Sottotema Responsabile UR coinvolte
3a.1 Il ruolo dei solai, delle coperture e dei cordoli C. Modena 1,2,5,6,7,11,16,
17,183a.2 Il ruolo ed il comportamento delle volte A. Borri 5,6,16,17,19
3a.3 Sperimentazione E. Giuriani 2,6,11,123a.4 Criteri e tecniche di intervento M. Piazza 2,6,7,11,12
Tema 3 – Consolidamento sismico degli edifici in muratura
3a – Solai, volte e copertureResponsabile: Maurizio Piazza (UNITN)
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3a.1: Ruolo dei solai, delle coperture e dei cordoli
Le attività di ricerca si sono svolte con particolare attenzione allo studio dell’interazione dei solai con la muratura, con riferimento a:
- gli effetti delle diverse caratteristiche di rigidezza delle varie tipologie di solai (UNITN, UNIBS, UNIPD, IUAV, UNIPV)-il comportamento delle connessioni solaio-muratura (UNITN,UNIBS,UNIPD,IUAV)
3a Solai, volte, coperture
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3a.1: Ruolo dei solai, delle coperture e dei cordoli
3a Solai, volte, coperture
INTERAZIONE SOLAI LIGNEI CON LA MURATURA: MODELLAZIONE (UNITN)
DEFINIZIONE DELLE CARATTERISTICHE DEI SOLAI LIGNEI MONO-ORDITURA IN EDIFICI ESISTENTI CON LE SEGUENTI TIPOLOGIE DI IMPALCATO:
- semplice tavolato in legno
- doppio tavolato incrociato in legno
- doppio tavolato incrociato in legno e rinforzo con FRP
- triplo strato di compensato posato sopra il tavolato esistente
- soletta in c.a. sopra tavolato esistente
MODELLAZIONE A LASTRA EQUIVALENTE CON STIMA DELLA RIGIDEZZA NEL PIANO E FUORI DAL PIANO:
- comportamento flessionale
- comportamento membranale
PRIME VALUTAZIONI SPERIMENTALI DELLE PROPRIETA’ DI RIGIDEZZA E RESISTENZA DEI SOLAI (campioni elementari, task 3a.3)
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3a Solai, volte, coperture
INTERAZIONE SOLAI LIGNEI CON LA MURATURA: MODELLAZIONE
DEFINIZIONE DI IDONEI MODELLI NUMERICI FINALIZZATI ALLO STUDIO DELL’INTERAZIONE DELLE DIVERSE TIPOLOGIE DI SOLAIO CON LE PARETI MURARIE:
- collegamento del solaio alle murature resistenti non tramite cordoli continui in c.a. ma attraverso cordoli - tiranti realizzati con profili metallici collegati all’orditura del solaio mediante viti e alla muratura per mezzo di barre filettate con capochiave e dado di chiusura o iniettate con malta cementizia
AD ESEMPIO: MODELLO AD ELEMENTI FINITI
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3a.1: Ruolo dei solai, delle coperture e dei cordoli
3a Solai, volte, coperture
coperture antisismiche
diaframmi di piano
ruolo della deformabilità dei diaframmi di piano
collegamento diaframmi-muratura
Attività UNIBS
- Analisi stato dell’arte delle tecniche di consolidamento dei solai in legno; - Criteri per il progetto di diaframmi di piano e di falda;- Studio dell’influenza della deformabilità dei diaframmi di piano e di falda sul comportamento globale della struttura
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3a Solai, volte, coperture
cappa c.a.
connettori
Figura 1: Tecnica di rinforzo con cappa in calcestruzzo ordinario armato.
assito esistentepannello multistrato
chiodatefasce metalliche
(a)
assito esistente3-5 mm
a spinottoconnettori
saldature
lastra di acciaio
spinotto
(b)Figura 2: Tecnica di rinforzo: (a) con pannelli in legno multistrato e fasce metalliche; (b) con lastra di acciaio.
assito esistente
assito organizzato
a spinottoconnettori
(a) (b)
Ruolo dei solai e delle coperture: analisi dello stato dell’arte delle tecniche di consolidamento
Attività UNIBS
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3a Solai, volte, coperture
Ruolo dei solai: Criteri per il progetto dei diaframmi di solaio
M
fo
V
LL2
MV
shear wall
chord
wooden floorstrengthened
specimentested
panel
a
Fo
shear wall
M/L2
M/L2
F
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3a Solai, volte, coperture
r
A Ba
1y f1yp1
p3
hl12
h3
1z
y
r1z
5
4 2
1
3 = -r1y
5
4 2
1
3
f1yf1y -r1y
Ruolo dei solai e delle coperture: Criteri per il progetto dei diaframmi di falda
2
c
Ly
z
M
xL1
x 13
y
x
f1y
R
Ry
y
V
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3a.3: Sperimentazione
3a Solai, volte, coperture
Sono state progettate campagne sperimentali e sono state avviate le prime sperimentazioni su:
• solai (UNIBS, UNIPD)• strutture di copertura (UNITN) • connessioni muratura-solai (UNITN, UNIBS)• connessioni tra elementi che costituiscono il solaio e la copertura (UNITN, POLIMIb)
con particolare riferimento al problema del comportamento e del rinforzo di solai/coperture in legno
e su • archi rinforzati con materiali innovativi (UNIPG)• cordoli in muratura armata con materiali innovativi (UNIPG)
Sono stati inoltre raccolti dati di sperimentazioni precedenti su solai in legno rinforzati con metodologie tradizionali ed innovative (UNIPG)
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3a.3: Sperimentazione su diaframmi (UNIBS)
3a Solai, volte, coperture
testingfixture
1
1
25
6
6
5
4 4
3 3
Messa a punto del banco di prova
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3a Solai, volte, coperture
-150
-100
-50
0
50
100
150
-30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25global displacement, stot [mm]
Load
, F [k
N]
stot
FF
Specimen C
assito esistente
assito organizzato
a spinottoconnettori
Sperimentazione: Avvio dello studio sperimentale per la caratterizzazione del comportamento ciclico di diaframmi in scala 1:1
Sperimentazione da estendere alle varie tipologie strutturali analizzate:
Sviluppo della ricerca:
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3a.3: Sperimentazione su diaframmi (UNIPD)
3a Solai, volte, coperture
È stato progettato un opportuno apparato di prova sperimentale per l’identificazione della deformabilità di solai lignei. Tramite alcune prove sperimentali preliminari se ne èverificato il funzionamento.
Progetto sistema di prova
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3a Solai, volte, coperture
È stato avviato un programma di sperimentazione su solai in legno a semplice orditura. Verranno eseguite prove sperimentali su solai non rinforzati e rinforzati con: singoli e doppi tavolati, diagonali metalliche e lignee. Le prove saranno sia monotoniche che cicliche. In questa fase sono previste 10 prove sperimentali. A seguito dei primi risultati potranno essere programmate ulteriori prove.
Campioni progettati per le prove sperimentali:
6 monotonici4 ciclici
Uso di tavolati incorciatiUso di elementi diagonali metallici e lignei
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3a Solai, volte, coperture
Task 3a.3: Sperimentazione su diaframmi (UNIPG)
E’ stata svolta una rielaborazione di precedenti prove sperimentali su diaframmi di solaio in legno di dimensioni 3 m x 3 m realizzati in laboratorio con metodologie tradizionali e rinforzati, in alcuni casi, con tecniche tradizionali ed innovative.
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3a.3: Sperimentazione su elementi di copertura (UNITN)DETERMINAZIONE DELLE CARATTERISTICHE MECCANICHE DEGLI ELEMENTI
COSTITUENTI LE CAPRIATE:
- caratterizzazione geometrica
- valutazione umidità
- classificazione visuale
- prove per la determinazione del modulo elastico
3a Solai, volte, coperture
SPERIMENTAZIONE DI TECNICHE DI RINFORZO ATTE AD EVITARE ROTTUREFRAGILI
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3a Solai, volte, coperture
MEDIANTE VITI ?
MEDIANTE BARRE FILETTATE ?
SPERIMENTAZIONE DI ALCUNE TIPOLOGIE DI RINFORZO RELATIVE A CAPRIATE LIGNEE ESISTENTI (UNITN)
RINFORZO DEL TACCO PUNTONE - CATENA
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3a.3: Sperimentazione su connessioni muratura-solaio
3a Solai, volte, coperture
Sperimentazione: Avvio dello studio sperimentale per la caratterizzazione del comportamento dei collegamenti muratura-diaframma
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3a.3: Sperimentazione su connessioni muratura-solaio
3a Solai, volte, coperture
Prove in laboratorio
Prove in cascina
Sperimentazione: Avvio dello studio sperimentale per la caratterizzazione del comportamento dei collegamenti muratura-diaframma (UNIBS)
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3a Solai, volte, coperture
Sperimentazione: Avvio dello studio sperimentale per la caratterizzazione del comportamento dei collegamenti muratura-diaframma, prove di taglio
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3b Murature
Prove di estrazione
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3a.3: Sperimentazione su connessioni tra elementi lignei
3a Solai, volte, coperture
DETERMINAZIONE DI DUTTILITA’ DI SISTEMI DI FISSAGGIO PER ELEMENTI LIGNEI (UNITN e POLIMI-b)
ANALISI DI COLLEGAMENTI CON VITI INCLINATE
- Il range di inclinazione è tra - 45° e + 45° (a step di 15°)- La lunghezza delle viti è di 190 mm per i campioni 0° - 15° e
di 220 mm per i campioni 30° - 45°Per ogni campione sono posizionate sempre due viti
in modo simmetrico (una in trazione e una in compressione)- Ogni campione è assemblato con 16 viti (8 paia)
0°α > 0
45°α < 0
45°
tension screwcompression screw
shear plane interface
grain
GEOMETRIA DEI CAMPIONI:
Le sperimentazioni sono accompagnate da modellazioni numeriche
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3a.3: Sperimentazione su connessioni tra elementi lignei
3a Solai, volte, coperture
• TOTALE: 67 CAMPIONI
TEST CICLICI- Procedura per test ciclici
TEST STATICI- Velocità di prova da 0,02 a 0,2 mm/s
- Definizione dello scorrimento a snervamento
- Definizione dei valori ultimi di scorrimento
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3a.3: Sperimentazione su elementi rinforzati con materiali innovativi (in connessione con la linea 8)
3a Solai, volte, coperture
UNIPG
Sperimentazione su:
• archi rinforzati con SRG (Steel Reinforced Grouts)
• cordoli sommitali in muratura armata con SRG (prove statiche di flessione)
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3a Solai, volte, coperture
• Materiali compositi:• Trefoli di fili UHTSS (Ultra High Tensile Strength Steel)• Matrice resinosa o cementizia
12X12X 3X23X2 3S3S 3SX3SX
Filo di acciaio UHTSS
Resina Polimerica o Malta cementizia
Trefoli
Spessore: 0.12 cm
Peso : da 0.5 a 3 Kg/m2
SRP / SRG (Steel Reinforced Polymer / Grout)
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3a Solai, volte, coperture
cordolo inlaterizio lamellare
nastri in FRP
pancale
perfori armati
Cordoli in muratura armata con FRP o SRG:
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3a Solai, volte, coperture
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3a Solai, volte, coperture
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3a Solai, volte, coperture
Trave n. 3 (Mapgrout)
18
A seguire: prove cicliche
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
-Piastra fissa di ancoraggio dim. 300x200x5mm-Contropiastra 300x200x5mm
-Piastra fissa di ancoraggio dim. 300x200x5mm-Contropiastra 300x200x5mm
Apparecchio di tensionamentodel nastro
Nastro in S.R.G.B= 25cm
Nastro in S.R.G.B= 25cm
Tirante metallico
3a Solai, volte, coperture
UNIPG: Rinforzo estradossale di archi in muratura mediante SRG pretensionati
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3a.4: Criteri e tecniche di intervento
3a Solai, volte, coperture
POLIMI-b::
• Costruzione di una base di dati sulle giunzioni lignee più frequentente utilizzate e sui vari criteri di rinforzo
Allo scopo di
• selezionare i tipi più frequenti o di interesse di giunzioni rinforzate, a costituire la base degli studi numerici e sperimentali successivi
• giungere, in base a questi studi, ad esprimere indicazioni sull’efficacia o sugli inconvenienti delle relative tecniche di rinforzo per quanto riguarda l’azione sismica, eventualmente sviluppando nuove proposte.
ricerca bibliografica Pubblicazioni (circa 25 anni): raccolta, esame, raccolta dati, organizzazione argomenti in tabelle ecc.
raccolta e organizzazione dati disponibili per giunzioni lignee tradizionali risultati di rilievi sul campo, analisi numeriche e prove sperimentali, svolti soprattutto presso l’Università di Trento nell’arco di un decennio,con preparazione di schemi riassuntivi e bozza di testo.
Sottotema Responsabile UR coinvolte
3b.1 Classificazione regionale L. Binda 3,5,6,7,8,16,17,18
3b.2 Raccolta dei dati esistenti sui parametri meccanici N. Augenti 3,6,7,8,10
3b.3 Indagini diagnostiche su tipologie murarie A. Vignoli 1,4,5,6,7,8,10,
133b.4 Tecniche d’intervento per il consolidamento della muratura C. Modena 5,6,7,8,16,17,
18
Tema 3 – Consolidamento sismico degli edifici in muratura
3b – MuraturaResponsabile: Claudio Modena (UNIPD)
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3b.1: Classificazione regionale
3b Murature
Attività svolte nel primo anno: definizione/raccolta di metodologie per la classificazione della qualità muraria (POLIMI, UNIPG, UNIPD, IUAV).
Finalità: elaborazione di un sistema comune di schedatura che porti ad una valutazione sia qualitativa che quantitativa della muratura.
UNIPG: Proposta di metodologia per la classificazione della qualità muraria, evoluzione di quanto predisposto ed utilizzato nella regione Umbria, accompagnata da schede descittive di alcune tipologie murarie umbre.
POLIMI-UNIPD: Proposta di scheda di rilievo delle sezioni murarie, sviluppata in precedenti applicazioni e raccolta di rilievi eseguiti sul campo in diversi centri storici, per individuare le possibile modifiche della scheda.
IUAV: Proposta di parametri qualitativi quale l’indice di ingranamento dei supporti (LMT), basato su rilievo visivo e proprietà geometriche.
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3b.2: Raccolta dei dati esistenti sui parametri meccanici
3b Murature
UNINA:
- Ricerca di lavori pubblicati contenenti dati di interesse
- Selezione di 100 lavori maggiormente documentati
- Definizione di 3 schede tipo per la raccolta e classificazione dei dati
- Compilazione di 223 schede per el. lapidei, malte e murature
Attività svolte nel primo anno: Raccolta di dati sperimentali da pubblicazioni reperibili in bibliografia e da sperimentazioni svolte dalle UR (UNINA, UNIBAS, POLIMI, UNIPG, UNIPD, UNIFI).
Finalità: integrazione dei dati qualitativi delle tipologie murarie con parametri meccanici di utilizzo ingegneristico e produzione di database informatizzato.
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3b.2: Raccolta dei dati esistenti sui parametri meccanici
3b Murature
UNIBAS:
- Compilazione, a seguito di rilievo, di schede descrittive su 17manufatti di epoca medievale, con esecuzione di prove penetrometriche
- Sviluppo di calibrazione di una prova penetrometrica per il calcolo del coefficiente d’attrito delle malte incoerenti
- Futuri sviluppi: legge di calibrazione della prova penetrometrica per le malte coesive
UNIPG:
- Raccolta e riorganizzazione di dati sperimentali ottenuti dalla UR in recenti campagne sperimentali su numerose tipologie murarie umbre sia non rinforzate che rinforzate.
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3b.2: Raccolta dei dati esistenti sui parametri meccanici
3b Murature
POLIMI e UNIPD:
- Raccolta di materiale bibliografico e di dati sperimentali relativi ai parametri meccanici di murature esistenti.
UNIFI:
- Proposta di scheda sintetica per la raccolta dei dati sperimentali su elementi lapidei, su malta e su campioni di muratura
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3b.3: Indagini diagnostiche su tipologie murarie
3b Murature
UNIGE:
- Studio sperimentale e teorico sull’interpretazione della prova di compressione diagonale in situ (in collaborazione con la Regione Toscana)
- Lo studio si è avvalso di prove sperimentali, modellazioni agli elementi finiti con legame costitutivo lineare e non lineare.
- Finalità: definizione di un criterio affidabile per l’interpretazione della prova e verifica dei parametri di resistenza proposti nell’Allegato 11.D dell’OPCM 3274-3431
Attività svolte nel primo anno: Studio di metodologie di prova mediante sperimentazioni ad hoc o mediante la reinterpretazione di prove sperimentali recenti (UNIGE, UNIPD, POLIMI, UNIPD, UNIFI, UNIPI, UNICT).
Finalità: definizione e codificazione di procedure sperimentali per la caratterizzazione meccanica delle murature mediante indagini in situ o di laboratorio.
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3b.3: Indagini diagnostiche su tipologie murarie
3b Murature
POLIMI:
-Analisi della documentazione disponibile sulle prove in situ con martinetti piatti singoli e doppi, integrate da prove soniche, in preparazione alla stesura di un protocollo di prova (in collaborazione con UNIPD). - Esecuzione di indagini soniche su due modelli di edifici in muratura da sottoporre a prova su tavola vibrante presso Enea-Casaccia (progetto TREMA).
UNIFI:- Sviluppo di bozze per le specifiche di prove di taglio in situ(Sheppard, compressione diagonale, taglio-compressione).
- Messa a punto di una prova penetrometrica di caratterizzazione delle malte (Drilling Resistance Measurement System DRMS). La calibrazione è in corso.
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3b Murature
UNIPI:
-Stesura di un documento illustrativo delle modalità d’uso della prova penetrometrica mediante penetrometro PNT-G. per la caratterizzazione delle malte.-Esecuzione di una campagna di prove penetrometriche sul prototipo di edificio in muratura del progetto TREMA (in corso presso ENEA-Casaccia), con confronto con test di laboratorio sulle malte impiegate.
UNICT:
- Sono in corso di sviluppo e calibrazione prove di scorrimento in situ su concio murario e di taglio in situ su pannello murario che si basano sull’utilizzo di martinetti piatti.
Task 3b.3: Indagini diagnostiche su tipologie murarie
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 3b.4: Tecniche d’intervento per il consolidamento della muratura
3b Murature
POLIMI:
E’ in atto una ricerca sulle pozzolane naturali e sulle loro caratteristiche e prestazioni nelle miscele con calce e cemento. Lo scopo è lo studio di miscele da iniezione e ristilatura strutturale dei giunti.
UNIPD:
E’ stato avviato un programma di sperimentazione che consenta di stimare il comportamento meccanico statico e dinamico di muri in pietra multistratoin condizioni originarie e rinforzate/riparate con diverse tecniche di consolidamento quali: iniezioni, tiranti trasversali, combinazione delle precedenti tecniche. Futuri sviluppi: sperimentazione sulla tecnica della ristilatura armata
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3b Murature
PANNELLI MURARI PER PROVE MECCANICHE FUORI PIANO (UNIPD)I provini murari a tre paramenti saranno soggetti a consolidamento con varie tecniche quali: iniezioni, inserimento di tirantini metallici, combinazione di iniezione+tirantini, per un totale di n.3 tipi di intervento. Ci si propone di realizzare 2 muri per ciascuna tecnica singola proposta per un totale di 8 muri cosìsuddivisi:• 2 non consolidati• 2 con iniezioni• 2 con tirantini• 2 con tirantini+iniezioniNel caso di un danneggiamento non eccessivo dei precedenti pannelli, si prevede di eseguire delle riparazioni degli stessi impiegando le medesime tecniche.
Schema geometrico di realizzazione dei muri a tre paramenti
Cordoli per la movimentazione dei pannelli in muratura
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 3b Murature
IUAV:
Sono stati ripresi i dati di precedenti sperimentazioni di tecniche e prodotti per il consolidamento di muratura decoesa (iniezione con impregnanti prodotti premiscelati). Al fine di poter sviluppare su base più ampia e sistematica le prove nelle annualità successive del progetto, approfittando della disponibilità di un cantiere di restauro che offre ampia varietà di tipologie murarie (Villa Tomitano a Feltre, sec- XVI-XVII), è stata eseguita una seconda campagna di prove (iniettabilità) con modalità simili, ampliando la gamma dei prodotti e delle procedure di applicazione
Sottotema Responsabile UR coinvolte
4.1 Criteri per il progetto di conoscenza (LC) S. Lagomarsino 2,5,6,7,8,16,17,18
4.2 Sperimentazione statica e dinamica su edifici reali G. Magenes 1,5,7,10,
17
4.3 Comportamento delle fasce di piano N. Augenti 1,3,5,10
4.4 Validazione e confronto tra i diversi metodi di analisi e criteri di modellazione I. Caliò 1,5,7,9,
10,14
Tema 4 – Metodi di analisiResponsabili: Guido Magenes (UNIPV)
Sergio Lagomarsino (UNIGE)
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 4.1: Criteri per il progetto di conoscenza
4 Metodi di analisi
Attività da svolgersi negli anni successivi
Finalità: in base alle risultanze degli altri task, sviluppo di criteri per la validazione/definizione dei fattori di confidenza in base al diverso livello di completezza delle informazioni sperimentali.
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 4.2: Sperimentazione statica e dinamica su edifici
4 Metodi di analisi
Attività svolte nel primo anno:
- progettazione di prove su modelli di edifici in scala reale su tavola vibrante (UNIPV), da svolgersi nel corso del secondo e terzo anno
-avvio di un programma di sperimentazione dinamica su tavola vibrante su modelli di edifici in muratura multistrato (UNIPD)
-sperimentazione dinamica in situ e applicazione di tecniche di identificazione dinamica ad un edificio esistente (UNIFI)
Finalità:
-studio della risposta dinamica di edifici a supporto della modellazione
-verifica della idoneità di alcune tecniche di intervento, in particolare relativamente a: irrigidimento dei diaframmi di falda e di solaio e loro collegamento con le pareti murarie, e consolidamento delle murature multistrato
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 4 Metodi di analisi
UNIPV: attività di supporto alla progettazione ed esecuzione alle prove da eseguire presso EUCENTRE (PE 2005 2008 - Programma di ricerca n. 2) Verifica numerico-sperimentale delle indicazioni relative ad edifici esistenti in muratura presenti nell’OPCM 3274
Obiettivo: ottenere risposte sufficientemente differenziate tra i 3 modelli con configurazione a cella singola in scala 1:1 o 5:6
Edificio non consolidato, con diaframmi flessibili (e
cattive connessioni?)
Edificio consolidato, con diaframmi parzialmente irrigiditi e miglioramento delle connessioni
solaio-parete
Edificio consolidato con forte irrigidimento dei diaframmi orizzontali, senza cordoli in
breccia
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 4 Metodi di analisi
75 100 75 100 75 100 75
75 100 250 100 75600
200 200 200
180
100
180
460
240
150
150
6030
030
0
9015
015
015
060
600
600
300
300
600
6015
015
015
090
Prima ipotesi di configurazione geometrica
Edificio in muratura 6 x 4.6 metri di due piani di 3 metri ciascuno per un totale di 6 metri di altezza. Le dimensioni delle 9 finestre presenti (3 al secondo piano della parete 1, 4 sulla parete 2 e 2 sulla parete 3) sono 150 x 100 cm poste a 90 cm dall’estradosso dei solai mentre le porte finestre sono di dimensione 240 x 100.
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 4 Metodi di analisi
Analisi dinamiche non lineari
-200
-175
-150
-125
-100
-75
-50
-25
0
25
50
75
100
125
150
175
200
-6.5 -6 -5.5 -5 -4.5 -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5
Spostamento [cm]
Tagl
io a
lla b
ase
[kN
]
Parete Porte
Parete Finestre
Globale
Solaio rigido
-200
-175
-150
-125
-100
-75
-50
-25
0
25
50
75
100
125
150
175
200
-16 -15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Spostamento [cm]
Tagl
io a
lla b
ase
[kN
]
Parete Porte
Parete Finestre
Globale
Solaio deformabile
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
T [s]
ux [c
m]
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
Fx [k
N]
Spostamento
Taglio alla base
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 4 Metodi di analisi
UNIPD: PROGRAMMA DI PROVE SU MODELLI IN SCALA 1:2 DI EDIFICIO A 2 LIVELLIPer la sperimentazione in oggetto, si propone di realizzare dei modelli in scala 1:2 di edificio a 2 livelli con pianta regolare con pareti in muratura di pietra delle stesse caratteristiche dei pannelli murari (a 3 paramenti, spessore 25 cm) e solai in legno.Un modello verrà rinforzato, mediante iniezioni, prima della sperimentazione, l’altro invece sarà testato senza rinforzi e successivamente, se il livello di danneggiamento lo permetterà, verrà ripristinato mediante iniezioni od una tecnica combinata iniezioni-tirantini metallici, e così sottoposto ad un ulteriore prova su tavola vibrante. Lo schema delle prove si verrà così a presentare:• test su modello di edificio non rinforzato• test su modello di edificio rinforzato mediante iniezioni• eventuale ulteriore test sul modello di edificio danneggiato durante la prima prova e rinforzato mediante iniezioni e/o tirantini metalliciLa pianta dell’edificio proposto è quadrata di lato 2,5 m per un’altezza di 3 m. Due prospetti non presentano fori, gli altri duepresentano simile forometria (1 porta e 3 finestre, 4 finestre). I solai sono realizzati in legno con travi 9x12 cm poste ad interasse 40 cm e da un tavolato di 2 cm di spessore.
Viste assonometrie del modello
Progetto cofinanziatodall’industria
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 4 Metodi di analisi
UNIFI: Identificazione dinamica di edifici in muratura
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 4.3: Comportamento delle fasce di piano
4 Metodi di analisi
Attività svolte nel primo anno:
Studio teorico-numerico dei domini di resistenza dei pannelli di fascia muraria (UNINA, UNIGE, UNIFI)
Progetto di prove sperimentali statiche cicliche su configurazioni strutturali elementari definizione (UNIPV, UNINA).
Finalità:
Comprensione del ruolo meccanico degli elementi di fascia nella risposta di pareti multipiano in termini di contributo alla resistenza e alla dissipazione di energia
Sviluppo di criteri applicativi per la modellazione degli elementi di fascia secondo i metodi di analisi correnti
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
UNIGE: Simulazione numerica del comportamento delle fasce di piano e sviluppo di domini di resistenza
4 Metodi di analisi
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 4.3: Comportamento delle fasce di piano, studi teorico-numerici (UNINA)
4 Metodi di analisi
PANNELLO DI FASCIA NON ARMATO: DOMINIO DI RESISTENZA N-V-e
0
0,11
0,22
0,33
0,44
0,55
0,66
0,490,39
0,290,19
0,090
-0,09-0,19
-0,29-0,39
-0,12
-0,09
-0,06
-0,03
0
0,03
0,06
0,09
0,12
V
N
e 0
0,11
0,22
0,33
0,44
0,55
0,66
0,490,39
0,290,19
0,090
-0,09-0,19
-0,29-0,39
0
0,11
0,22
0,33
0,44
0,55
0,66
0,490,39
0,290,19
0,090
-0,09-0,19
-0,29-0,39
-0,12
-0,09
-0,06
-0,03
0
0,03
0,06
0,09
0,12
V
N
e
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 4 Metodi di analisi
PROGETTO DI PROVE SPERIMENTALI UNINA: PARETE ELEMENTARE IN MURATURA DI TUFO - SCALA REALE
319
31
138.5 125 138.5138.5 125 138.5
319
31
Schema assonometricomodello semplice
Schema assonometricomodello completo
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 4 Metodi di analisi
2015
208
8032
355
31
UNINA: PARETE ELEMENTARE IN MURATURA DI TUFO - SCALA REALE – SCHEMA DI PROVA
Prospetto modello vincolato Sezione modello vincolato
2015
208
8032
355
138.5 125 138.5
402
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 4 Metodi di analisi
UNIPV: Schema del sistema di prova per le fasce murarie
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 4.4: Validazione e confronto tra diversi metodi di analisi e criteri di modellazione
4 Metodi di analisi
Attività svolte nel primo anno:
-Sviluppo/miglioramento di modelli per l’analisi globale della risposta sismica
-Analisi e confronti su configurazioni strutturali di riferimento (in particolare il prototipo di edificio del progetto TREMA).
UR coinvolte: UNIPV, UNIGE, UNIPD, UNICT, UNIROMA3, UNIFI
Finalità:
Verifica/miglioramento dei metodi di analisi sismica proposti in normativa, con specifico riferimento ai modelli semplificati (es. analisi lineari, analisi statiche nonlineari, metodi a macro-elementi).
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 4 Metodi di analisi
Linea 1 – Edifici in muratura – Task
Task 4.4: Validazione e confronto tra diversi metodi di analisi e criteri di modellazione
4 Metodi di analisi
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 4 Metodi di analisi
UNIPV:
-Analisi statiche non lineari a macroelementi (SAM II)
-Analisi dinamiche non lineari a macroelementi (Tremuri)
-Analisi dei meccanismi locali
UNIGE:
-Analisi statiche non lineari e dinamiche non lineari su modello agli elementi finiti (shell triangolari)
- Analisi statiche non lineari e dinamiche non lineari su modello a macroelementi (Tremuri)
-Analisi dei meccanismi locali
UNIPD:
-Analisi statiche non lineari ad elementi finiti (Diana 9.1)
- Analisi di vulnerabilità (VULNUS)
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 4 Metodi di analisi
UNIFI:
-Analisi non lineari ad elementi finiti (in corso di svolgimento)
UNICT:
-Analisi statiche non lineari su modelli agli elementi finiti (LUSAS e ADINA)
- Analisi statiche e dinamiche non lineari a macromodelli (3DMACRO)
UNIROMA3:
-Analisi ad elementi distinti (in corso di svolgimento)
-Analisi non lineari ad elementi finiti (in corso di svolgimento)
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 4 Metodi di analisi
Linea 1 – Edifici in muratura – Task 4 Metodi di analisi
In totale sono finora stati prodotti 10 rapporti (allegati alla rendicontazionescientifica) relativi alle simulazioni numeriche degli edifici del progetto TREMA.
Nel corso del secondo anno verranno svolti i confronti critici tra le previsioni numeriche e i risultati sperimentali.
Task 4.4: Validazione e confronto tra diversi metodi di analisi e criteri di modellazione