! ! d r. i n g. S e r g i o D e l l ’ A n n a 33170 Pordenone via G. Gozzi, 5 ! tel. 0434-28992 fax 0434-246292 s t u d i o d i i n g e g n e r i a c i v i l e e-mail [email protected] ! !
1. Caratteristiche costruttive fabbricato
a) Consultazione documentazione di progetto
b) Rilievo geometrico della struttura
c) Rilievo fotografico
2. Caratteristiche materiali
a) Identificazione materiali e tipologie murature
b) Indagini strumentali e caratterizzazione resistenza materiali
3. Verifica dell’edificio
a) Verifica in condizioni statiche
b) Verifica in condizioni sismiche
PERCORSO DI STUDIO
Progetto del 1909
Lavori di costruzione fabbricato scolastico
CONTRATTO D’APPALTO
Documentazione consultata
Documentazione consultata
Collaudo del 1913
Adeguamento alle norme antincendio e abbattimento delle barriere architettoniche. Anno 1992
Ampliamento refettorio e sala polivalente. Anno 2001
ELABORATI GRAFICI PROGETTO DI MANUTENZIONE ED
AMPLIAMENTO
Caratteristiche dei materiali: MURATURE
INDAGINI SULLE MURATURE:
1. Indagini endoscopiche
2. Saggi d’angolo sulle murature
3. Indagini sclerometriche sulle malte
4. Prova con martinetti piatti
MURATURE: verifica di resistenza
VERIFICA CONSISTENZA DELLA MALTA
Sclerometro per malta
Punti di indagine
MURATURE: verifica di resistenza
PROVA DI COMPRESSIONE SULLA MURATURA: Prova con martinetti piatti STRUMENTI
Martinetto piatto
Troncatrice idraulica
Pompa manuale Manometro di precisione
Sensori potenziometrici Unità di acquisizione
Rilievo tensione di esercizio
MURATURE: verifica di resistenza
PROVA DI COMPRESSIONE SULLA MURATURA: Prova con martinetti piatti
Esecuzione 1° taglio e inserimento del martinetto inferiore Esecuzione 2° taglio e inserimento del
martinetto superiore
Cicli di carico e scarico
ESECUZIONE
Rottura della muratura
Caratteristiche dei materiali: STRUTTURE IN LEGNO
INDAGINI SULLE STRUTTURE IN LEGNO DI
COPERTURA:
1. Misure resistografiche
2. Misure dell’umidità
3. Rilievo dimensione elementi
STRUTTURE IN LEGNO: indagini strumentali
STRUMENTI DI MISURA
Misura della resistenza alla perforazione degli elementi lignei
Misura umidità relativa elemento
Penetrometro da legno
Igrometro
Esempio di profilo grafico risultante: - ascissa = profondità relativa - ordinata = indice di resistenza riscontrato
ESEMPIO GRAFICO DI LETTURA
STRUTTURE IN LEGNO: indagini strumentali
Profilo tipo
SOLAIO CALPESTIO PRIMO PIANO: Identificazione orditura e tipologia
Solaio H=28+4 cm a travetti precompressi binati tipo RDB 9/12 interasse 72 cm
VERIFICA IN CONDIZIONI STATICHE: Verifiche murature
Parete A
Combinazione
Sforzo Assiale Pressoflessione (fuori piano)
Tensione agente
[MPa]
Tensione di compressione
di design
[MPa]
Sfruttamento M, agente
[kNm]
M, ultimo
[kNm] Sfruttamento
SLU 0.47 1.07 44% 36.50 50.97 72%
ESERCIZIO (solo permanenti)
0.31 / / / / /
VERIFICA IN CONDIZIONI STATICHE: Verifiche murature
Parete B
Combinazione
Sforzo Assiale Pressoflessione (fuori piano)
Tensione agente
[MPa]
Tensione di compressione
di design
[MPa]
Sfruttamento M, agente
[kNm]
M, ultimo
[kNm] Sfruttamento
SLU 0.48 1.07 45% 11.01 18.99 58%
ESERCIZIO
(solo permanenti) 0.30 / / / / /
VERIFICA IN CONDIZIONI STATICHE: Verifiche murature
Parete C
Combinazione
Sforzo Assiale Pressoflessione
Tensione agente
[MPa]
Tensione di compressione di
design
[MPa]
Sfruttamento M, agente
[kNm]
M, ultimo
[kNm] Sfruttamento
SLU 0.36 1.07 34% 7.40 67.26 11%
ESERCIZIO (solo permanenti)
0.28 / 26% / / /
VERIFICA IN CONDIZIONI STATICHE: Verifiche murature
Parete D
Combinazione
Sforzo Assiale Pressoflessione
Tensione agente
[MPa]
Tensione di compressione di
design
[MPa]
Sfruttamento M, agente
[kNm]
M, ultimo
[kNm] Sfruttamento
SLU 0.39 1.07 36% 4.27 32.87 13%
ESERCIZIO (solo permanenti)
0.28 / 26% / / /
VERIFICA IN CONDIZIONI STATICHE: Verifiche murature
Parete E
Combinazione
Sforzo Assiale Pressoflessione
Tensione agente
[MPa]
Tensione di compressione di
design
[MPa]
Sfruttamento M, agente
[kNm]
M, ultimo
[kNm] Sfruttamento
SLU 0.51 1.07 48% 6.35 12.50 51%
ESERCIZIO (solo permanenti)
0.32 / 30% / / /
Capriata mista legno - acciaio
.
Modellazione agli elementi finiti GEOMETRIA
CARICHI
DIAGRAMMA SFORZO NORMALE ASTE
Tasso di sfruttamento
Puntone legno = 0.49
Tirante acciaio = 0.44
VERIFICA IN CONDIZIONI STATICHE: Verifiche capriate
Capriata in legno Modellazione agli elementi finiti GEOMETRIA
CARICHI
DIAGRAMMA SFORZO NORMALE ASTE
Tasso di sfruttamento
Puntone legno = 0.46
Tirante legno = 0.47
VERIFICA IN CONDIZIONI STATICHE: Verifiche capriate
VERIFICA IN CONDIZIONI SISMICHE
Anni di costruzione 1909-1913
Mappa di zonizzazione sismica del 1909 (in seguito a terremoto di Messina del 28.12.1908)
Il territorio comunale di Cordenons ricade
in un’area con rischio sismico nullo
VERIFICA IN CONDIZIONI SISMICHE
Una porzione dell’attuale territorio
friulano viene definito a rischio sismico di
categoria 2
Mappa di zonizzazione sismica del 1930 Ridefinita a seguito di eventi tellurici accaduti in Friuli 23.03.1928, Irpinia del
23.07.1930 e Marche 30.10.1930
Il territorio comunale di Cordenons ricade
in un’area con rischio sismico nullo
VERIFICA IN CONDIZIONI SISMICHE
Gran parte del territorio regionale viene definito a
rischio sismico , il Comune di Cordenons è classificato in categoria 2
Mappa di zonizzazione sismica del 1984 Ridefinita a seguito di eventi tellurici accaduti in Friuli il 06.05.1976
ed in Irpinia il 23.11.1980
Ag=0,25g
VERIFICA IN CONDIZIONI SISMICHE
L’intero territorio italiano è classificato come zona
sismica a seguito dell’entrata in vigore dell’Ordinanza
OPCM 3274
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Tempo [s]
Acc
eler
azio
ne d
el T
erre
no
[m/s
ec2 ]
Accelerogramma zona 2 basato su una probabilità di accadimento nel tempo di riferimento pari al 10% Mappa di zonizzazione sismica del 2004
Ridefinita a seguito di eventi tellurici accaduti in Friuli il 06.05.1976 ed in Irpinia il 23.11.198
Ag=0,25g
VERIFICA IN CONDIZIONI SISMICHE
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Tempo [s]
Acc
eler
azio
ne d
el T
erre
no
[m/s
ec2 ]
Ag=0,25g
Mappa di zonizzazione sismica del 2012
VERIFICA IN CONDIZIONI SISMICHE
Fasi dell’analisi sismica
• Analisi Globale dell’edificio
• Analisi dei possibili meccanismi locali di Collasso
VERIFICA IN CONDIZIONI SISMICHE: Analisi sismica globale
Modellazione della struttura con elementi FEM
Prima vista assonometrica del modello agli elementi finiti
Seconda vista assonometrica del modello agli elementi finiti
Assegnazione carichi livello superiore
L’analisi dell’edificio è avvenuta valutando resistenza e capacità di spostamento, delle murature del piano terreno
Sono stati definiti due tipi di murature resistenti: muro di spessore 40 cm in pietra
e muratura in mattoni di spessore 25 cm
VERIFICA IN CONDIZIONI SISMICHE: Analisi sismica globale
Individuazione murature resistenti
Murature non resistenti alle azioni orizzontali
Murature in mattoni pieni comuni a 2 teste spessore 25 cm
Murature esistenti in pietra a spacco con buona tessitura
Direzione 2 d’ingresso del sisma
Direzione 1 d’ingresso del sisma
VERIFICA IN CONDIZIONI SISMICHE: Analisi sismica globale
Metodo di calcolo: Analisi sismica statica non lineare (PUSHOVER)
P1 P2
Mappe rappresentanti la struttura nella condizione P1
Stato pareti al limite elastico: dy* " 2 mm
Mappe rappresentanti la struttura nella condizione P2
Stato pareti al limite di capacità ultima: du*"18 mm
Direzione del sisma
Direzione del sisma
Curva pushover: grafico rappresentante la risposta in termini di spostamento della
struttura per un sisma entrante in direzione 1, con tempo di ritorno di 475 anni.
VERIFICA IN CONDIZIONI SISMICHE: Analisi sismica globale
Analisi dei risultati
Spettro ADSR: grafico di confronto tra offerta e domanda di spostamento della struttura per un sisma entrante in direzione 1, con tempo di ritorno
di 475 anni.
Spostamento ultimo !u*
Domanda di spostamento ! max*
Indicatore di rischio sismico in termini di accelerazione
in direzione 1:
!"!"#$%
VERIFICA IN CONDIZIONI SISMICHE: Analisi sismica globale
P3 P4
Mappe rappresentanti la struttura nella condizione P3
Stato pareti al limite elastico: dy* " 2 mm
Mappe rappresentanti la struttura nella condizione P4
Stato pareti al limite di capacità ultima: du*" 11 mm
Direzione del sisma
Direzione del sisma Curva pushover: grafico rappresentante la risposta in termini di spostamento della
struttura per un sisma entrante in direzione 2, con tempo di ritorno di 475 anni.
VERIFICA IN CONDIZIONI SISMICHE: Analisi sismica globale
Metodo di calcolo: Analisi sismica statica non lineare (PUSHOVER)
Analisi dei risultati
Spostamento ultimo !u*
Domanda di spostamento ! max* !"!&"#'(
Spettro ADSR: grafico di confronto tra offerta e domanda di spostamento
della struttura per un sisma entrante in direzione 2, con tempo di ritorno di
475 anni.
Indicatore di rischio sismico in termini di accelerazione in
direzione 2:
VERIFICA IN CONDIZIONI SISMICHE: Analisi sismica globale
VERIFICA IN CONDIZIONI SISMICHE: Verifiche locali
Analisi Sismica dei meccanismi locali di collasso
Impalcato Carico all’SLV gravante sui maschi
murari [kN]
1 565.07
2 16.52
2 96.86
2 0
Grandezza Valore
Massa partecipante 61585 [kg] Coefficiente di partecipazione 0.90
Accelerazione di attivazione a0* 0.82 [m/s2]
Accelerazione spettrale richiesta dal
sisma all’SLV nel caso di formazione
della cerniera a livello del terreno 1.197 [m/s2]
Accelerazione spettrale richiesta dal
sisma all’SLV nel caso di formazione
della cerniera ad una certa quota 1.88 [m/s2]
Fattore di sicurezza 0.44
Cinematismo di ribaltamento di parete monolitica
Analisi Sismica dei meccanismi locali di collasso
Grandezza Valore
Massa partecipante 58253 [kg]
Coefficiente di partecipazione 0.908
Accelerazione di attivazione a0* 1.013 [m/s2]
Accelerazione spettrale richiesta dal
sisma all’SLV nel caso di formazione
della cerniera a livello del terreno 1.97 [m/s2]
Accelerazione spettrale richiesta dal
sisma all’SLV nel caso di formazione
della cerniera ad una certa quota 1.887 [m/s2]
Fattore di sicurezza 0.53
Cinematismo di ribaltamento di parete monolitica
Livello Carico totale all’SLV gravante sui
maschi murari [kN]
1.-2 533.86
2 15.65
2 73.56
VERIFICA IN CONDIZIONI SISMICHE: Verifiche locali
CONCLUSIONI
CONDIZIONI D’ESERCIZIO
CONDIZIONI SISMICHE
Il fabbricato risulta staticamente verificato e quindi idoneo all’uso
Il fabbricato presenta criticità in termini di configurazione costruttiva e di resistenza
È tuttavia adeguato per sismi di entità medio-bassa
D.M. 14.01.2008 – C8.3 : «…non si può pensare di imporre l’obbligatorietà dell’intervento o del
cambiamento di destinazione d’uso o, addirittura, la messa fuori servizio dell’opera, non appena se ne riscontri l’inadeguatezza. …»
! ! d r. i n g. S e r g i o D e l l ’ A n n a 33170 Pordenone via G. Gozzi, 5 ! tel. 0434-28992 fax 0434-246292 s t u d i o d i i n g e g n e r i a c i v i l e e-mail [email protected] ! !