03/04/2014 1 Marcello Giovagnoni – Ingegneria Strutturale Via Caselle 69 - San Lazzaro di Savena (Bo) mg e ingegneria strutturale Dalla teoria alla pratica: Analisi delle problematiche strutturali e interventi di consolidamento a seguito del sisma dell’Emilia Romagna Ing. Marcello Giovagnoni Ing. Serena Mengoli Marcello Giovagnoni – Ingegneria Strutturale Via Caselle 69 - San Lazzaro di Savena (Bo) mg e ingegneria strutturale CONOSCENZA DEL MANUFATTO “Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale –allineamento alle nuove Norme tecniche per le costruzioni” Percorso di conoscenza della costruzione storica ai fini del consolidamento strutturale • RILIEVOGEOMETRICO DELLA COSTRUZIONE -individuazione degli organismi resistenti, dei solai e delle volte e delle strutture di fondazione; -valutazione dello stato di conservazione dei materiali; -identificazione di corpi di fabbrica realizzati in epoche differenti; -individuazione di vulnerabilità strutturali e non strutturali; -valutazione dell’interferenza con edifici in adiacenza; -restituzione del rilievo geometrico in piante, prospetti e sezioni.
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Marcello Giovagnoni – Ingegneria Strutturale
Via Caselle 69 - San Lazzaro di Savena (Bo)mge
ingegneria strutturale
Dalla teoria alla pratica:
Analisi delle problematiche strutturali e
interventi di consolidamento a seguito del
sisma dell’Emilia Romagna
Ing. Marcello Giovagnoni
Ing. Serena Mengoli
Marcello Giovagnoni – Ingegneria Strutturale
Via Caselle 69 - San Lazzaro di Savena (Bo)mge
ingegneria strutturale
CONOSCENZA DEL MANUFATTO
“Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio
sismico del patrimonio culturale – allineamento alle
nuove Norme tecniche per le costruzioni”
Percorso di conoscenza della costruzione storica
ai fini del consolidamento strutturale
• RILIEVO GEOMETRICO DELLA COSTRUZIONE-individuazione degli organismi resistenti, dei solai e delle volte e delle strutture di fondazione;- valutazione dello stato di conservazione dei materiali;- identificazione di corpi di fabbrica realizzati in epoche differenti;- individuazione di vulnerabilità strutturali e non strutturali;- valutazione dell’interferenza con edifici in adiacenza;- restituzione del rilievo geometrico in piante, prospetti e sezioni.
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ingegneria strutturale
CONOSCENZA DEL MANUFATTO
“Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio
sismico del patrimonio culturale – allineamento alle
nuove Norme tecniche per le costruzioni”
Percorso di conoscenza della costruzione storica
ai fini del consolidamento strutturale
• RILIEVO DEL QUADRO FESSURATIVO E DEL DANNO- distinzione delle lesioni in base alla tipologia e alla gravità: lievi, medie, gravi;- accurata relazione fotografica di correlazione tra il rilievo delle lesioni e la restituzione grafica del quadro fessurativo;- rilievo delle deformazioni (fuori piombo, rigonfiamenti, ecc…);- studio ed individuazione dei meccanismi di danno e dei cinematismi possibili, distinguendo quelli in atto e quelli pregressi;
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ANALISI STORICO - CRITICAEsempio di successione storica:
Palazzo Pepoli (Museo della Città di Bologna)
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RILIEVO GEOMETRICOCHIESA DI S. MARIA MADDALENA a Santa Maria Codifiume (FE)
Rilievo Laser scanner - Pianta
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RILIEVO GEOMETRICOCHIESA DI S. MARIA MADDALENA a Santa Maria Codifiume (FE)
Rilievo Laser scanner - Sezione longitudinale
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RILIEVO GEOMETRICOCHIESA DI S. MARIA MADDALENA a Santa Maria Codifiume (FE)
Rilievo Laser scanner - Prospetto Nord
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QUADRO FESSURATIVOCHIESA DI S. SEBASTIANO di Renazzo (FE)
Pianta
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QUADRO FESSURATIVOCHIESA DI S. SEBASTIANO di Renazzo (FE)
Prospetto Sud
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QUADRO FESSURATIVOCHIESA DI S. BARBAZIANO (BO)
Non oggetto di intervento di consolidamento
Sezione longitudinale
Fessura capillareFessura intermediaFessura grave
LEGENDA:
Fessura ristilataDegradi superficiali
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CARATTERISTICHE DEI MATERIALIValutazione delle caratteristiche dei materiali
• RILIEVO VISIVO: per la valutazione qualitativa del grado di degrado e di conservazione dei materiali;
• PROVE NON DISTRUTTIVE O DEBOLMENTE DISTRUTTIVE: per la determinazione dei parametri meccanici e di deformabilità dei materiali. Negli edifici storici in muratura sono molto utilizzati:
- Martinetti piatti doppi per determinare le caratteristiche meccaniche della muratura (debolmente distruttiva);- Prova Shave per resistenza a taglio (RILEM TC 127-MS)- Prove sclerometriche sui giunti di malta (non distruttiva).
In assenza di valori sperimentali è possibile adottare i parametri meccanici forniti dalle NTC2008 e dalla Circolare n.617/2009 al §C8A.2. tab. C8A.2.1., in riferimento alla tipologia di muratura che si presenta e adottando eventualmente i fattori correttivi riportati in tab. C8A.2.2.
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ASPETTI GEOTECNICIAccertamento del tipo e della consistenza del sistema di fondazione:
- Caratterizzazione geotecnica del terreno di fondazione per determinare
le caratteristiche fisico-meccaniche dei terreni;
- Caratterizzazione sismica del terreno mediante prove non distruttive
(prove geofisiche tipo MASW);
- Analisi di Risposta Sismica Locale per valutare accuratamente l’azione
sismica di progetto;
- Analisi dell’interazione terreno-struttura per edifici particolari
(es. campanili);
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ASPETTI GEOTECNICI
Massimino M., Maugeri M., Perretti A. (2004) Analisi non lineare dell’interazione terreno-fondazione-sovrastruttura per la Cattedrale di S. Niccolò a Noto
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LIVELLI DI SICUREZZA SISMICAPer i beni storici, di interesse culturale, è possibile limitarsi ad interventi
rafforzamento locale con miglioramento sismico, derogando l’obbligo di
adeguamento sismico. E’ comunque necessario definire un LIVELLO DI
SICUREZZA SISMICO DI RIFERIMENTO definendo:
- VN: vita nominale del bene (solitamente 50 anni) a cui riferire la
valutazione di sicurezza;
- CU: classe d’uso del bene storico, dipendente dalla classe di frequenza
di utilizzo riportata nell’Allegato A delle Linee Giuda
classe I: uso saltuario o non utilizzato
classe II: uso frequente con normali affollamenti
classe III: uso molto frequente e/o con affollamenti significativi
classe IV: edificio strategico (non compatibile con la necessità di
conservazione del bene).
Le azioni sismiche di progetto vengono quindi valutate in relazione ad un
periodo di riferimento VR
= VN
x CU
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MODELLI DI VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA SISMICA
La più frequente fonte di collasso degli edifici in muratura è legata all’innescarsi di meccanismi locali quali:
Meccanismi Fuori dal Piano:
Dovuti alle forzesismiche che agiscono ortogonalmente al pianomedio della parete.
Meccanismi Nel Piano:
Dovuti alle forzesismiche che parallelamente
al piano medio della parete.
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MODELLI DI VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA SISMICA
ANALISI DEI MECCANISMI LOCALI DI COLLASSO
Per edifici in muratura:
“Schede illustrative dei principali meccanismi di collasso locali
negli edifici esistenti in muratura e dei relativi modelli cinematici
di analisi”, a cura di: L. Milano, A. Mannella, C. Morisi, A.
Martinelli
Linee Guida/Riferimenti
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MECCANISMI DI COLLASSO
• RIBALTAMENTO SEMPLICE DI PARETE
• RIBALTAMENTO COMPOSTO DI PARETE
• RIBALTAMENTO DEL CANTONALE
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MECCANISMI DI COLLASSO
• FLESSIONE VERTICALE DI PARETE
• FLESSIONE ORIZZONTALE DI PARETE
• SFONDAMENTO DELLA PARETE DEL TIMPANO
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MODELLI DI VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA SISMICA
ANALISI DEI MECCANISMI LOCALI DI COLLASSO
Per chiese:
“Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico
del patrimonio culturale – allineamento alle nuove Norme
tecniche per le costruzioni”
Linee Guida/Riferimenti
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MECCANISMI DI COLLASSO DELLE CHIESE
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MECCANISMI DI COLLASSO DELLE CHIESE
VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA SISMICA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA SISMICA
In accordo con le “Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico
del patrimonio culturale – allineamento alle nuove Norme tecniche per le
costruzioni”.
- Livello di valutazione LV1: analisi qualitativa e valutazione con modelli
meccanici semplificati (sicurezza simica complessiva del manufatto);
- Livello di valutazione LV2: valutazione su singoli macroelementi (meccanismi
locali di collasso, analisi limite, modelli NL ad elementi finiti applicati a
singole parti di manufatto su cui si interviene);
- Livello di sicurezza LV3: valutazione complessiva della risposta sismica del
manufatto (metodi come per LV2 applicati ad ogni elemento dell’edificio).
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VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA SISMICA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA SISMICA –– LIVELLO LV1LIVELLO LV1
- Analisi effettuata a livello del singolo macroelemento, con lo scopo di
controllare l’efficacia dell’intervento, operando un confronto tra sicurezza
prima e dopo.
- Si determina l’accelerazione massima al suolo corrispondente ai diversi stati
limite, correlata ad un indicatore di vulnerabilità iv, ottenuto attraverso
un’opportuna combinazione di punteggi assegnati ai vari elementi di
vulnerabilità e di presidio antisismico presenti.
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VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA SISMICA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA SISMICA –– LIVELLO LV1LIVELLO LV1