Pescara - 18 ottobre 2013 Interventi su edifici...

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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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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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5. 4.

3.

2.

1.

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Plasticizzazione pilastri e fuori piombo

Rottura della soletta

Crollo controsoffitti

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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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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


COSA FARE ?

ISOLAMENTO

DISSIPAZIONE

INTERVENTI

CONVENZIONALI

“ALTERNATIVI”

COSA NON FARE ? .

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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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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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SEZ. TRASVERSALE

SEZ. LONGITUDINALE

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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


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



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Rinforzo nei nodi trave-colonna, direzione longitudinale

Controventatura di falda



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Controventi dissipativi



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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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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).


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Confronto fra spettro da NTC e spettro ottenuto con studio RSL


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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


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


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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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GRAZIE PER LA VOSTRA ATTENZIONE

Alberto Dusi

Numeria Consulting srl, Cremona‏

[email protected] www.numeria-eng.it


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