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Alberto Dusi
Numeria Consulting srl – Cremona, Italia
Pescara - 18 ottobre 2013
Interventi su edifici industriali
prefabbricati con soluzioni strutturali
alternative
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A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
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A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
CARENZE STRUTTURALI Sistema costruttivo pensato e dimensionato essenzialmente per soli carichi verticali (modeste azioni orizzontali “statiche”), che, privo di ridondanze, con l’unico orizzontamento privo di rigidezza nel piano, riconduce la funzioni resistenti al sistema semplice del “pendolo inverso” costituito dal singolo pilastro (che non ha interazioni con il resto della struttura), e mette in campo la seguente “catena” di criticità: Copertura: perdita di appoggio dei tegoli e/o delle travi
Nodo trave pilastro: privo di capacità di trasmettere in modo affidabile forze
orizzontali
Pilastro: con armatura disposta secondo i minimi normativi (3 per mille longitudinale, staffe di piccolo diametro molto spaziate), incapace di offrire comportamenti locali e globali duttili
Nodo pilastro-plinto: pilastro inserito nel bicchiere
Bicchiere-suola di fondazione: poco armato, per modeste componenti di taglio trasmesse dal pilastro
Interazione plinto-terreno: piastra dimensionata per carichi verticali
Tamponamenti: ribaltamento/caduta dei pannelli
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A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
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A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
Plasticizzazione pilastri e fuori piombo
Rottura della soletta
Crollo controsoffitti
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A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
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A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
Interventi locali
Fissaggio dei tegoli
Rinforzo delle forcelle con profili metallici, fissaggio tiranti, realizzazione di elementi tipo “stop”
Fissaggio dei tamponamenti
Fissaggio del canale di gronda
In tale contesto strutturale è “relativamente” facile porre rimedio alle carenze di collegamento tra travi e colonne, tuttavia …
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A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
gli elementi strutturali sono “sottoarmati”, e quindi gli ancoraggi avvengono in zone di calcestruzzo praticamente privo di armature, con possibili rotture fragili;
il ricorso a sistemi basati sull’impiego di dispositivi di isolamento – dissipazione riduce l’intensità delle forze orizzontali, e quindi pare in genere auspicabile, ma difficilmente evita di rinforzare il pilastro con armature (acciaio, frp,….) aggiuntive, inficiando quindi la convenienza di tale soluzione in termini di costi di intervento.
Ulteriori criticità: • nodo pilastro-plinto; • bicchiere: spesso poco armato, atto a sopportare solo modeste componenti
di taglio trasmesse dal pilastro. Appare anche problematico controllare il comportamento locale e globale nel campo di forti non linearità in assenza di rigidezza nel piano della copertura, che in alcuni casi è difficilmente ottenibile
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CRITICITA’ RELATIVA A INTERVENTI SU EDIFICI ESISTENTI: INTERVENTI IN FONDAZIONE - costosi - interruzione dell’uso del fabbricato
A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
COSA FARE ?
ISOLAMENTO
DISSIPAZIONE
INTERVENTI
CONVENZIONALI
“ALTERNATIVI”
COSA NON FARE ? .
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A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
COMPLESSO PRODUTTIVO THALES ALENIA
ISOLAMENTO SISMICO
SM Ingegneria S.r.l. Prof. Ing. Claudio Modena
Ordinario di Tecnica delle Costruzioni Università degli Studi di Padova
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A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
Le specifiche di durabilità e di protezione sismica indicate dalla Committenza richiedono - vita nominale di 50 anni - classe d‘uso III, vita di riferimento= 75 anni
In considerazione dei possibili costi per il fermo-impianto e la conseguente mancata produzione in seguito ad eventi sismici che potessero precluderne la sicurezza o anche solo la funzionalità, la Committenza ha inoltre manifestato l’intenzione di assicurare il massimo grado di protezione sismica dell’edificio.
SM Ingegneria S.r.l. Prof. Ing. Claudio Modena
Ordinario di Tecnica delle Costruzioni Università degli Studi di Padova
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A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
SEZ. TRASVERSALE
SEZ. LONGITUDINALE
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A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
DETTAGLI TIPOLOGICI TELAI IPERSTATICI
R-1 TR-1TR-1
Sez. 1-1
scala 1/20
Sez. 2-2
scala 1/20
R-1
TRAVE PREFABBRICATA
CON TASCHE PER GETTI
INTEGRATIVI IN OPERA
soluzioni EDIMO prefabbricati - INNESTO SUL PULVINO
ESPLOSO
NODI TRAVI-PILASTRO
R-1 TR-1TR-1
Sez. 1-1
scala 1/20
Sez. 2-2
scala 1/20
R-1
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Controventi dissipativi
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DISSIPAZIONE DI ENERGIA
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APPLICAZIONE A UN FABBRICATO ESISTENTE
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Incamiciatura per riparazione e rinforzo base colonne
Rinforzo nei nodi trave-colonna, direzione trasversale
A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
APPLICAZIONE A UN FABBRICATO ESISTENTE
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Rinforzo nei nodi trave-colonna, direzione longitudinale
Controventatura di falda
A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
APPLICAZIONE A UN FABBRICATO ESISTENTE
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Controventi dissipativi
A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
APPLICAZIONE A UN FABBRICATO ESISTENTE
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A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
L’approccio di sistematico rinforzo puntuale (nodo per nodo, pilastro per pilastro) risulta dunque pieno di criticità e molto “invasivo”, comportando in buona sostanza l’interdizione degli ambienti lavorativi per il periodo dei lavori di adeguamento sismico, evidenza che deve essere assolutamente evitata per permettere quantomeno una parziale prosecuzione delle attività produttive all’interno degli ambienti della struttura da adeguare.
Un approccio alternativo potrebbe consistere nel “confinamento” esterno con nuove strutture che: 1. bloccano in sommità la testa del pilastro (e quindi anche il nodo trave-
pilastro)
2. possono conferire rigidezza nel piano al sistema (con un anello esterno)
3. assorbono l’intera azione orizzontale (con fondazioni indipendenti, se necessario su pali)
Le strutture esistenti potrebbero essere “declassificate” a strutture “secondarie”, con il ruolo di portare solo i carichi verticali
APPROCCIO CONVENZIONALE ALTERNATIVO
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A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
Il fabbricato è caratterizzato da una pianta di dimensioni pari a 61 x 40 m su due livelli (primo solaio a quota +7,85 m, secondo solaio a quota +13 m). Il fabbricato è costituito da una struttura a tre telai longitudinali; per il centrale: pilastri (sezione 80 x 80 cm) plinti a pozzetto (dimensione 240x 240 cm) poggianti su 8 pali battuti troncoconici (ftesta = 42 cm; fpunta = 24 cm; L= 27.5 m); - travi principali precompresse (sezione ad T rovescio; h = 135 cm; L = 10 m) semplicemente appoggiate alle mensole dei pilastri. Sulle travi principali poggiano le travi secondarie precompresse( sezione ad I; h = 105 cm; L = 19.45 m) con interasse pari a 142.5 cm e 161.2 cm rispettivamente al primo e secondo Solaio), le quali sorreggono il solaio unidirezionale formato da lastre predalles non alleggerite (s=8 +8 cm).
APPLICAZIONE A UN FABBRICATO ESISTENTE
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A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
Confronto fra spettro da NTC e spettro ottenuto con studio RSL
APPLICAZIONE A UN FABBRICATO ESISTENTE
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A. Dusi – Pescara, 18 ottobre 2013
LAYOUT GENERALE INTERVENTO DI ADEGUAMENTO Collegamento in testa ai pilastri con nuova soletta perimetrale
Fondazioni indipendenti Nuovi setti perimetrali in c.a. di sezione 300x40 cm e 400x40 cm
Sostituzione nuclei esistenti con incastellatura metallica
APPLICAZIONE A UN FABBRICATO ESISTENTE
Lo scheletro strutturale esistente è declassificato a struttura secondaria atta a sostenere esclusivamente i carichi
gravitazionali.
I nuclei esistenti danneggiati sono sostituiti con strutture pendolari, rendendo regolare in pianta la struttura.
La nuova soletta perimetrale in c.a., collegata ai nodi dei telai a livello di piano, assolvono la funzione di
contenimento dei piani di solaio, evitando i ribaltamenti e le perdite d’appoggio degli elementi di orizzontamento.
I nuovi setti in c.a. assorbono le forze sismiche e scaricandole a terra su fondazioni autonome non interferenti con
i plinti esistenti.
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VERIFICHE DEI PILASTRI ESISTENTI
TAGLIO
PRESSOFLESSIONE
APPLICAZIONE A UN FABBRICATO ESISTENTE
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Tale soluzione è competitiva anche in termini di costo rispetto ad altre possibili soluzioni di intervento che avrebbero tra l’altro portato all’interdizione temporanea degli ambienti interni dello stabilimento per l’esecuzione degli interventi di miglioramento sismico.
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APPLICAZIONE A UN FABBRICATO ESISTENTE
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GRAZIE PER LA VOSTRA ATTENZIONE
Alberto Dusi
Numeria Consulting srl, Cremona
dusi@numeria-eng.it www.numeria-eng.it
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