- 216 - Conclusioni
• Problema della modellazione a solaio rigido
• Necessità di maggiori indagini sui materiali
• Considerazioni finali di confronto tra l’analisi dinamica modale lineare con spettro di risposta e l’analisi statica non lineare
• Problema del taglio
• Problema della direzione y
• Individuazione delle vulnerabilità più marcate
• Individuazione dei possibili sistemi di consolidamento
Problema della modellazione a solaio rigido
Dal confronto dei risultati, in termini di modi di vibrare, ottenuti con l’analisi modale lineare per il modello a solai infinitamente rigidi nel piano con il modello a solai deformabili nel piano, si è notato che cambia profondamente il comportamento strutturale.
Da questo confronto si può costatare che l’ipotesi di solai rigidi comporta una differenza notevole di comportamento strutturale; è pertanto una valutazione che va assunta con estrema attenzione, in particolar modo per tutti gli edifici che presentano forti irregolarità in pianta, poiché si possono commettere errori di analisi che vanificano le precisioni connaturate da modelli numerici avanzati.
Da ciò si deduce, inoltre, che uno dei principali interventi da prendere in considerazione
sull’edificio sarà proprio quello di intervenire sui solai, in modo da renderli il più
possibile rigidi nel proprio piano e collegarli nel miglior modo alle pareti.
- 217 - Necessità di maggiori indagini sui materiali
Confrontando i risultati delle verifiche condotte considerando prima un Fattore di Confidenza FC= 1.35 e poi un FC= 1, sia per l’analisi dinamica modale lineare, ma soprattutto attraverso l’uso dell’analisi statica non lineare (da edificio non verificato, si passa ad edificio quasi verificato) si comprende quanto sia penalizzante utilizzare un basso livello di conoscenza dell’edificio.
Si deduce che, sarebbe di fondamentale importanza, stabilire una campagna di prove sui materiali, di studio approfondito sui dettagli costruttivi e sulla geometria, per stabilire con esattezza le caratteristiche meccaniche dei materiali in modo da confermare i valori assunti, stimati secondo normativa o eventualmente aggiornare le verifiche con i valori delle caratteristiche meccaniche più attendibili e soprattutto poter utilizzare un fattore di confidenza FC=1 nelle verifiche di resistenza.
Considerazioni finali di confronto tra l’analisi dinamica modale lineare con spettro di risposta e l’analisi statica non lineare
• Problema del taglio
Andando ad analizzare i risultati delle verifiche a taglio eseguite con l’analisi modale con spettro di risposta e confrontandoli con i risultati ottenuti nell’analisi statica non lineare si ottengono alcune evidenti discordanze.
Analisi dinamica modale lineare Analisi statica non lineare
Fig. 1 – Confronto sul taglio - sisma X – piano primo
- 218 - Al piano primo, per il sisma lungo X abbiamo un solo maschio murario non verificato a taglio secondo l’analisi non lineare statica, contro 16 maschi murari non verificati nell’analisi modale con spettro di risposta.
Analisi dinamica modale lineare Analisi statica non lineare Fig. 2 – Confronto sul taglio - sisma X – piano terra
Se per il piano terra possiamo dire che i risultati possono essere considerati confrontabili, nel seminterrato abbiamo di nuovo 9 maschi che vanno in crisi a taglio secondo l’analisi non lineare statica, contro i 17 maschi nell’analisi modale.
Analisi dinamica modale lineare Analisi statica non lineare Fig. 3 – Confronto sul taglio - sisma X – seminterrato
Per il sisma nella direzione Y, questa discordanza è ancora più marcata: nel
seminterrato abbiamo 23 maschi contro 0 maschi, nel piano primo abbiamo 16 contro 3
maschi che vanno in crisi e per la direzione Y, anche il piano terra presenta una
notevole discordanza con 20 maschi contro 9 che vanno in crisi a taglio.
- 219 - Analisi dinamica modale lineare Analisi statica non lineare
Fig. 4 – Confronto sul taglio - sisma Y – piano primo
Analisi dinamica modale lineare Analisi statica non lineare Fig. 5 – Confronto sul taglio - sisma Y – piano terra
Analisi dinamica modale lineare Analisi statica non lineare
Fig. 6 – Confronto sul taglio - sisma Y – seminterrato
- 220 - Da ciò si conclude che la modellazione e la valutazione della sicurezza nei riguardi del taglio risulta essere un problema per certi versi ancora aperto e probabilmente suscettibile di futura evoluzione normativa.
• Problema della direzione Y
Osservando la Tab.1 sottostante si può notare come nella direzione X ci sia una concordanza sui valori di taglio alla base che l’edificio è in grado di sopportare secondo l’analisi statica non lineare e il taglio sollecitante alla base derivante dall’analisi lineare, modale con spettro di risposta.
Tab.1 Taglio alla base: confronto tra analisi modale lineare e analisi statica non lineare
Nella direzione Y si hanno invece notevoli differenze tra i relativi valori del taglio nelle due analisi.
Se ne deduce quindi una maggiore vulnerabilità dell’edificio nel sopportare il sisma nella direzione Y, confermata dal fatto che le uniche analisi non verificate sono proprio le analisi 9, 10, 11, 12, tutte quante nella direzione Y.
Si nota come le minori differenze tra i tagli nei due tipi di analisi, si hanno nelle analisi 5 (Sisma +X ecc. >0 – distribuzione uniforme) e nell’analisi 13 (Sisma +Y ecc. >0 – distribuzione uniforme), e ciò sta ad indicare che queste sono le uniche analisi che sono state effettuate attraverso l’analisi modale lineare.
ric.sp. cap.sp. Δ ric.sp. cap.sp. Δ Fy F Δ Δ
SLD SLD SLU SLU (modale)
(S/N) (cm) (cm) % (cm) (cm) % (KN) (KN) % %
1 Sì Sisma +X' ecc.>0 - Distr. triang. 0,915 1,030 11,2 2,33 4,70 50,4 9108,7 13308,8 31,6 -46,1
2 Sì Sisma +X' ecc.<0 - Distr. triang. 0,929 1,038 10,5 2,36 4,66 49,4 9082,0 13308,8 31,8 -46,5
3 Sì Sisma -X' ecc.>0 - Distr. triang. 0,865 0,995 13,1 2,21 4,05 45,4 10431,1 13308,8 21,6 -27,6
4 Sì Sisma -X' ecc.<0 - Distr. triang. 0,885 1,003 11,8 2,25 4,28 47,4 10322,7 13308,8 22,4 -28,9
5 Sì Sisma +X' ecc.>0 - Distr. unif. 0,697 1,357 48,6 1,82 3,43 47,0 13008,9 13308,8 2,3 -2,3
6 Sì Sisma +X' ecc.<0 - Distr. unif. 0,700 1,177 40,5 1,83 3,80 52,0 12964 13308,8 2,6 -2,7
7 Sì Sisma -X' ecc.>0 - Distr. unif. 0,661 1,278 48,3 1,69 3,48 51,4 14627,7 13308,8 -9,9 9,0
8 Sì Sisma -X' ecc.<0 - Distr. unif. 0,671 1,152 41,8 1,72 3,44 50,0 14520,6 13308,8 -9,1 8,3
9 No Sisma +Y' ecc.>0 - Distr. triang. 1,112 0,995 -11,8 2,69 3,85 30,2 7156,3 12310,9 41,9 -72,0
10 No Sisma +Y' ecc.<0 - Distr. triang. 1,155 1,059 -9,1 2,77 3,95 30,0 7027,0 12310,9 42,9 -75,2
11 No Sisma -Y' ecc.>0 - Distr. triang. 1,035 0,987 -4,9 2,55 3,54 28,0 6752,8 12310,9 45,1 -82,3
12 No Sisma -Y' ecc.<0 - Distr. triang. 1,085 1,056 -2,7 2,64 2,91 9,1 6912,2 12310,9 43,9 -78,1
13 Sì Sisma +Y' ecc.>0 - Distr. unif. 0,850 1,156 26,5 2,20 4,25 48,3 9854,1 12310,9 20,0 -24,9
14 Sì Sisma +Y' ecc.<0 - Distr. unif. 0,892 1,226 27,2 2,28 4,10 44,5 9684,9 12310,9 21,3 -27,1
15 Sì Sisma -Y' ecc.>0 - Distr. unif. 0,788 1,144 31,1 2,10 3,70 43,3 9463,8 12310,9 23,1 -30,1
16 Sì Sisma -Y' ecc.<0 - Distr. unif. 0,834 1,219 31,6 2,18 3,82 42,8 9395,9 12310,9 23,7 -31,0
Nr. Ver. Analisi
- 221 - In grigio si evidenzia le analisi che presentano, allo stato limite di danno nelle direzioni X e Y, le maggiori differenze tra capacità e richiesta di spostamento, nel caso di analisi non verificata e le minori differenze nel caso di analisi verificata.
In giallo si evidenziano le analisi che presentano gli stessi differenziali per lo stato limite ultimo.
Dal confronto dei risultati ottenuti tramite l’analisi dinamica modale lineare con spettro di risposta e l’analisi statica non lineare si evidenzia che l’analisi modale lineare risulta più cautelativa.
Si evidenzia, inoltre, la capacità dell’analisi statica non lineare di mettere in luce comportamenti strutturali (vedi la maggior deficienza nella direzione Y e le discordanze sul taglio) che non si riusciva a cogliere con l’analisi modale con spettro di risposta.
Possiamo ragionevolmente dire che l’analisi dinamica modale, poiché è condotta attraverso un modello elastico lineare, risulta poco indicata nella valutazione del comportamento in condizioni limite di resistenza (su una struttura caratterizzata da un comportamento non lineare dei materiali già per valori modesti dell’azione orizzontale) per gli antichi manufatti architettonici in muratura.
Infatti, nel caso di strutture complesse, le analisi lineari possono essere utilmente applicate solo quando, emerge che l’escursione in campo non lineare è modesta.
L’analisi statica non lineare risulta in sostanza, il metodo di calcolo più rappresentativo
del comportamento ultimo e quindi della risposta sismica globale delle strutture in
muratura esistenti.
- 222 - Individuazione delle vulnerabilità più marcate
• Fasce di piano
• Parete laterale
- 223 -
• Parete frontale
• Maschi murari del seminterrato, sulla parete laterale, estremamente compressi
• Solai
- 224 - Individuazione dei possibili sistemi di consolidamento
L’esame dei risultati delle analisi effettuata sul modello riproducente la struttura nello stato attuale ha evidenziato la possibilità di pervenire al consolidamento della struttura stessa, senza dover ricorrere all’introduzione di nuovi sistemi atti a resistere alle azioni orizzontali, ma, più semplicemente, rafforzando localmente gli elementi che si dimostrano inadeguati.
Possibili interventi:
• Chiusura di aperture in zone critiche
Le aperture nelle zone d’angolo sottostanti maschi murari continui sono particolarmente vulnerabili al sisma: occorre pertanto evitarne la presenza poiché anche rinforzi con telai od altro non risolvono il problema della corretta trasmissione delle forze sismiche.
Fig. 7 - Chiusura di aperture in zone critiche
- 225 -
• Incatenamenti
Fig. 8 - Incatenamenti
Fig. 9 – Dettagli dell’ancoraggio delle catene
Fig. 10 - Particolari degli incatenamenti
- 226 -
• Rifacimento delle solette dei solai, armate con rete elettrosaldata e con connettori a taglio sui profili metallici del solaio e ammorsamenti dei solai alle pareti, e/o inserimento di controventi orizzontali
Fig. 11 - Controventi orizzontali di irrigidimento dei solai
Fig. 12 - Consolidamento solai in misti acciaio-laterizio
- 227 -
• Per i maschi del seminterrato sovracompressi, cerchiature con materiali FRP o tirantini antiespulsivi
Fig. 13 - Cerchiature con materiali FRP
• Maschi murari deficienti a taglio o a pressoflessione
Le tecniche convenzionali “moderne” di rafforzamento sono spesso invasive e irreversibili, e perciò non adatte agli interventi sugli edifici monumentali.
I recenti terremoti hanno dimostrato che spesso sono inefficaci. È dunque necessario mettere a punto nuove tecniche che siano efficaci, non invasive e reversibili.
Il sistema CAM sembra avere caratteristiche tali da renderlo adatto al rafforzamento antisismico e al consolidamento statico degli edifici in muratura ordinari e monumentali.
Il sistema CAM (cuciture attive delle murature) fornisce:
- Incremento della resistenza a flessione e a taglio - Incremento della duttilità
- Miglioramento dei collegamenti trasversali tra i paramenti
In
al
noltre è cara - Ruolo - Pieno - Rever - Alta d - Conti - Effica - Nessu - Nume - Adatt - Uso d - Mater
ltre utilizzaz - Conn - Caten - Confi a tagl
atterizzato d o attivo del o sfruttamen rsibilità e no durabilità inuità dei rin acia nelle co un incremen ero limitato to a pareti ir di intonaco n
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Fig. 1
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- 229 - Fig. 15 – Applicazione del sistema CAM
• Rinforzo delle fasce di piano
Intonaci armati Perforazioni armate
