1 INDICE
INTRODUZIONE ... 5
CAPITOLO 1 - Analisi della sismicità ... 8
1.1 Il rischio sismico ... 8
1.2 Rischio sismico in Italia ... 9
1.2.1 Misura strumentale del moto sismico ... 12
1.2.2 La classificazione sismica italiana ... 14
1.2.3 La classificazione sismica in Emilia Romagna ... 21
CAPITOLO 2 - Il terremoto in Emilia Romagna ... 23
2.1 La terra trema... 23
2.1.1 Scenari successivi agli eventi sismici ... 26
2.2 Cenni sulla prefabbricazione in calcestruzzo ... 29
2.2.1 Sistemi di prefabbricazione ... 31
2.3. Tipologie strutturali di edifici prefabbricati progettati in assenza di criteri antisismici ... 34
2.3.1 Tipologie di strutture prefabbricate ... 34
2.3.2 Scaffalature ... 36
2.4 Inquadramento normativo ... 37
2.4.1 Danneggiamenti registrati negli edifici produttivi ... 39
2.4.2 Carenze manifestate dagli edifici industriali prefabbricati monopiano ... 42
CAPITOLO 3 - Descrizione del caso di studio ... 46
3.1 Il Comune di Ferrara ... 46
3.2 La sismicità nella Pianura Padana ... 48
3.2.1 La rete microsismica locale ... 49
3.3 Il capannone industriale ... 52
3.3.1 La valutazione della sicurezza ... 54
3.3.1.1 Analisi storico – critica ... 58
3.3.1.2 Rilievo geometrico – strutturale ... 61
3.3.2 Progetto simulato degli elementi di cui non si dispongono informazioni .... 63
3.3.2.1 Calcolo dello sforzo di precompressione ... 64
3.3.2.2 Valutazione delle perdite ... 65
3.3.2.3 Verifiche di stabilità ... 68
3.3.2.4 Calcolo simulato dell’armatura a taglio della trave ... 77
3.3.2.5 Calcolo simulato del plinto a bicchiere ... 80
CAPITOLO 4 - Valutazione della vulnerabilità sismica ... 90
4.1 Caratterizzazione meccanica dei materiali ... 90
2
4.2 Modello di calcolo ... 92
4.3 Proprietà meccaniche del terreno ... 93
4.4 Analisi dei carichi ... 94
4.4.1 Combinazioni di carico ... 101
4.5 Metodi di analisi ... 104
4.5.1 Risultati dell’Analisi Dinamica Lineare ... 104
4.6 Verifiche allo Stato Limite Ultimo ... 108
4.6.1 Travi ... 108
4.6.2 Pilastri... 109
4.6.3 Fondazione – Terreno ... 110
4.6.3.1 Verifica dei bordi frontali ... 112
4.6.3.2 Verifica dei bordi laterali ... 113
4.6.3.3 Verifica delle pareti laterali ... 113
4.6.3.4 Verifica statica della ciabatta ... 114
4.6.3.5 Verifica statica della soletta ... 115
4.6.3.6 Verifiche geotecniche ... 116
4.6.3.7 Verifica a punzonamento ... 117
4.6.4 Aggiornamento verifiche in fondazione ... 119
4.6.5 Verifiche degli spostamenti ... 122
4.6.5.1 Spostamento relativo al suolo , ( ) ... 124
4.6.5.2 Spostamento relativo tra gli elementi verticali adiacenti , ( ) 125 4.6.6 Verifica del ribaltamento fuori piano della trave ... 129
4.7 Ipotesi di passaggio da LC1 a LC3 ... 130
4.8 Analisi Statica Non Lineare o Push-Over ... 132
4.8.1 Definizione delle cerniere plastiche ... 132
4.8.2 Metodo di analisi ... 135
4.8.3 La curva di Capacità della Struttura ... 136
4.8.3.1 Curva di Push-Over direzione X ... 139
4.8.3.2 Curva di Push-Over direzione Y ... 144
4.8.4 Verifica dei meccanismi di rottura fragili ... 149
4.8.5 Verifica del fattore Theta θ ... 150
4.8.6 Il metodo grafico: spazio ADRS ... 152
4.8.7 Valutazione del fattore di struttura q... 154
4.9 Risultati dell’Analisi Push-Over con l’influenza degli effetti torcenti ... 157
4.10 Risultati della valutazione della vulnerabilità sismica ... 163
CAPITOLO 5 – Principali interventi di mitigazione sismica ... 164
3
5.1 Metodi tradizionali ed innovativi di adeguamento antisismico ... 164
5.1.1 Interventi volti ad evitare la perdita di appoggio ... 165
5.1.1.1 Aumento della superficie d’appoggio ... 165
5.1.1.2 Meccanismi di connessione meccanici ... 165
5.1.1.3 Collegamento delle teste dei pilastri ... 167
5.1.2 Interventi per il rinforzo degli elementi verticali ... 168
5.1.2.1 Incamiciatura in C. A. (Ringrosso della sezione) ... 168
5.1.2.2 Incamiciatura metallica con eventuale connessione alla fondazione . 169 5.1.2.3 Rinforzo con fibre o “Fasciatura” ... 170
5.1.2.4 Collegamento tra pilastro e pavimento industriale ... 171
5.1.3 Interventi per il rinforzo delle fondazioni ... 172
5.1.3.1 Allargamento della base del plinto esistente ... 172
5.1.3.2 Sottofondazioni con micropali o pali di piccolo – medio diametro ... 173
5.1.3.3 Consolidamento del terreno circostante la fondazione mediante iniezioni con miscele cementizie a bassa pressione ... 174
5.1.3.4 Intervento con nuove fondazioni per una struttura esterna a quella esistente... 174
5.2 Interventi esistenti ... 175
CAPITOLO 6 – Proposte di miglioramento sismico ... 177
6.1 Prima proposta: interventi locali in fondazione... 177
6.1.1 Ipotesi per la progettazione ... 178
6.1.2 Caratteristiche del rinforzo FRP ... 181
6.1.3 Determinazione del numero di fasce fibrorinforzate ... 182
6.1.4 Considerazioni sulla trasmissione a terra dello sforzo di trazione ... 186
6.2 Seconda proposta: struttura di rinforzo esterna ... 189
6.2.1 Risultati dell’Analisi Modale ... 191
6.3 La struttura esterna ed i collegamenti al capannone esistente ... 193
6.3.1 Verifica a stabilità e a trazione delle colonne triangolari ... 195
6.3.2 Verifica a stabilità e a trazione dei collegamenti colonna triangolre-trave 196 6.3.3 Verifica a stabilità e a trazione delle colonne rettangolari ... 197
6.3.4 Verifica a stabilità e a trazione dei collegamenti trave-trave reticolare ... 197
6.3.5 Verifica a stabilità e a trazione della travatura reticolare ... 198
6.3.6 Verifica dei collegamenti bullonati ... 199
6.3.7 Verifica dei collegamenti saldati ... 204
6.4 Le fondazioni delle strutture di rinforzo ... 206
6.4.1 Stima della capacità portante mediante formule statiche ... 207
6.4.2 Criteri di calcolo delle fondazioni su pali ... 209
4
6.4.3 Criteri di calcolo delle piastre di base ... 214
6.4.3.1 Verifica allo SLU per tensioni normali ... 215
6.4.3.2 Verifica allo SLU per tensioni tangenziali ... 216
6.4.4 Lunghezza di ancoraggio dei tirafondi ... 216
CONCLUSIONI ... 218
BIBLIOGRAFIA E SITOGRAFIA ... 221
APPENDICE A ... 225
FOTO DEL CAPANNONE ... 225
VOCI DI CAPITOLATO PRODOTTI MAPEWRAP... 229
RINGRAZIAMENTI ... 232
