METHODS AND OBJECTIVES OF THE STRUCTURAL ASSESSMENT OF HISTORIC CONSTRUCTIONS GENERAL ASPECTS AND CASE STUDIES Speaker: Prof. Eng. Claudio Modena SEISMIC BEHAVIOR OF MASONRY BUILDINGS •Disconnected walls (isolated wall) •High stiffness floor •Link wall-wall and wall-floor with tiebeam BOX BEHAVIOR: Horizontal forces absorbed by the walls in their plane • Sufficiently rigid deck • Adequate connection between walls • Link wall-floor and wall-roof TEST SU TAVOLA VIBRANTE Timber floors – no ties Timber floors+ties (ZAG Slovenia, M. Tomazevic) R.C. Floors 4 Provided that adequate masonry quality is ensured - in case using appropriate repair/strengthening techniques –most of the stability problems are connected to equilibrium considerations. Main causes: - Lack of connection between walls Lack of connection between walls and floors Reduced in plane stiffness of floors Masonry composition Existing crack pattern Giuffrè, 1993 Salò-Garda lake earthquake (24/11/2004) Case studies THE CHURCH OF ‘MADONNA DEL PIANTO’ (Padova) XVIII Century church by Frigimelica with central plan and some irregularities due to following resets done in the first half of the XX Century C U R R E N T C O N D I T I O N CRITICAL SURVEY SOUTHERN APSE WESTERN APSE WALL C M A C R O E L E M E N T S WALL B WALL D LATERAL WALL A WESTERN BELL TOWER SACRISTY EASTERN APSE FAÇADE LATERAL WALL F WALL E EASTERN BELL TOWER BAPTISMAL FONT LATERAL CHAPELS POSSIBLE AND PROBABLE COLLAPSE MECHANISMS FAÇADE Mst1 = 52230 daNm Minst1 = 3984900 daNm 1=0,0131 Parete ovest Parete est N1 Gn1 P2 P4 N1 P2 N2 P4 P1 Gn2 P5 G2 N2 P1 P3 G1 P3 Mst1 = 236220daNm G1 P5 Minst1 =4441250daNm 1=0,05319 P2 N1 P1 Gn1 G1 P2 C N1 P1 P2 N1 P1 Gn1 G1 P2 C N1 Mst1 = 2125 daNm P1 Mst1 = 41137daNm Minst1 =1473034daNm 1=0,0279 Minst1 =148300 daNm 1=0,0143 INTERVENTIONS ROOF BRACING Between 2003 and 2004 some interventions were carried out. Bracings were installed on the roof above the façade. This has significantly improved the seismic response of this element, as shown by the increase of the collapse coefficient for the overturning of the façade. Confronto tra i valori dei coefficienti di collasso dei meccanismi di ribaltamento della facciata con e senza i controventi di falda 0,6 A Coefficienti 0,5 coefficienti di collasso senza controventi di falda 0,4 0,3 C coefficienti di collasso con i controventi di falda che lavorano a limite di rottura 0,2 0,1 0 1 2 Meccanismi 3 Coefficienti con controventi di falda che lavorano al limite di snervamento B SPANISH FORTRESS – L’AQUILA Porta Paganica Porta Rivera Porta Brinconia Porta Roiana Porta S.Lorenzo Porta di Bagno Porta Barete Porta Tione Porta Romana Porta Bazzano Porta Leoni Porta Castello Figura 1 Pianta a livello del cortile indicante le principali murature portanti. Figura 1 Pianta a livello del cortile indicante le principali murature portanti. DANNI PRINCIPALI: ribaltamento fuori-piano e meccanismi flessionali nelle pareti; rotture a taglio nei muri; danni ad archi e volte; crolli locali di solai e volte. Corpo Sud-Est Crollo parziale della sommità della parete laterale e della copertura Cattiva qualità della muratura e cattivo ammorsamento tra pareti. Rivestimento esterno in travertino. Presenza di cordoli in c.a. e solai in latero-cemento, hanno portato ad un appesantimento ed martellamento della muratura Caratteristiche scadenti delle murature Corpo Sud-Est Ribaltamento del loggiato e dei piloni del piano terra Il porticato a doppia loggia. Individuazione della lesione. CAPOCHIAVE ESTERNI O Prova: CA-J1S Cantiere: Castello de L'Aquila Comune: L'Aquila Data: 10/11/2009 1 2 3 4 Point 1 State of stress Variazione di lunghezza [m] 700 2.47 N/mm2 CA-J1S 600 Base 1 Base 2 Base 3 500 1 400 Base 4 2 4 3 300 200 100 0 -100 0.00 0.50 1.00 Prova: CA-J2S Cantiere: Castello de L'Aquila Comune: L'Aquila Data: 10/11/2009 1.50 2.00 2.50 3.00 2 Sforzo [N/mm ] 1 2 3 4 Point 2 State of stress 1.82 N/mm2 Variazione di lunghezza [m] 700 CA-J2S 600 Base 1 3 Base 2 Base 3 500 2 400 Base 4 1 300 4 200 100 0 -100 0.00 0.50 1.00 1.50 Sforzo [N/mm2] 2.00 2.50 3.00 MARTINETTI PIATTI DOPPI 1 4 2 3 Prova: SG-J1D con martinetto doppio. Cantiere: Chiesa di S. Giusta Data: 12/11/2009 Martinetto piatto doppio – CA-J3D 1.6 1.4 Sforzo [N/mm2] 1.2 1.0 0.8 Stato di sforzo locale 0.6 SG-J1D 0.4 LVDT 1 LVDT 2 LVDT 3 LVDT 4 0.2 0.0 LVDT 5 v l -4.0 -2.0 0.0 2.0 4.0 Deformazione [m/mm] 6.0 8.0 10.0 TERMOGRAFIE CA-T2 RADAR RADAR Profilo su pilastro 1 con antenna da 200MHz Sono state eseguite prove radar sui pilastri danneggiati per studiare la morfologia della sezione. Si nota il diverso spessore delle pietre. Si stanno ancora elaborando I risultati TOMOGRAFIE SONICHE Le prove soniche sono state eseguite su due pilastri della fortezza: uno danneggiato dal terremoto, l’altro invece intatto. TOMO T3 TOMO T2 TOMO T1 TOMOGRAFIE SONICHE Le prove soniche sono state eseguite su due pilastri della fortezza: uno danneggiato dal terremoto, l’altro invece intatto. TOMO T3 Griglia dei punti di acquisizione TOMO T2 TOMO T1 SONIC TOMOGRAPHY TOMO T3 TOMO T2 TOMO T1 La terza tomografia è stata condotta su una parete muraria nell’ala sud-est del castello. Lo scopo prefisso è stato quello di raccogliere dati qualitativi sulla muratura di questa area della fortezza pesantemente danneggiata dal sisma. TOMO T3 TOMO T2 TOMO T1 PILASTRO DANNEGGIATO TOMO 2 PILASTRO INTEGRO TOMO 1 La tomografia della parete spessa mostra una distribuzione omogenea delle velocità soniche attraverso lo spessore. La muratura, anche all’interno del muro, è di buona qualità L’AQUILA: LA FORTEZZA SPAGNOLA SISTEMA DI MONITORAGGIO STATICO L’AQUILA: LA FORTEZZA SPAGNOLA SISTEMA DI MONITORAGGIO STATICO FASE 1 FASE 2 FASE 2 corrente di carico FASE 2 FASE 3 iniezione con malteiniezione antiritirocon malte antiritiro a base di calce idraulica a base di calce idraulica posizionamento tiranti posizionamento tiranti ente arico FASE 3 corrente di carico taglio con lama taglio con lama corrente diamantata di piccolo diamantata di piccolo di carico spessore su giuntospessore su giunto iniezione con malteiniezione antiritirocon malte antiritiro orizzontale orizzontale a base di calce idraulica a base di calce idraulica corrente di carico FASE 3 FASE 4 FASE 3 corrente di carico FASE 4 iniezione con malteiniezione antiritirocon malte antiritiro Il progetto di recupero dei a base di calce idraulica a basepilastri di calce idraulica prevede il taglio alla base degli stessi per «ri-centrare» il carico, corrente attualmente eccentrico a causa del di carico meccanismo di ribaltamento della taglio con lama taglio con lama corrente corrente di piccolo diamantata di piccolo di parete, carico che ha determinato lo diamantata di carico spessore su giuntospessore su giunto iniezione con malte antiritiro iniezione con malte antiritiro orizzontale orizzontale schiacciamento della base degli stessi. a base di calce idraulica a base di calce idraulica corrente di carico corrente di carico iniezione con malte iniezione con malte antiritiro a base di antiritiro a base di calce idraulica calce idraulica corren di cari Problematiche rispetto al posizionamento dei tiranti: • Assenza di allineamento tra setti murari e pilastri • Limitato spessore tra pavimento e estradosso della volta Ala sud-est: progetto d’interventi POSIZIONAMENTO DEI TIRANTI Creazione di un sistema «reticolare» per consentire lo sfalsamento dei tiranti. Tra le principali problematiche connesse alla ricostruzione di strutture gravemente danneggiate vi è la presenza di murature con caratteristiche meccaniche scarse o addirittura pessime. Si pone quindi il problema di trovare una tipologia costruttiva che garantisca delle buone proprietà meccaniche di resistenza e coesione e al tempo stesso rispetti la tradizione costruttiva originaria. PROGETTO DI RICOSTRUZIONE: utilizzo di ricorsi in mattoni con armature inserite nei giunti PALAZZO DELLA RAGIONE (Padova – Italy) The building was the City Council Palace of Padova (Italy). Its construction started in 1218. PALAZZO DELLA RAGIONE (Padova – Italy) The roof covers a unique, skewed room, approximately 28 m wide and 80 m long, formed by slender ribs (36x40 cm2, obtained by joining curved boards 12 cm thick, whose length varies from less than one meter to three meters), which 3 cm thick boards are simply nailed to. Prof.Ing. Claudio Modena - Palazzo della Ragione: Indagini Strutturali luglio 1998 Pianta Piano Primo con indicazione dei risultati delle prove con MARTINETTO PIATTO SINGOL 0.0 0.52 MPa 0.69 MPa 0.52 MPa 0.43 MPa MPa 0.35 MPa 0.0 MPa 0.78 MPa 0.86 MPa 0.60 MPa 0.86 MPa 1.12 MPa 0.60 MPa 0.69 MPa 0.26 MPa 0.0 MPa 0.0 MPa 0.43 MPa PALAZZO DELLA RAGIONE (Padova – Italy) OPTIMIZING THE INTERVENTIONS: INVESTIGATIONS AND MONITORING Two different type of investigations were adopted to analyze the static and dynamic effects of the wind on the roof shell: on-site measurement of the wind pressure; wind tunnel testing of a scaled-model of the building and the surrounding portion of the historical centre. Scaled model for the wind tunnel testing Positioning of the wind pressure tranducers PALAZZO DELLA RAGIONE (Padova – Italy) Idea: monitoring of the wind effects stepped sine test FE modeling identificazione modale on-line data management Data acquisition www database pressure velocity direction Web monitoring home page Modal analysis PALAZZO DELLA RAGIONE (Padova – Italy) TYING OF A CRACKED PILLAR Provisional intervention Final intervention PALAZZO DELLA RAGIONE (Padova – Italy) The design of the local repairing was made by taking simple temporary measures allowing for maintaining the stable 3D behaviour and inhibiting local buckling in any phase of the works, by simply limiting the removal (when needed) of the boards forming the shell very locally, in order to permit local repairing, and through simple lateral supports. Deterioration of the internal part of a rib Deterioration of a shelf Affected top of a rib PALAZZO DELLA RAGIONE (Padova – Italy) INTERVENTION ON THE RIBS 1) lateral bracing of the ribs 3) carrying out a metallic stirrup 2) insertion of a temporary steel tie PALAZZO DELLA RAGIONE (Padova – Italy) INTERVENTION ON THE RIBS Local stitching of cracks Substitution of degraded elements Restoration and integration of the nails PALAZZO DELLA RAGIONE (Padova – Italy) INTERVENTION ON THE SHELFS Removal of the deteriorated portion of the shelf and backblocking of the rib PARTICOLARE - RIPRISTINO CONTINUITA' DEL DORMIENTE Esempio di Soluzione (costolone n°9) taglio della porzione posteriore ed inserimento di un dormiente posteriore continuo perni Ø 20 mm Restoration teste anteriori ad incasso Nuovo dormiente anteriore (Costolone n°10) Dormiente anteriore degradato da sostituire (durante l'operazione il carico verrà trasferito al dormiente posteriore mediante cuneo e controcuneo) nuova giunzione Substitution ove possibile verranno rispettate le giunzioni esistenti Investigation and monitoring for the design of a strengthening intervention on the Basilica dei Frari – Venice Basilica dei Frari (Venice) 1st PHASE (1361-1396): CONSTRUCTION OF THE BELL TOWER The tower, built next to the church between 1361 and 1396, was originally conceived as a completely independent structure It is 65 m tall, has a square base of about 9.5m and shows a double pipe brick masonry structure, supporting the internal staircase. Basilica dei Frari (Venice) 1902: COLLAPSE OF THE BELL TOWER OF THE ST. MARK BASILICA STRUCTURAL INTERVENTION IN THE 20TH CENTURY Monitoring of the venetian towers, including the “Frari” bell tower RESULTS OF THE MONITORING: Differential settlement between church and tower: 30 cm Out-of-plumb: 76cm on a height of 42.5m 1903: Intervention on tower’s foundations CONSEQUENCES: Reverse of tower’s rotation toward the church The new structural configuration caused the formation of widespread cracks and extensive damages on structural elements of the church directly connected to the bell tower Pavimentazione esterna Cordolo in calcestruzzo Fondazione aggiuntiva SECTION A-A Experimental investigations and monitoring 1990 - fotogrammetric survey; - geotechnical investigations on the foundation’s soil; - endoscopies; - single and double flat-jack tests on the masonry elevation structures; - sonic tests on steel ties; - monitoring of the main cracks, by means of extensometers; - positioning of clinometers (detection of rotations of the bell-tower). Timber frame 250 cm discrete stability of the tower structure; out of plumb of about 0.8 m - worrying sign of structural deterioration (new crack patterns; widening of already existing fissures; falling of small portions of plaster and bricks from the vaults). - survey of differential settlements in different points of the complex Timber frame 40 cm disconnectedness of the stone ashlars of the aisle arch adjacent to the bell-tower (differential settlement of the arch supports) installation of a timber prop 250 cm - 10 ÷ - 20 mm - 49.8 mm East corner - 61.3 mm South corner - 93.3 mm West corner 6 ns 6 ns 6 ns average subsidence of the structure of the church: average subsidence of the area of the bell-tower base: 6 ns 40 cm 40 cm 40 cm 40 cm settlements 6 ns 2000 XV XX-XXI XV-XX The differential settlements and the comparison between the fotogrammetric survey of 1995 and 2000, indicated that the bell-tower is tilting in the opposite direction respect the “historical” tendency, meaning that it is going back towards its vertical. 2001 y B4 x A1 B2 x A2 y A5 Timber frame A4 A3 A6 0 2.5 5m A : long-base extensometers B : crack-gauges the opening of the cracks is only partly caused by the settlement noticed at the foundations level 40 cm B3 6 ns y 250 cm x automatic monitoring system (check of the deformations): - 6 long base extensometers relative displacements between the walls of the bell-tower and the adjacent structures of the basilica; - 8 crack-gauges installed on the main cracks of the South-West side of the bell-tower and of the wall above the stone arch. 2003 investigation campaigns ANALYSIS OF THE STATE OF STRESS: FLAT JACK TESTS Second Test Campaign Third Test Campaign (0.56) (0.00) (0.72) (0.09) (0.00) (0.00) (0.63) (0.95) 1.76 MPa Values in MPa 3.12 MPa 1.92 MPa 1.44 MPa 2003 extension of the automatic monitoring system Direct Pendulum Crack-gauges Strain Gauges Temperature sensors y x EL3 EL4 T1 PD1 EL2 EL7 SECTION A-A EL1 SECTION B-B 2003 extensive geotechnical investigation campaign - analysis of the subsoil stratigraphy and geotechnical properties; - exploration of the exact geometry and typology of the foundation block; - definition of an accurate geotechnical model of the foundation finally completed; - in situ tests: - 2 vertical boreholes: outside the church, to a depth of 5.50 m and inside the bell-tower, to a depth of 21.50 m; - 5 inclined boreholes; - 4 continuous borings into the foundation block: - EI1 and EI2 inclined of 30°, drilled for length of 4 m and located inside the basilica; - SVE1 and SVE2 short vertical borings, carried out on the NE side of the bell-tower; - 4 static penetrometer tests with monitoring of pore water pressure (piezocone tests – CPTU) pushed to variable depths (17.00 ÷ 19.20 m); - Standard Penetration Tests (SPT), in boreholes; - Extractions of soil and foundation samples. Geotechnical section and foundation geometry Origin of continuous settlements and stability problems Some progressive failure of the soft silty clay layer, squeezed between the piles end and the unit C, must be taken into account. In addition, a possible increasing decay of the mechanical characteristics of the wooden piles under the foundation block could also be seen as concomitant cause. Structural modeling The modelled portion of structure includes the bell-tower and the adjoining parts of the church that were mostly affected by the interaction with the tower. The only load condition considered is the self weight. The load corresponding to some parts of the real structure not modelled (timber structure roof of the basilica, belfry), was imposed as external forces; the crossed vaults’ filling was included as surface load. The mechanical properties chosen to describe the materials arise from the results of previous tests performed on the masonry structures. In particular: - elastic modulus E = 3300 MPa (average of the results of double flat jack tests performed on the bell-tower masonry) - density ρ = 2000 kg/m3 The material is considered homogeneous and isotropic, and the analyses performed are linear elastic. Two previous models, calibrated with the available experimental data (historical drawings, surveys, monitoring and on site tests), were analyzed before implementing the actual one, by means of imposed rotations and translations at the base of the bell-tower: - after the construction (1450); - before the strengthening intervention on the belltower (1903). 1450 model In each model, after running the analysis, a higher deformability was assigned to the elements subjected to an excessive tension respect the assumed strength of the material, in the successive analysis. A tensile stress concentration appeared in the model where a real crack pattern is evident. The propagation of some principal cracks was followed by the subsequent iterative process. 1903 model The final model reflects the tendency of the XX century. An “inverted” rotation was imposed to the bell-tower, with an average settlement of 84 mm. Results: − preferential channels of compressive stress localized inside the masonry wall above the propped arch; − high tensile stresses found in the same masonry wall, due to the settlements of the bell-tower wide crack patterns and loss of shape of the stone arch; − high stress found below the capital of the column horizontal thrust determined by the movements of the belltower; − tensile stress in correspondence of the bell-tower window opening on the transept presence of the main fissure on the external pipe of the bell-tower. tensile compressive 2002 model XV XV-XX XX-XXI The differential settlements and the comparison between the fotogrammetric surveys, indicated that the bell-tower is tilting in the opposite direction respect the “historical” tendency, meaning that it is going back towards its vertical. − preferential channels of compressive stress localized inside the masonry wall above the propped arch; − high tensile stresses in the same masonry wall wide crack patterns and loss of shape of the stone arch; − high stress below the capital of the column horizontal thrust determined by the movements of the bell-tower; − tensile stress in correspondence of the bell-tower window opening on the transept presence of the main fissure on the external pipe of the bell-tower. tensile compressive Structural Diagnosis CONSEQUENCES OF THE INTERNAL STATE OF STRESS CREATED BY THE MECHANICAL INTERACTION: increase of the compression load on the column a strong transverse bending stress on the column, due to both the eccentricity of the vertical load applied to it and the horizontal component of the thrust decrease of the vertical load (equal to the increase on the column) on the tower BASIC PRINCIPLE OF THE INTERVENTION: • Creation of a joint in order to separate the bell tower from the church and make them structurally more independent • Reduction of the compressive forces that transfer part of the tower’s self weight to the column BEFORE AFTER CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Morphology N Ridotto BIGLETTERIA PLATEA FOYER INGRESSO PRINCIPALE Platea ORCHESTRA PALCOSCENICO PORTICO ORCHESTRA I° ORDINE DI PLACHI GUARDAROBA INGRESSO SECONDARIO I° ORDINE DI PLACHI CAFFE' Liv. 04: 215.76 s.l.m.m. Palcoscenico Liv. 03: 208.33 s.l.m.m. Liv. 02: 205.90 s.l.m.m. Liv. 01: 203.00 s.l.m.m. Liv. 00: 199.50 s.l.m.m. Liv. - 01: 197.26 s.l.m.m. Liv. - 02: 196.26 s.l.m.m. CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Structures • foundations: - stone, h 1.50 m • vertical structures: - masonry walls - RC columns Hennebique system • horizontal structures: - beams and floors Hennebique system • roof structures: -timber trusses Baice,1993 CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Hennebique system CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Hennebique system Porcheddu archive, Torino Porcheddu archive, Torino CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Investigation campaign Sa 1 Sc5 1 Sc1 Sc3 3 2 Sc2 Sc4 Sa3 Sa4 Sa2 Sa5 saggi in fondazione sondaggio sub-verticale in fondazione scarifiche martinetto piatto doppio martinetto piatto singolo carotaggio orizzontale muratura CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Geotechnical investigations CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Investigations in situ on masonry walls CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Investigations in situ on RC elements CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Interventions • rehabilitation of vertical masonry structures • retrofitting of RC structures • strengthening of existing stairways • retrofitting of roof structures CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Interventions Rehabilitation of vertical masonry structures: • ‘scuci-cuci’ technique • injections of slurries based on hydraulic lime • repointing of joints after elimination of degraded mortar • wall reconstructions in correspondence of vertical cavities Strengthening intervention on masonry walls using reinforcement bars with a small diameter CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Interventions Retrofitting of RC structures: • 3D FEM model Bending moment Shear Mesh CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Interventions Retrofitting of RC structures: • strengthening detail with a RC slab 5 intervento di scarifica a mano e getto di cappa "sostitutiva" armata (cfr sez. A-A) 15 connettori Ø8 a "L" tipo B L=20 15 15 connettori Ø10 a "U" barre integrative in acciaio FeB44K per lo sbalzo: n°2 ø12/ml barra ø16mm corrente SEZIONE A-A scala 1:10 a) scarifica della soletta esistente fino ad una profondità di 5 cm legature alle barre di armatura esistenti b) armatura integrativa: doppia orditura di barre ø8mm maglia 10x10 cm FeB44K (dato lo spessore molto limitato e la geometria della soletta, si sconsiglia l'utilizzo di reti elettrosaldate n°2 connettori Ø10/ml a "U" c) getto di cappa "sostitutiva" sp. 5cm n° 3 connettori Ø8/m a "L" tipo B inghisati alla nervatura della soletta esistente CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Interventions Retrofitting of RC structures: • strengthening detail of beam with FRP fascia di ancoraggio superiore n°1 strato di tessuto CFRP tipo CARBOSTRU® UDHR 800/10 dell'Interbau o equivalente, L=30cm fascia di ancoraggio superiore n°1 strato di tessuto CFRP tipo CARBOSTRU® UDHR 800/10 dell'Interbau o equivalente, L=30cm Carbon fiber fabric trave 4L trave radiale SEZIONE A-A scala 1:10 fori per il passaggio delle fibre arrotolate della fascia di ancoraggio attraverso la soletta in c.a. (cfr sez. A-A) trave 4L n° 2 strati di tessuto unidirezionale in fibra di carbonio tipo CARBOSTRU® UDHR 800/10 dell'Interbau o equivalente fascia di ancoraggio n°1 strato di tessuto CFRP tipo CARBOSTRU® UDHR 800/10 dell'Interbau o equivalente (cfr sez. A-A) fascia di ancoraggio n°1 strato di tessuto CFRP tipo CARBOSTRU® UDHR 800/10 dell'Interbau o equivalente (da porre in opera nella zona di incrocio con le travi radiali) raccordo per applicazione del tessuto CFRP n° 2 strati di tessuto unidirezionale in fibra di carbonio tipo CARBOSTRU® UDHR 800/10 dell'Interbau o equivalente VISTA "A" - DESCRIZIONE DELLE FASI OPERATIVE INDICAZIONI OPERATIVE: - pulizia e regolarizzazione della superficie; - eventuale applicazione del primer; - eventuale applicazione della rasatura; - applicazione dell'adesivo tipo CARBOSTRU® AD; - applicazione della fascia in tessuto unidirezionale in fibra di carbonio tipo CARBOSTRU® UDHR 800 o equivalente; - applicazione dello strato finale di adesivo. VISTA "A" a) inserimento dei filamenti di fibra di carbonio arrotolati attraverso due fori di piccolo diametro praticati sulla soletta in c.a. e apertura a ventaglio degli stessi a contatto con l'estradosso della soletta. NOTA: rispettare in ogni caso le indicazioni riportate nella documentazione tecnica del produttore. b) incollaggio della fascia superiore (n°1 strato 10x30cm) per l'ancoraggio dei filamenti all'estradosso della soletta in c.a. CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) 17 1 1.6 1.47 3.52 1.89 BIGLIETTERIA 0 0.12 1.6 0.12 INFO POINT 0.16 1.51 4.15 2.11 2.76 2.99 2.53 1.49 +198.72 +198.96 +198.80 0.16 3.14 10.48 +198.80 Retrofitting of RC structures: • local FEM model 1.68 1.47 h= +198.96 +197.83 h= 13.72 3.21 h=2,70 m DEPOSITO PULIZIE 0.12 +198.35 0.12 +198.00 201 4 3.86 5.46 210 4/6 1.21 4/6 posti 4.15 1.95 +198.72 h= 4.81 +198.36 134 h=3,00 m 2.21 2.58 209 3.20 ACCESSO A: LOGGIONE, SALA CALENDOLI, UFFICI 5.97 GUARDAROBA STIRERIA LAVANDERIA +198.39 1.76 4.12 4.14 slab thickness = 12 cm 1.61 1.68 quadro camerini lato ovest 211 h= 4.13 Interventions 3.10 5.48 4.75 DEPOSITO COMPAGNIE 1.52 1.57 1.54 8.91 1.56 1.56 6 2.4 1.5 1 2.70 +196.66 +197.01 +197.01 13.96 +196.85 11.4% p . p la te a = 4,3 % 15c PORTICO 9.56 129+2 posti p = 0% 9.56 +197.71 12.24 10,34 11.05 9.56 p= FOYER p = 11.4% p = 0% 2.14 +196.86 PALCOSCENICO 9c 1.24 9f .56 15b 9b 15a 2.19 3.13 1.68 2.01 h= +198.74 8.91 9d 9e 1.4 3 22 posti 2.68 CAFFE' TEATRO 1.17 3.30 203 1.85 207 h= 1.80 1.72 1.92 208 1.71 2.84 DIRETTORE D'ORCHESTRA / 1°CAMERINO / ORGANIZZATORE 9,5 mq 2.31 h= 202 h= 206 4.07 12b 12a 1.78 DEPOSITO BAULI E MATERIALI SPETTACOLO h= 204 porta a scorrere con fotocellula in funzione solo durante carico scarico h= quadro camerini lato est 13c 1.6 4 11a 111 13b 0.12 0.12 3.30 1.61 5.31 ±1.95 livello corpi laterali 2.50 +198.10 13a PASSAGGIO DEL CARICO / SCARICO 8.67 10a 0.16 11b 2.81 205 129 14f 14e 3.69 1.54 1.52 14d 9a 2.0 7 1.53 1.56 14c 2.6 8 Finite Element Model 14g 1.55 14b 10.47 10b 2 1.5 1.56 14a 13.85 3.14 158 2.32 5.75 2.74 h= h= Strengthening interventions 0.16 0 07 2. 64 0.12 1.6 15c 9b 1. 0.12 6 2 .4 15b 0.12 0.12 +197.01 9a 15a +198.72 11b 14g 0.16 22 posti x-x bending moment p= 9d % 11.4 1. 61 p = 11.4% 9c 9e 2.14 .56 1.24 3 1 .4 Scarifica e cappa integrativa nodal vertical displacement fasce di tessuto FRP all'estradosso DEPOSITO PULIZIE +196.85 9f 10b 10a .8 2 CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Interventions Retrofitting of RC structures: strengthening detail of slab with FRP Strengthening interventions 4 1.47 1.68 1.47 4/6 h= 17 +198.96 1 3.52 2.76 2.99 2.53 1.49 +198.72 +198.96 1.89 1.6 BIGLIETTERIA 0 0.12 1.6 +198.80 0.12 INFO POINT 0.16 1.51 4.15 3.86 10.48 +198.80 0.16 3.14 h= 13.72 4.15 2.1 1 +197.83 3.21 h=2,70 m DEPOSITO PULIZIE 0.12 +198.35 0.12 +198.00 201 1.21 4/6 posti 5.46 210 +198.36 1.76 1.95 +198.72 h= 4.81 134 h=3,00 m 2.21 2.58 209 +198.39 3.20 ACCESSO A: LOGGIONE, SALA CALENDOLI, UFFICI 5.97 GUARDAROBA STIRERIA LAVANDERIA h= 4.13 4.12 1.61 1.68 quadro camerini lato ovest 211 4.14 3.10 5.48 4.75 DEPOSITO COMPAGNIE 1.52 1.57 1.54 8.91 1.56 1.56 1.5 6 2.4 1 2.70 +196.66 +197.01 +197.01 1.56 p . p l at e a = 4 ,3 % 15c FOYER p = 0% p = 11.4% 2.14 +196.86 9c .56 9b 9 +198.10 13a h= 8 2.6 1.68 2.01 +198.74 8 9 2.1 2.50 202 CAFFE' TEATRO h= 2.68 1.17 h= 1.80 h= 2.31 1.85 203 1.71 2.84 207 1.72 1.92 2.81 12b 12a fasce di tessuto FRP all'estradosso ed all'estradosso 13c 1.4 22 posti 3.30 DIRETTORE D'ORCHESTRA / 1°CAMERINO / ORGANIZZATORE 9,5 mq 208 11a h= 206 h= 1.7 DEPOSITO BAULI E MATERIALI SPETTACOLO 9e 3 12b 12a 204 porta a scorrere con fotocellula in funzione solo durante carico scarico 8.91 9d 4 11a 111 13b 0.12 0.12 3.30 1.61 5.31 h= quadro camerini lato est 11b 1.6 2.1 205 129 8.67 10a 0.16 3.69 3.13 10.47 7 14f 14e 14d 2.50 14d 1.54 1.52 14c 9a 2.0 1.53 1.56 14b 2.81 14e 14g 1.55 14a 13.85 3.14 10b 2 1.5 1.56 fasce di tessuto FRP all'estradosso 4.07 14f ±1.95 livello corpi laterali 8 1.7 1.71 1.24 9f 15b PASSAGGIO DEL CARICO / SCARICO 13b PORTICO 9.56 9.56 129+2 posti p = 0% 15a 1.54 1.52 14c 3.13 11.4% PALCOSCENICO 3 1.5 14b 13a +197.71 9.56 10,34 1.55 14a 12.24 Scarifica e cappa integrativa p= 11.05 . 1.56 13.96 +196.85 06 1.68 • 158 2.74 2.32 5.75 h= slab thickness = 12 cm CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Interventions Finite Element Model Retrofitting of RC structures: • local FEM model 2.94 3.51 8.90 +202.68 3.98 4.08 CAMERINO 6 ATTORI CAMERINO 6 ATTORI 6.02 h= +204.40 h= 7.57 2.80 4.22 1.59 1.59 DEPOSITO 3.16 h= h= 10.67 1.53 1.31 9 5.98 10 39 2.59 3 42 h= 18.22 vuoto SALA CALENDOLI 2.14 4 DEPOSITO SEDIE IMPILABILI 1.55 2 3.26 h= 7.30 1.60 h= h= 1.44 8.11 h= x-x bending moment +204.43 h= 1.78 SALA PROVE E RIUNIONI PER COMPAGNIE con specchio 40 mq circa 3.71 5.98 10.52 3.28 14.43 2.89 nodal vertical displacement 1 slab thickness = 10 cm Strengthening details of the added RC slab SOLETTA-CAPPA INTEGRATIVA SOLETTA-CAPPA INTEGRATIVA NERVATURA TRAVE-CAPPA INTEGRATIVA NERVATURA TRAVE-CAPPA INTEGRATIVA n° 6 connettori Ø8/mq a "L" tipo A n° 6 connettori Ø8/mq a "L" tipo A n° 6 connettori Ø8/mq "L" tipo A inghisati allaasoletta esistente inghisati alla soletta esistente n° 6 connettori Ø8/mq "L" tipo A inghisati alla solettaaesistente inghisati alla soletta esistente soletta esistente scarificata soletta esistente scarificata 5 10 5 soletta esistente scarificata soletta esistente scarificata connettori Ø8 a "L" tipo A L=15 10 connettori Ø8 a "L" tipo A L=15 5 10 n° 3 connettori Ø8/m a "L" tipo B inghisati alla nervatura della soletta esistente 5 5 10 n° 3 connettori Ø8/m a "L" tipo B inghisati alla nervatura della soletta esistente connettori Ø8 a "L" tipo A L=15 connettori Ø8 a "L" tipo A L=15 15 connettori Ø8 a "L" tipo B 5 L=20 15 connettori Ø8 a "L" tipo B L=20 5.46 201 4 17 +198.96 1.47 3.52 3.21 h=2,70 m DEPOSITO PULIZIE h= 1 1.6 2.76 2.99 2.53 1.49 +198.72 +198.96 1.89 BIGLIETTERIA 2.1 1 +198.00 4/6 0.12 +198.35 0.12 210 +197.83 0.16 0 0.12 1.6 +198.80 0.12 INFO POINT 0.16 1.51 4.15 3.14 10.48 13.72 4.15 +198.80 h= 3.20 Retrofitting of RC structures: 1.68 1.47 4/6 posti 1.21 1.95 +198.72 h= 4.81 +198.36 h=3,00 m 2.21 2.58 209 134 ACCESSO A: LOGGIONE, SALA CALENDOLI, UFFICI 5.97 GUARDAROBA STIRERIA LAVANDERIA +198.39 3.86 4.12 4.14 1.61 1.68 quadro camerini lato ovest 211 h= 1.76 Interventions 3.10 5.48 4.75 DEPOSITO COMPAGNIE 4.13 CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) 1.52 1.57 1.5 4 1.56 8.91 1.56 6 2.4 1.5 1 2.70 +196.66 +197.01 +197.01 13.96 +196.85 % 11.4 p. pla t e a = 4 ,3 % 15c PORTICO 9.56 129+2 posti p = 0% 9.56 +197.71 12.24 10,34 11.05 9.56 p= FOYER p = 0% p = 11.4% 2.14 +196.86 PALCOSCENICO 9c Finite Element Model 1.24 9f .56 15b 9b 15a 14g 3.13 14c +198.10 129 13a h= 9e 12b 12a +198.74 1.4 3 22 posti 2.6 8 1.68 2.01 202 CAFFE' TEATRO h= 2.68 1.17 h= 1.80 h= 1.72 203 1.85 207 1.71 2.84 2.31 4.07 1.92 h= quadro camerini lato est 111 13c 9d 3.30 DIRETTORE D'ORCHESTRA / 1°CAMERINO / ORGANIZZATORE 9,5 mq 208 ±1.95 livello corpi laterali h= 206 h= 1.6 4 11a 8 1.7 DEPOSITO BAULI E MATERIALI SPETTACOLO 13b 204 porta a scorrere con fotocellula in funzione solo durante carico scarico 8.67 8.91 0.12 0.12 3.30 1.61 5.31 PASSAGGIO DEL CARICO / SCARICO 10b 10a 0.16 14e 14d 9 2.1 205 14f 11b 2.50 10.47 3.14 1.54 1.52 9a 2.0 7 3 1.5 1.56 3.69 1.55 14b 2.81 slab thickness = 10 cm 2 1.5 1.56 14a 13.85 158 2.32 5.75 2.74 h= Strengthening interventions Scarifica e cappa integrativa 4.13 nuova soletta 1.95 4.12 x-x bending moment 4.14 1.68 fasce di tessuto FRP all'intradosso 3.14 4.81 +198.80 nodal vertical displacement CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Interventions Finite Element Model Retrofitting of RC structures 17 0.12 1.6 +198.80 1 3.52 2.76 1.89 BIGLIETTERIA 0 0.12 INFO POINT 0.16 1.51 4.15 2.11 1.6 2.99 2.53 1.49 +198.72 +198.96 +198.80 0.16 3.14 10.48 1.47 1.68 1.47 1.21 h= +198.96 +197.83 h= 13.72 3.21 h=2,70 m DEPOSITO PULIZIE 0.12 +198.35 0.12 +198.00 201 4 3.86 5.46 210 +198.36 4/6 4.15 4/6 posti 1.76 1.95 +198.72 h= 4.81 134 h=3,00 m 2.21 2.58 209 +198.39 3.20 ACCESSO A: LOGGIONE, SALA CALENDOLI, UFFICI 5.97 GUARDAROBA STIRERIA LAVANDERIA h= 4.13 4.12 1.61 1.68 quadro camerini lato ovest 211 4.14 3.10 5.48 4.75 DEPOSITO COMPAGNIE 1.52 1.57 1.54 8.91 1.56 1.5 1.56 2.4 1 6 2.70 +196.66 +197.01 +197.01 13.96 +196.85 11.4% p. platea = 4,3 % 15c PORTICO 9.56 129+2 posti p = 0% 9.56 +197.71 12.24 10,34 11.05 9.56 p= FOYER p = 0% p = 11.4% 2.14 +196.86 PALCOSCENICO 9c Bending moment on a RC slab bending moment on beams 1.24 9f .56 15b 9b 15a 1.5 1.54 1.52 3.13 9 13c h= 9e 1.4 3 22 posti 8 +198.74 2.6 1.68 2.01 202 CAFFE' TEATRO h= 2.68 1.17 3.30 h= 1.80 203 h= 1.85 207 1.72 1.92 208 1.71 2.84 DIRETTORE D'ORCHESTRA / 1°CAMERINO / ORGANIZZATORE 9,5 mq 2.31 4.07 12b 12a 8 h= 206 h= 1.7 DEPOSITO BAULI E MATERIALI SPETTACOLO h= quadro camerini lato est 13b 204 porta a scorrere con fotocellula in funzione solo durante carico scarico 9d 4 3.30 1.61 5.31 ±1.95 livello corpi laterali 8.91 1.6 11a 111 8.67 10a 0.12 0.12 2.1 +198.10 13a PASSAGGIO DEL CARICO / SCARICO 2.50 205 129 7 0.16 11b 2.81 3.14 14f 14e 14d 9a 2.0 1.53 1.56 14c 10b 2 14g 1.55 14b 10.47 3.69 1.56 14a 13.85 158 2.74 Strengthening interventions with an added RC slab 2.32 5.75 h= slab thickness = 10 cm SEZIONE A-A (all'appoggio) SEZIONE A-A (all'appoggio) scala 1:10 scala 1:10 fascia di ancoraggio fascia di ancoraggio n°1 strato di tessuto unidirezionale in fibra n° 1 o più strati di tessuto n° 1 o piùUDHR strati di tessuto n°1 strato di tessuto unidirezionale in fibra unidirezionale in fibra di carbonio tipo di carbonio tipo CARBOSTRU® unidirezionale in fibra CARBOSTRU® di carbonio tipo UDHR 800/10 di carbonio tipo CARBOSTRU® UDHR o equivalente 800/20 dell'Interbau CARBOSTRU® UDHRdell'Interbau 800/10 800/20 dell'Interbau o equivalente o equivalente (da porre in opera in corrispondenza dell'Interbau o equivalente (da porre in opera in corrispondenza degli appoggi, cfr sez. A-A) degli appoggi, cfr sez. A-A) n°2 fasce di ancoraggio composte da n°2 fasce di ancoraggio da n°1composte strato di tessuto unidirezionale in fibra n°1 strato di tessuto unidirezionale fibra di carbonio tipoinCARBOSTRU® UDHR di carbonio tipo CARBOSTRU® UDHR o equivalente 800/20 dell'Interbau 800/20 dell'Interbau o(da equivalente porre in opera in corrispondenza (da porre in opera in corrispondenza degli appoggi, cfr sez. A-A) degli appoggi, cfr sez. A-A) 2.53 1.49 +198.72 1 1.6 +198.96 3.52 2.76 2.99 1.89 BIGLIETTERIA 0.12 INFO POINT 0.16 1.51 4.15 0 0.12 1.6 +198.80 4.15 +198.80 0.16 3.14 10.48 1.47 1.68 1.47 17 +198.96 +197.83 h= 13.72 3.21 h=2,70 m DEPOSITO PULIZIE h= 2.11 Interventions +198.00 201 4 0.12 0.12 210 +198.36 4/6 1.21 4/6 posti +198.35 3.86 1.95 +198.72 h= 5.46 4.81 134 h=3,00 m 2.21 2.58 209 +198.39 3.20 ACCESSO A: LOGGIONE, SALA CALENDOLI, UFFICI 5.97 GUARDAROBA STIRERIA LAVANDERIA h= 1.76 4.12 1.61 1.68 quadro camerini lato ovest 211 4.14 3.10 5.48 4.75 DEPOSITO COMPAGNIE 4.13 CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) 1.52 1.57 1.54 8.91 1.56 1.56 6 2.4 1.5 1 2.70 +196.66 13.96 +196.85 p. platea = 4 ,3 % 15c PORTICO 9.56 129+2 posti p = 0% 9.56 +197.71 12.24 11.05 9.56 p = 11.4% 10,34 Retrofitting of RC structures slab thickness = 10 cm +197.01 +197.01 FOYER p = 0% p = 11.4% 2.14 +196.86 PALCOSCENICO 9c 1.24 9f .56 15b 9b 15a 14g 1.54 1.52 2.19 2.50 3.13 8.91 9d 9e 1.4 3 22 posti 2.6 8 1.68 2.01 +198.74 202 CAFFE' TEATRO h= 2.68 1.17 h= 1.85 203 1.72 1.92 207 h= 1.80 1.71 2.84 DIRETTORE D'ORCHESTRA / 1°CAMERINO / ORGANIZZATORE 9,5 mq 2.31 3.30 h= 4.07 12b 12a 1.78 h= 206 208 h= quadro camerini lato est h= 204 porta a scorrere con fotocellula in funzione solo durante carico scarico DEPOSITO BAULI E MATERIALI SPETTACOLO ±1.95 livello corpi laterali 13c 1.6 4 11a 111 13b 0.12 0.12 3.30 1.61 5.31 PASSAGGIO DEL CARICO / SCARICO 2.81 Finite Element Model 13a 8.67 10a 0.16 11b +198.10 129 14f 14e 14d 9a 2.0 7 1.53 1.56 14c 3.69 1.55 14b 10.47 205 10b 2 1.5 1.56 14a 13.85 3.14 158 2.32 5.75 2.74 h= Strengthening interventions 8.91 x-x bending moment on a RC slab 116b FOYER +196.86 8.67 8.91 Rinforzo solaio con applicazione di fasce di tessuto FRP (n° 1 strato b=10 cm) Trave rinforzata con tessuto FRP (n° 2 fasce n° 1 strato b=10 cm) bending moment on beams PORTICO 9.56 9.56 2.70 CIVIC THEATRE – SCHIO (VI) Interventions Retrofitting of RC structures 1.68 1.47 1.47 3.52 3.21 h=2,70 m 3.10 DEPOSITO PULIZIE h= 17 +198.96 2.53 1.49 +198.72 +198.96 1.6 1 2.76 2.99 1.89 BIGLIETTERIA 1 0.12 0.12 13.72 INFO POINT 0.16 1.51 1.47 0 0.12 1.6 +198.80 4.15 10.48 +198.80 0.16 3.14 h= 4.15 +197.83 2.1 +198.00 201 4 0.12 +198.35 3.86 5.46 210 4/6 1.21 4/6 posti 1.76 1.95 +198.72 h= 4.81 +198.36 h=3,00 m 2.21 2.58 209 +198.39 3.20 ACCESSO A: LOGGIONE, SALA CALENDOLI, UFFICI 5.97 GUARDAROBA STIRERIA LAVANDERIA h= 4.13 4.12 1.61 1.68 quadro camerini lato ovest 211 4.14 3.10 5.48 4.75 DEPOSITO COMPAGNIE 134 Strenghtening interventions 1.52 1.57 1.54 8.91 1.56 1.56 6 1.5 2.4 1 2.70 +196.66 +197.01 3.21 13.96 +196.85 11.4% p . pl a te a = 4 , 3 % 15c PORTICO 9.56 129+2 posti p = 0% 9.56 +197.71 12.24 10,34 11.05 9.56 p= FOYER p = 0% 3.52 +197.01 p = 11.4% 2.14 +196.86 PALCOSCENICO 9c 1.24 9f .56 9b 10b 8.67 2 1.5 1.56 14g 1.55 1.54 1.52 14c 3.13 13a 111 13c h= 12b 12a 9e 1.4 3 22 posti 8 2.6 1.68 202 CAFFE' TEATRO h= 2.68 1.17 h= 2.31 1.85 1.72 203 1.71 2.84 1.92 207 h= 1.80 158 2.74 2.32 5.75 h= 2.76 2.99 2.53 slab thickness = 10 cm 4.15 3.86 BIGLIETTERIA INFO POINT 8.91 Trave rinforzata con tessuto FRP (n° 1 strato b=10 cm) Rinforzo solaio con applicazione di fasce di tessuto FRP (n° 1 strato b=10 cm) 4.15 2.01 +198.74 8 4.07 4 3.30 DIRETTORE D'ORCHESTRA / 1°CAMERINO / ORGANIZZATORE 9,5 mq 208 h= quadro camerini lato est h= 206 h= 9d 1.6 11a 1.7 DEPOSITO BAULI E MATERIALI SPETTACOLO 13b 204 porta a scorrere con fotocellula in funzione solo durante carico scarico 8.91 0.12 0.12 3.30 1.61 5.31 ±1.95 livello corpi laterali 9 2.1 +198.10 129 PASSAGGIO DEL CARICO / SCARICO 2.50 205 10a 0.16 11b 2.81 10.47 3.14 7 14f 14e 14d 9a 2.0 1.53 1.56 14b 3.69 14a 13.85 1.47 15b 15a THANKS FOR YOUR ATTENTION Prof. Eng. Claudio Modena