Valutazione della vulnerabilità sismica UNIVERSITA’ POLITECNICA DELLE MARCHE FACOLTA’ DI INGEGNERIA Corso di Laurea in Ingegneria Edile – Architettura Dipartimento di Architettura Costruzioni Strutture Valutazione della vulnerabilità sismica della scuola primaria ‘Silvio Zavatti’ in Civitanova Laureanda: Andreani Virginia Relatore: Prof. Ing. Luigino Dezi Correlatore: Prof. Ing.Alessandro Balducci

SCUOLA PRIMARIA ‘SILVIO ZAVATTI’ Civitanova Marche : viale Vittorio Veneto ANNO DI COSTRUZIONE US principale: 1930-1934 circa US aggiuntiva anni ’60

SENZA CONTINUITA’ STRUTTURALE P R O S E T U A L CONTATTO SENZA CONTINUITA’ STRUTTURALE

LC FC LC LC1 → FC=1,35 1500 500 RILIEVO DETTAGLI COSTRUTTIVI NTC 2008 LC FC RILIEVO (Geometrico - strutturale) Completo e dettagliato: elaborazione carpenterie, prospetti strutturali LC LC1→FC=1,35 LC2→FC=1,20 LC3→FC=1,00 Verifiche in situ limitate (LC1) DETTAGLI COSTRUTTIVI Verifiche in situ estese ed esaustive (LC3, LC2) Indagini in situ limitate (LC1) PROPRIETA’ MATERIALI Indagini in situ estese (LC2) Indagini in situ esaustive (LC3) LC1 → FC=1,35 DETTAGLI COSTRUTTIVI Grado connessione trasversale (buono) Dettaglio scala in c.a: soletta rampante sp.20 cm.(armatura 6φ12 ml, staffeφ8 ogni 30 cm) Dettaglio solaio in laterocemento (26+4, travetti in laterizio) e portanza (450 kg/mq rimane campo el.) Tipologia fondazioni (continue) Presenza cordolo di piano 1500 MATERIALI Tipologia cls (Rck 25N/mmq) Tipologia barre (lisce, FeB32k) Mattoni pieni e malta di calce 500 RILIEVO Architettonico ufficio tecnico Rilievo fotografico - geometrico: carpenterie e prospetti strutturali Quadro fessurativo

P R O S E T I STRUTTURAL C A R P E N T I

PROGETTO SIMULATO TELAI IN C.A. ALLE TENSIONI AMMISSIBILI Mancanza progetto originario TELAIO LONGITUDINALE SECONDARIO TELAIO LONGITUDINALE PRINCIPALE TELAIO TRASVERSALE

Braccetti infinitamente rigidi (nodo rigido nel piano) TELAIO EQUIVALENTE A N L I S D M C MODELLO UNICO A Z I O N S M C H E LINEARE COMPORTAMENTO DINAMICO MODELLO Solai infinitamente rigidi nel piano (Costrain di piano) Braccetti infinitamente rigidi (nodo rigido nel piano) Solai deformabili nel piano (Elementi shell sp. 4 cm ) Zona deformabile (lunghezza efficace pari alla luce libera delle aperture)

A N AL I S I M O D A L E E F T I O R S N A L M P NT I MODO DI VIBRARE Massa Partecipante y = 49% T= 0,472 s II MODO DI VIBRARE Massa Partecipante y = 10% T= 0,352 s III MODO DI VIBRARE Massa Partecipante x = 36% T= 0,334 s IV MODO DI VIBRARE Massa Partecipante x = 37% T= 0,315 s

Mu=(l2·t·σo/2)·(1-σo/0,85·fd) Maschio murario 2,65x0,41m ANALISI DINAMICA LINEARE: VERIFICA DEGLI SPOSTAMENTI ALLO SLO Sism x SLV +- Sism x SLV -+ Deformata Drift di piano Verifica dei nodi ad angolo dell’edificio (condizione peggiore in termini di spostamento) Consideriamo spostamento assoluto della combinazione più gravosa di tutti i nodi ad angolo dell’edificio N V+ M+ N V- M- ANALISI DINAMICA LINEARE: VERIFICHE DI SICUREZZA ALLO SLV PRESSOFLESSIONE NEL PIANO MASCHI MURARI TAGLIO MASCHI MURARI Verifica di ogni singolo maschio murario Vt2 Vt1 Vu=min (Vt1, Vt2) Sollecitazioni delle combinazioni sismiche più gravose devono ricadere nel dominio Vt1=l’·t·fvd Mu=(l2·t·σo/2)·(1-σo/0,85·fd) Vt2=(l·t·1,5·τod/b) ·√(1+σo/(1,5·τod))

ANALISI DINAMICA LINEARE: INDICI DI RISCHIO

US 2 US 6

VERIFICA DEGLI ELEMENTI IN C.A. A COMPORTAMENTO DUTTILE CARPENTERIA QUOTA +2,5 m s.p.c. (US 2) CARPENTERIA QUOTA +7,5 m s.p.c. (US 2)

CERNIERE PRESSOFLESSIONALI ANALISI STATICA NON LINEARE (PUSHOVER): Modello a plasticità concentrata DEFINIZIONE CERNIERE PLASTICHE ELEMENTI IN MURATURA CERNIERE PRESSOFLESSIONALI MASCHI MURARI (PM2/M3) CERNIERE A TAGLIO MASCHI MURARI (V3/V2) CERNIERE A TAGLIO FASCE DI PIANO (V3/V2) Posizione: estremità braccetti rigidi Comportamento duttile e simmetrico Legame costitutivo elastico perfettamente-plastico: Rotazione ultima 0,006H Posizione: mezzeria zona deformabile Comportamento duttile e simmetrico Legame costitutivo elastico perfettamente-plastico: Spostamento ultimo 0,004H Posizione: mezzeria zona deformabile Comportamento fragile e simmetrico 0,006H 0,004H Fase lineare: cerniera governata dal dominio M-N DEFINIZIONE CERNIERE PLASTICHE ELEMENTI IN C.A. A COMPORTAMENTO DUTTILE Travi : posizionate in corrispondenza baricentro ferri piegati (cerniereM3 flessionali) Pilastri : posizionate ad una distanza minima dal nodo dove è più probabile che avvenga la plasticizzazione (cerniere PM2M3 pressoflessionali) Mu=(l2·t·σo/2)·(1-σo/0,85·fd)

INDICI DI RISCHIO ANALISI STATICA NON LINEARE CURVA DI PUSHOVER: Vb=Taglio alla base d=Spostamento del punto di controllo Caso di analsi +PmodeTx+(US6) Vb (N) Step ultimo corrispondente al decadimento del 20% Forza massima raggiunta d(m) SLU INDICI DI RISCHIO ANALISI STATICA NON LINEARE Confronto capacità = curva di pushover con la domanda forzante esterna = spettro elastico SLV ridotto in funzione delle capacità dissipative struttura nel piano ADRS (Sa-Sd) METODO CSM METODO N2 Sa Sd(m) DUTTILITA’ REALE STRUTTURA : 2,5/3,5 > 2,25 ASSUNTA IN CAMPO LINEARE

Caso di analisi : +PmodeTx-, Step 2 IR (US 6) DINAMICA LINEARE STATICA I primi elementi a cernierizzarsi a taglio in campo non lineare coincidono con gli elementi aventi IR minori in campo lineare. DINAMICA IR INCREMENTANO MEDIAMENTE DEL 23% PASSANDO DALL’ANALISI LINEARE A NON LINEARE STATICA IR (US 6) STATICA NON LINEARE DINAMICA Caso di analisi : +PmodeTx-, Step 2 Occupazione immediata Prevenzione collasso

IR X IR Y AREE RESISTENTI AREA X AREA Y INDICI DI RISCHIO (US 2) ANALISI STATICA NON LINEARE: PRESENZA TELAIO IN C.A Pochi elementi in c.a. che si cernierizzano : non pregiudicano l’analisi essendo caratterizzati da una riserva ampia di resistenza con parametri di spostamento limite del telaio di gran lunga più elevati rispetto alla muratura. IR X Collasso struttura: dovuto alla crisi a taglio maschi murari IR Y AREE RESISTENTI AREA X AREA Y Caso di analisi : +PmodeTx+, Step 3

ANALISI IN CAMPO NON LINEARE AL VARIARE DI FC E PROPRIETA’ MATERIALI FC=1,35 PARAMETRI DI RESISTENZA MINIMI ANALISI IN CAMPO NON LINEARE AL VARIARE DI FC E PROPRIETA’ MATERIALI FC=1,00 PARAMETRI DI RESISTENZA MINIMI FC=1,00 PARAMETRI DI RESISTENZA MEDI GLI INDICI DI RISCHIO, PER OGNI CASO DI ANALISI, INCREMENTANO MEDIAMENTE DEL 25% PASSANDO DA FC=1,35 E PARAMETRI MINIMI A FC=1 E PARAMETRI MEDI, RAGGIUNGENDO IR=0,8.

LC3 IR< 0,8 IR>0,8 CONVENIENTE RAGGIUNGERE LC3 RISULTATI ANALISI COMPROMESSI DAL LC1 CONVENIENTE RAGGIUNGERE LC3 RILIEVO GEOMETRICO: completo e dettagliato DETTAGLI COSTRUTTIVI: verifiche in situ estese ed esaustive Rilievo visivo Saggi muratura che consentano di esaminarne le caratteristiche sia in superficie che nello spessore murario. PROPRIETÀ DEI MATERIALI: indagini in situ esaustive Saggi superficiali ed interni della muratura Prove con martinetto piatto doppio Prove di caratterizzazione della malta e mattoni Prove sperimentali su campioni indisturbati Metodi di prova non distruttivi a complemento LC3 Resistenze: media dei risultati delle prove. Moduli elastici: media delle prove IR< 0,8 IR>0,8 Intervento mirato a migliorare la resistenza maschi murari La struttura non necessita di intervento Investire sulle prove = Evitare interventi inutili. Placcaggio delle murature con tessuti o lamine in materiale resistente a trazione (fibre di carbonio)

GRAZIE PER L’ATTENZIONE