffe;direzione delle staffe;

•• aumento della duttilitaumento della duttilitàà nelle parti terminali di travi e pilastri mediantenelle parti terminali di travi e pilastri mediante

fasciatura con FRP con fibre continue disposte lungo il perimetr fasciatura con FRP con fibre continue disposte lungo il perimetr o;o;

•• miglioramento dellmiglioramento dell’’efficienza delle giunzioni per sovrapposizione,efficienza delle giunzioni per sovrapposizione,

mediante fasciatura con FRP con fibre continue disposte lungo ilmediante fasciatura con FRP con fibre continue disposte lungo il

perimetro.perimetro.

Ai fini delle verifiche di sicurezza degli elementi rafforzati Ai fini delle verifiche di sicurezza degli elementi rafforzati con FRP sicon FRP si

possono adottare le procedure e le formule riportate nellpossono adottare le procedure e le formule riportate nell’’allegato 11.B.allegato 11.B.

ÀÀ

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EC8EC8--3 (3 (draftdraft n. 6, marzo 2004): PRINCIPALI NOVITÀn. 6, marzo 2004): PRINCIPALI NOVITÀ

Verifica con lVerifica con l ’’ impiego del fattore di struttura qimpiego del fattore di struttura qEE’’ possibile utilizzare lo spettro di progetto (come definito perpossibile utilizzare lo spettro di progetto (come definito per gli edifici nuovi) che sigli edifici nuovi) che si

ottiene dallo spettro elastico riducendone le ordinate per il faottiene dallo spettro elastico riducendone le ordinate per il fattore di struttura q.ttore di struttura q.

In questo caso, tutti gli elementi strutturali devono soddisfareIn questo caso, tutti gli elementi strutturali devono soddisfare la condizione che lala condizione che la

sollecitazione indotta dallsollecitazione indotta dall’’azione sismica ridotta sia inferiore o uguale allaazione sismica ridotta sia inferiore o uguale alla

corrispondente resistenza.corrispondente resistenza.

Il valore da adottare per il fattore qIl valore da adottare per il fattore q èè pari, rispettivamente, a 1.5 e 2 per gli edifici inpari, rispettivamente, a 1.5 e 2 per gli edifici in

c.a. ed in acciaio, indipendentemente dalla tipologia strutturalc.a. ed in acciaio, indipendentemente dalla tipologia strutturale.e.LL’’utilizzo di valori superiori a quelli indicati deve essere adeguutilizzo di valori superiori a quelli indicati deve essere adeguatamente giustificatoatamente giustificato

con riferimento alla duttilitcon riferimento alla duttilitàà disponibile a livello locale e globale.disponibile a livello locale e globale.

C ( f À) C O À

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Livelli di conoscenza, proprietLivelli di conoscenza, proprietàà dei materiali, fattori di confidenzadei materiali, fattori di confidenza

llll livello di conoscenza acquisito determina il metodo di analisilivello di conoscenza acquisito determina il metodo di analisi e ie i Fattori diFattori diConfidenza (FC)Confidenza (FC) da applicare alle proprietda applicare alle proprietàà dei materiali.dei materiali.

Per il calcolo delle capacitPer il calcolo delle capacitàà degli elementi si utilizzano idegli elementi si utilizzano i valori medi delle proprietvalori medi delle proprietàà

dei materiali esistenti, come ottenuti dalle prove indei materiali esistenti, come ottenuti dalle prove in situsitu e da eventuali informazionie da eventuali informazioniaggiuntive, divisi per FC in funzione del livello di conoscenzaaggiuntive, divisi per FC in funzione del livello di conoscenza raggiunto.raggiunto.

GeometriaGeometria(carpenterie)(carpenterie)

Dettagli strutturaliDettagli strutturali ProprietProprietàà dei materialidei materiali MetodiMetodianalisianalisi

Fattori diFattori diConfidenzaConfidenza

LC1LC1 Progetto simulato in accordoalle norme dell’epocae

limitate verifiche in-situ

Valori usuali per la praticacostruttiva dell’epocae

limitate prove in-situ

Analisilinearestatica odinamica

1.35

LC2LC2 Disegni costruttivi incompleti+

limitate verifiche in situoppure

estese verifiche in-situ

Dalle specifiche originali diprogetto

+limitate prove in-situ

oppureestese prove in-situ

Tutti 1.20

LC3LC3 Disegni costruttivi completi+

limitate verifiche in situoppure

esaustive verifiche in-situ

Dai certificati di provaoriginali

+limitate prove in situ

oppureesaustive prove in-situ

Tutti 1.00

Da disegni diDa disegni dicarpenteriacarpenteriaoriginali conoriginali con

rilievo visivo arilievo visivo acampionecampione

oppureoppurerilievo exrilievo ex--novonovo

completocompleto

EC8EC8 3 (3 (d fd ft 6 2004) PRINCIPALI NOVITÀ6 2004) PRINCIPALI NOVITÀ

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Valutazione delle rotazioni di collassoValutazione delle rotazioni di collasso

)25,1(25

);01,0(max

)';01,0(max)3,0(016,0

1d c

ywsx

100

35,0

V

225.0

c

el

um

ρ αρ

ν

ω

ω

γ

θ ⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⎟

⎠

⎞⎜

⎝

⎛ ⎥

⎦

⎤⎢

⎣

⎡⋅=

f

f

h

L f (1)(1)

el = 1.5 per gli elementi primari ed 1.0 per gli elementi secondari

per le pareti il valore dato dall’espressione (1) deve essere divisoper 1.6

in caso di acciaio incrudente il valore dato dall’espressione (1) deve

essere diviso per 1.6 negli elementi non dotati di adeguati dettagli di tipo antisismico il

valore dato dall’espressione (1) deve essere moltiplicato per 0.85

in presenza di barre lisce il valore dato dall’espressione (1) deve

essere moltiplicato per 0.575.

EC8EC8 3 (3 (d ftd ft 6 2004) PRINCIPALI NOVITÀ6 2004) PRINCIPALI NOVITÀ

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Valutazione delle rotazioni di collassoValutazione delle rotazioni di collasso

0,010

0,015

0,020

0,025

0,030

0,035

0,040

0,045

0,050

0,055

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

υ

fc 10

fc 15

fc 20

θ θ um

0,0100,015

0,020

0,025

0,030

0,035

0,040

0,0450,050

0,055

0,060

0,065

150 200 250 300 350 400 450

pst

υ

fc 10

fc 15

fc 20

θ θ um

)25,1(25);01,0(max

)';01,0(max)3,0(016,0

1d c

ywsx

10035,0

V225.0

c

el

um

ρ αρ

ν

ω

ω

γ θ

⎟⎟ ⎠ ⎞⎜⎜

⎝ ⎛

⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⋅= f

f

h

L f

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