FONDAZIONE DELL’ORDINE DEGLI INGEGNERI
DELLA PROVINCIA DI MILANO
SEMINARIO
DALLA AGIBILITA’ PROVVISORIA
AL MIGLIORAMENTO SISMICO
DEGLI EDIFICI INDUSTRIALI PREFABBRICATI:
LA LEZIONE DELL’EMILIA
LA RICERCA NEI PROGRAMMI EUROPEI
ED IL NUOVO D.M.
Giandomenico Toniolo
1
PROVE ASSOBETON 1994/96
REDAZIONE 1A VERSIONE EC8
LABORATORIO
ELSA JRC - ISPRA
20 PROVE CICLICHE
+ 6 PSEUDODINAMICHE
(ASSOBETON – POLIMI)
2
ANALISI NUMERICHE 1996-2000 (ASSOBETON-POLIMI)
TELAIO PREFABRICATO
CON CERNIERE
TELAIO GETTATO IN OPERA
MONOLITICO
m
m
F
u
F
u
h
u
m
M=Fh
2 ZONE CRITICHE GRANDI
u
m
m=Fh/2=M/2
4 ZONE CRITICHE PICCOLE
DA DIMOSTRARE: 2U = 4u
3
PROVE ECOLEADER 2002/03
PROVA PSEUDODINAMICA PREFABBRICATO
4
LABORATORIO ELSA JRC - ISPRA
PROVA PSEUDODINAMICA GETTTATO IN OPERA
5
SUPPORTATI DA
− PROGETTO ULISSE
(AITEC+ATECAP+ASSOBETON)
− ANDECE (SPAGNA)
− ANIPC (PORTOGALLO)
coinvolti
− POLITECNICO DI MILANO
− UNIVERSITA’ DI LUBIANA
(coord. G. Toniolo)
REDAZIONE NUOVA VERSIONE EC8
6
CURVE VIBRATORIE – EGUALE ACCELERAZIONE MAX
MONOLITICO = INCERNIERATO
7
2003-2006 (GROWTH PR.)
PRECAST STRUCTURES EC8
1. POLITECNICO DI MILANO (COORDINAMENTO)
2. MAGNETTI BUILDING – CARVICO
3. GECOFIN – VERONA
4. LAB. NATIONAL DE ENGNHARIA CIVIL – LISBONA
5. CIVIBRAL – SAO PEDRO FINS
6. NATIONAL TECHNICAL UNIVERSITY OF ATHENS
7. PROET – ATENE
8. UNIVERSITY OF LJUBLJANA
9. JOINT RESEARCH CENTRE – ISPRA
10. TONGJI UNIVERSITY – SHANGHAI
( ≈ 1 MILLION EURO )
8
PROVE PSEUDODINAMICHE – LAB. ELSA DI ISPRA
9
PRECAST STRUCTURES EC8 2003/06
10
200
…
150
100
Force [kN]
50
0
-50
-100
-150
Experimental
Numerical
-200
0
5
10
15
20
25
30
35
T ime [sec]
CURVE VIBRATORIE SPERIMENTALI E NUMERICHE
-INFLUENZA TAMPONAMENTI
-AZIONE DIAFRAMMA
-≈3,5 PER s=5,0 - ≈4,5 PER s=3,5
-RESISTENZA ULTIMA ≈1g
-PROBLEMI CONNESSIONI
11
2008-2012 - SME POGRAMME – CE
“SAFECAST” COMPORTAMENTO SISMICO DELLE CONNESSIONI
(coord. scient..P. Negro – G. Toniolo)
~4,5 MILIONI DI EURO
1 – ASSOBETON ( I ) coord.
2 – ANDECE ( E )
3 – ANIPB ( P )
10 – LNEC ( P )
11 – ULJ ( SLO )
4 – SEVIPS ( GR )
12 – LABOR ( I )
5 – TPCA ( TR )
13 – LUGEA ( I )
6 – EC DG JRC (Ispra)
14 – DLC ( I )
7 – POLIMI ( I )
15 – RITIRATO
8 – NTUA ( GR )
16 – RIPHORSA ( E )
9 – ITU ( TR )
17 – HALFEN ( D )
12
PROTOTIPO IN MONTAGGIO A ISPRA
…
…
13
PROTOTIPO PRONTO PER LA SPERIMENTAZIONE
…
…
14
DESIGN GUIDELINES FOR CONNECTIONS
…
…
15
L’AQUILA - 6 APRILE 2009
…
STRUCTURE OK - PANNELLI NO !
16
ROTTURA DEGLI ATTACCHI
…
IMPARARE LA LEZIONE
17
ATTUALE PRATICA PROGETTUALE
ANALISI DEL TELAIO DI TRAVI E PILASTRI DOVE
I PANNELLI SONO MASSE SENZA RIGIDEZZA
CON CONNESSIONI FISSE ALLA STRUTTURA
dimensionate con un calcolo locale
per la massa del singolo pannello
e per forze sismiche ortogonali
QUESTO NON FUNZIONA !
18
DI FATTO :
I PANNELLI FISSATI IN QUESTO MODO
SONO PARTE INTEGRALE DELLA STRUTTTURA
LA LORO GRANDE RIGDEZZA
RICHIAMA GRANDI FORZE SISMICHE
NEL PIANO DEI PANNELLI STESSI
PROPORZIONALI ALLA MASSA GLOBALE
LE CONNESSIONI SI ROMPONO A CAUSA
DI FORZE MAGGIORI E DIVERSE
19
SOLUZIONI PER I SISTEMI DI TAMPONAMENTO
1. ASSETTO ISOSTATICO DELLE CONNECSIONI
(grandi spostamenti)
2. ASSETTO INTEGRATO NELLA STRUTTURA
(grandi forze)
3. CONNESSIONI DISSIPATIVE TRA PANNELLI
(forze e spostamenti bilanciati)
3. ORDINARIO SOTTODIMANSIONATO CON “BACKUP”
(miglioramento edifici esistenti)
IN OGNI CASO SERVONO NUOVI TIPI DI CONNESSIONI !
20
SAFECLADDING 2012-2015
SISTEMI DI ATTACCO DELLE PARETI A PANNELLI
BIBM coord. amministrativo
ASSOBETON (I)
NTUA (GR)
TPCA (TR)
ITU (TR)
VBBF (D)
JRC (EU)
POLIMI (I)
BS (I)
UL (SLO)
AFA (TR)
YAPI (TR)
(coord. scient. G.Toniolo)
…
(costo ~2 milioni)
21
PROTOTIPO DI ISPRA – PIANTA COPERTURA
22
PROTOTIPO DI ISPRA – SEZIONE LONGITUDINALE
23
PROTOTIPODI ISPRA - SEZIONI TRASVERSALI
24
PROTOTIPO DI ISPRA – PROSPETTO PANNELLI LATERALI
25
EFFICACIA DISSIPATORI CON PILASTRI FLESSIBILI
...
h=8m
dy  0,01 h
...
.....
26
CICLI DISSIPATIVI (ELASTOPLASTICI)
CICLO PIENO
acciaio massiccio
CICLO A BANDIERA
per ricentraggio
massima dissipazione
poca dissipazione
...
27
CURVE DISSIPATORE E PILASTRO (MESSI IN SERIE)
...
R’ > R”
” = (360+ 2)/(80+2) = 4,41
R’ < R”
’ = ( 80+40)/(80+2) = 1,46
28
INTERVENTI SULL’ESISTENTE
...
PER AUMENTARE DUTTILITA’ E DISSIPAZIONE
FASCIATURA PILASTRI SI
DISSIPATORI IN SOMMITA’ NO
29
EFFICACIA DISSIPATORI CON PARETI RIGIDE
...
dy = 2 mm
.
=3
.
” = (6+ 2)/(2+2) = 2 .
’ = (2+40)/(2+2) = 10,5
30
CONCLUSIONI
TUTTE LE STRUTTURE (ANCHE QUELLE PREFABBRICATE)
NON PROGETTATE PER AZIONE SISMICA
NON POSSONO RESISTERE AI TERREMOTI
EMILIA 2012
31
LE STRUTTURE PREFABBRICATE CORRETTAMENTE
PROGETTATE CON LE NORME SISMICHE IN VIGORE
RESISTONO A CIRCA 1g (CIRCA 3 VOLTE LA ZONA 1)
L’AQUILA 2009
32
NORME TECNICHE NAZIONALI – NUOVO ATTESO D.M.
RICERCA CO-NORMATIVA EUROPEA IGNORATA
“STRUTTRE A PILASTRI ISOSTATICI
(STRUTTURE MONOPIANO E PLURIPIANO
CON PILASTRI INCASTRATI ALLA BASE
E ORIZZZONTAMENTI NCOLLEGATI CON CERNIERE”
PENALIZZATI RISPETTO AI “TELAI”
.
SENZA EFFETTIVE CONSEGUENZE
33
TELAI INCERNIERATI
CON CONNESSIONI TIPICHE
q = 3,5 (in CD”A”) + verifica duttilità zone critiche
SISTEMI PIU’ DIFFUSI
34
TELAI INCASTRATI
CON CONNESSIONI EMULATIVE
q = 4,5 u/1 (in CD”A”) + verifica scorrimento di piano
SISTEMI RARAMENTE USATI
35
TELAI ISOSTATICI
CON APPOGGI SCORREVOLI
q = 3,5 (in CD”A”) + verifica scorrimento appoggio
SISTEMI NON USATI
36