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Edilizia civile e industriale, Consolidamenti strutturali, Restauri conservativi, Consulenza e progettazione

Adeguamenti Sismici

Consolidamento, miglioramento e adeguamento sismico su edifici esistenti.

 

L’adeguamento sismico degli edifici esistenti e? uno dei piu? diffusi approcci volti alla riduzione del rischio. Consiste nella realizzazione di interventi finalizzati a far si che la capacita? della struttura sia almeno pari alla domanda che il moto sismico del suolo produce e si propone come scopo ultimo quello di ridurre la vulnerabilita? dell’edificio ad un livello idoneo.

I possibili interventi necessari sono numerosi e comprendono sia criteri tecnici (prestazioni strutturali, protezione degli elementi non strutturali, rilevanza dell’intervento in fondazione, specializzazione della manodopera richiesta, compatibilita? strutturale, ecc.) che socio-economici (costi di installazione, costi di manutenzione, durata dei lavori, disturbo nell’uso dell’edificio, compatibilita? estetico-funzionale, reversibilita?, ecc.). Tali criteri sono solitamente contrapposti, nel senso che non esiste una soluzione di adeguamento che li soddisfi tutti al meglio; la selezione va quindi effettuata cercando di individuare quella caratterizzata dalla migliore risposta globale ai criteri visti nel loro insieme. L’adeguamento sismico puo? comunque costituire una valida alternativa alla demolizione e successiva ricostruzione di edifici esistenti e consiste nella realizzazione di interventi volti a rendere la struttura nel suo insieme idonea a resistere al terremoto; in sostanza la capacità di reazione deve essere almeno pari alla domanda che il moto sismico del suolo produce.

Riportiamo di seguito “Bollettino FIB n.24 del 2003: tecniche di adeguamento e parametri sintetici utili alla selezione d’intervento:

TECNICA

EFFETTI LOCALI

EFFETTI GLOBALI

COSTO RELATIVO

DISTURBO

LIVELLO TECNOL.

COMMENTI

Iniezione di resine

Ripristino resistenza e rigidezza.

Nessuno

Basso- medio

Basso

Medio

Volta al ripristino.

Camicie in c.a.

Incremento rigidezza e resistenza; eventualmente duttilita?.

Modifica della risposta sismica. Se applicate ai pilastri, sposta la richiesta plastica verso le travi.

Basso, per elemento

Medio- alto

Basso

Puo? porre rimedio alla risposta di "piano soffice". Va estesa a piu? piani.

Camice o collari in acciaio

Incremento duttilita? e resistenza a taglio; di rigidezza, se garantita l’ azione composita.

Incremena capacita? deformativa globale.

Medio

Basso

Medio

Efficace ove sia scarsa l’armatura trasversale. Veloce installazione.

Fasciatura parziale con FRP

Sensibile incremento di duttilita?. Limitati effetti su resistenza o rigidezza.

Come per collari in acciaio.

Alto

Basso

Medio- alto

Soluzione adeguata quando il costo non e? il criterio predominante.

Rinforzo dei nodi con FRP

Prevenzione rottura a taglio dei nodi.

Riduce marginale dello spostamento globale riducendo la deformabilita? dei nodi trave-pilastro.

Alto

Basso

Medio- alto

Come sopra

Fasciatura completa in FRP

Notevole incremento di duttilita? e resistenza a taglio; modesto incremento di rigidezza.

Distribuzione delle rigidezze invariata. Sensibili effetti in termini di distribuzione delle resistenze.

Alto

Basso

Medio- alto

Come sopra

Tecniche selettive

Incremento di un parametro scelto o di una combinazione di parametri.

Regola la risposta strutturale per adeguarla agli obiettivi prestazionali.

Basso, per elemento

Medio

Medio- alto

E' l'approccio piu? adeguato se si dispone di elevate capacita? di analisi ed esperienza .

Pareti in c.a.

Potrebbe portare ad un incremento di sollecitazioni negli elementi connessi.

Riduce domanda di deformazione negli altri elementi. Risolve problemi di "piano soffice".

Medio

Alto

Basso

E' necessario un drastico intervento in fondazione.

Controventi in acciaio

Puo? indurre notevoli sollecitazioni nei nodi.

Incrementa la duttilita? globale a capacita? dissipativa. Puo? risolvere i problemi di "piano soffice".

Medio- alto

Basso- medio

Medio

Occorre proteggersi da fenomeni di instabilita? locale e rotture post-buckling.

Inserimento di pannelli murari

Induce sensibili sollecitazioni nei nodi. Incrementa la rigidezza di piano (riduce spostamenti di interpiano)

Incremento di peso: di forze sismiche. Riduce periodo: incremento di accelerazioni.

Medio

Medio- alto

Basso

Efficace per pannelli applicati all'esterno, solidali alla struttura. Anche con moduli prefabbricati in c.a..

Contrafforti esterni

Induce notevoli sollecitazioni locali.

Come per le pareti in c.a..

Medio- alto

Basso

Medio

Occorre prevedere un intervento in fondazione.

 

Consolidamento, miglioramento e adeguamento sismico su edifici esistenti.

 

L’adeguamento sismico degli edifici esistenti e? uno dei piu? diffusi approcci volti alla riduzione del rischio. Consiste nella realizzazione di interventi finalizzati a far si che la capacita? della struttura sia almeno pari alla domanda che il moto sismico del suolo produce e si propone come scopo ultimo quello di ridurre la vulnerabilita? dell’edificio ad un livello idoneo.

I possibili interventi necessari sono numerosi e comprendono sia criteri tecnici (prestazioni strutturali, protezione degli elementi non strutturali, rilevanza dell’intervento in fondazione, specializzazione della manodopera richiesta, compatibilita? strutturale, ecc.) che socio-economici (costi di installazione, costi di manutenzione, durata dei lavori, disturbo nell’uso dell’edificio, compatibilita? estetico-funzionale, reversibilita?, ecc.). Tali criteri sono solitamente contrapposti, nel senso che non esiste una soluzione di adeguamento che li soddisfi tutti al meglio; la selezione va quindi effettuata cercando di individuare quella caratterizzata dalla migliore risposta globale ai criteri visti nel loro insieme. L’adeguamento sismico puo? comunque costituire una valida alternativa alla demolizione e successiva ricostruzione di edifici esistenti e consiste nella realizzazione di interventi volti a rendere la struttura nel suo insieme idonea a resistere al terremoto; in sostanza la capacità di reazione deve essere almeno pari alla domanda che il moto sismico del suolo produce.

Riportiamo di seguito “Bollettino FIB n.24 del 2003: tecniche di adeguamento e parametri sintetici utili alla selezione d’intervento:

TECNICA

EFFETTI LOCALI

EFFETTI GLOBALI

COSTO RELATIVO

DISTURBO

LIVELLO TECNOL.

COMMENTI

Iniezione di resine

Ripristino resistenza e rigidezza.

Nessuno

Basso- medio

Basso

Medio

Volta al ripristino.

Camicie in c.a.

Incremento rigidezza e resistenza; eventualmente duttilita?.

Modifica della risposta sismica. Se applicate ai pilastri, sposta la richiesta plastica verso le travi.

Basso, per elemento

Medio- alto

Basso

Puo? porre rimedio alla risposta di "piano soffice". Va estesa a piu? piani.

Camice o collari in acciaio

Incremento duttilita? e resistenza a taglio; di rigidezza, se garantita l’ azione composita.

Incremena capacita? deformativa globale.

Medio

Basso

Medio

Efficace ove sia scarsa l’armatura trasversale. Veloce installazione.

Fasciatura parziale con FRP

Sensibile incremento di duttilita?. Limitati effetti su resistenza o rigidezza.

Come per collari in acciaio.

Alto

Basso

Medio- alto

Soluzione adeguata quando il costo non e? il criterio predominante.

Rinforzo dei nodi con FRP

Prevenzione rottura a taglio dei nodi.

Riduce marginale dello spostamento globale riducendo la deformabilita? dei nodi trave-pilastro.

Alto

Basso

Medio- alto

Come sopra

Fasciatura completa in FRP

Notevole incremento di duttilita? e resistenza a taglio; modesto incremento di rigidezza.

Distribuzione delle rigidezze invariata. Sensibili effetti in termini di distribuzione delle resistenze.

Alto

Basso

Medio- alto

Come sopra

Tecniche selettive

Incremento di un parametro scelto o di una combinazione di parametri.

Regola la risposta strutturale per adeguarla agli obiettivi prestazionali.

Basso, per elemento

Medio

Medio- alto

E' l'approccio piu? adeguato se si dispone di elevate capacita? di analisi ed esperienza .

Pareti in c.a.

Potrebbe portare ad un incremento di sollecitazioni negli elementi connessi.

Riduce domanda di deformazione negli altri elementi. Risolve problemi di "piano soffice".

Medio

Alto

Basso

E' necessario un drastico intervento in fondazione.

Controventi in acciaio

Puo? indurre notevoli sollecitazioni nei nodi.

Incrementa la duttilita? globale a capacita? dissipativa. Puo? risolvere i problemi di "piano soffice".

Medio- alto

Basso- medio

Medio

Occorre proteggersi da fenomeni di instabilita? locale e rotture post-buckling.

Inserimento di pannelli murari

Induce sensibili sollecitazioni nei nodi. Incrementa la rigidezza di piano (riduce spostamenti di interpiano)

Incremento di peso: di forze sismiche. Riduce periodo: incremento di accelerazioni.

Medio

Medio- alto

Basso

Efficace per pannelli applicati all'esterno, solidali alla struttura. Anche con moduli prefabbricati in c.a..

Contrafforti esterni

Induce notevoli sollecitazioni locali.

Come per le pareti in c.a..

Medio- alto

Basso

Medio

Occorre prevedere un intervento in fondazione.

 

Interventi su Strutture in Muratura

Iniezioni armate

L’intervento consiste nel disporre ferri d’armatura all’interno della muratura, inserendoli in fori successivamente cementati con miscele leganti per iniezioni o ancorante chimico. Tale tecnica risulta idonea nel caso di elementi non connessi, quali zone di angolo, ammorsamento murature ortogonali, ricongiungimento parti lesionate.

Fasi esecutive:

-       Perforazione della muratura per la messa in opera delle armature

-       Pulitura dei fori al fine di garantire una perfetta aderenza tra muratura e miscela legante

-       Esecuzione delle iniezioni

-       Posizionamento della armature

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Iniezioni di miscele leganti

L’intervento consiste nel far penetrare la miscela legante in pressione o per colo nei vuoti presenti all’interno della muratura in modo da ripristinare o migliorare le caratteristiche meccaniche del paramento murario. Le miscele sono costituite da materiale di vario genere, devono comunque essere malte a ritiro compensato e devono garantire una compatibilita? chimico-fisico-meccanica con gli elementi esistenti.  Tale tecnica è idonea in presenza di lesioni diffuse e su murature che presentano vuoti interni e con buone caratteristiche meccaniche degli inerti. Tale intervento è definito “passivo”, garantisce un incremento di resistenza della muratura e il ripristino di danneggiamenti locali senza alterare l’equilibrio ne? l’aspetto esteriore della muratura al contempo aumentando le caratteristiche meccaniche.

Fasi esecutive:

-       Preparazione della parete attraverso pulizia e messa a vivo del paramento murario;

-       Stuccatura delle fessure e delle lesioni in modo da evitare la fuoriuscita della miscela durante le operazioni di iniezione;

-       Perforazioni orizzontali nei giunti di malta

-       Posizionamento nelle perforazioni di iniettori e successivo lavaggio in modo da eliminare eventuali detriti e da saturare la muratura evitando l’assorbimento di questa del materiale iniettante

-       Iniezione della miscela secondo la tecnica definita: per pressione, per gravita?, per depressione

-       Rimozione degli iniettori e chiusura dei fori

 

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Tiranti Metallici

L’intervento consiste nell’inserimento di elementi metallici ancorati alle murature al fine di garantire un comportamento monolitico della struttura. Se possibile e? opportuno pretensionare i tiranti cosi? da recuperare eventuali spostamenti dovuti a dissesti in atto. I tiranti possono essere disposti all’interno o all’esterno delle murature. La tecnica è appropriata nel caso di collegamenti inadeguati delle murature ortogonali e di vincoli non efficaci tra pareti e solai, per assorbire spinte non contrastate e prevenire collassi fuori dal piano. Determinante e? la capacita? dell’elemento di contrasto a trasferire l’azione del tirante alla muratura senza generare stati tensionali insostenibili. Non sono consigliate lunghezze maggiori di 20m cui corrispondono maggiori deformazioni e quindi una ridotta efficacia dell’azione di contenimento.

Fasi esecutive:

-       Preparazione delle pareti

-       Foratura delle pareti

-       miglioramento delle caratteristiche meccaniche delle zone di ancoraggio

-       Inserimento dei tiranti

-       Messa in tensione dei tiranti

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Cerchiature

Questo intervento consiste nell’inserimento di telai in acciaio per realizzare la “cerchiatura” delle aperture. I telai lavorano in parallelo con i maschi murari, e forniscono un incremento di resistenza e di duttilita? alle pareti. E’ necessario che i telai possiedano adeguata rigidezza, ai fini della loro entrata in carico, e siano realizzati a perfetto contatto con la muratura esistente. L’incremento di resistenza e? limitato al rapporto tra le aperture sulla fascia piena e determinante per l’efficacia e? il collegamento con le strutture esistenti.

Fasi esecutive:

-       Preparazione delle pareti nell’intorno interessato ai vani

-       Inserimento dei telai metallici

-       Connessione dei telai con la muratura esistente.

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Intonaco Armato

L’intervento consiste nel realizzare in aderenza alla superficie muraria uno strato di materiale a base cementizia armate con una rete metallica, in fibra di vetro o di altro materiale ad alta resistenza, e rese solidali alla muratura  mediante l’utilizzo di tiranti passanti o meno. Tale tecnica risulta idonea nel caso di murature in stato di degrado particolarmente avanzato (in presenza di quadri fessurativi complessi ed estesi) e nei casi in cui sia necessario un notevole incremento di resistenza. L’efficacia dell’intervento e? strettamente legata alla capacita? dei connettori trasversali di trasmettere/ripartire le azioni.

Fasi esecutive:

-       Preparazione della parete attraverso pulizia e messa a vivo del paramento murario

-       Perforazione della muratura per la messa in opera delle armature di collegamento

-       Posizionamento della rete

-       Applicazione dell’intonaco strutturale

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Cuci - Scuci

L’intervento consiste nel ripristinare zone limitate di murature lesionate o degradate attraverso la rimozione degli elementi degradati e la realizzazione di una nuova porzione muraria.
I nuovi elementi devono avere caratteristiche simili a quelli originali sia  per forma e dimensione sia da un punto di vista meccanico. E? necessario l’utilizzo di malte a ritiro nullo o leggermente espansive. L’intervento deve essere accompagnato ad altri interventi che ne eliminino le cause.

Fasi esecutive:

-       Preparazione della parete attraverso pulizia e messa a vivo del paramento murario

-       Rimozione della parte danneggiata

-       Ricucitura della muratura

-        Risarcitura dei giunti degradati.

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Inserimento di Cordoli

Questo intervento consiste nella realizzazione di un elemento strutturale con funzione di cordolo. Puo? essere inserito sia a livello di piano che in sommita?: tali possono essere realizzati: in muratura armata con acciaio, in muratura armata con FRP, in acciaio, in cemento armato . Tale intervento Favorisce il comportamento scatolare realizzando un collegamento continuo tra gli elementi strutturali (pareti, pareti-solai, pareti-coperture).

Fasi esecutive:

-       scasso nella muratura esistente

-       Esecuzione del cordolo e collegamento con le strutture esistenti

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Consolidamento Solai

Il consolidamento dei solai può essere realizzato con tecniche differenti a seconda del materiale del solaio:

-       Il consolidamento di travi in legno può essere eseguito con inserimento di profilati di acciaio all'estradosso oppure con riferimento di profilati di acciaio o con chiavarde e piatti di acciaio all'intradosso di travi; è buona norma eseguire un consolidamento in estradosso mediante l’applicazione di connettori e la realizzazione di una cappa in calcestruzzo alleggerito armata con rete metallica e opportunamente fissata alle pareti perimetrali con spezzoni di ferro;

-       Il consolidamento dei solai in profilati di acciaio e laterizi, può essere eseguito con l'impiego di getto di calcestruzzo armato estradossale o con profilati di acciaio traversali intradossali; è buona norma eseguire un consolidamento in estradosso mediante l’applicazione di connettori e la realizzazione di una cappa in calcestruzzo alleggerito armata con rete metallica e opportunamente fissata alle pareti perimetrali con spezzoni di ferro;

-       Il consolidamento dei solai in calcestruzzo armato,  può essere eseguito rinforzando le travi con l'inserimento di armatura aggiuntiva o con lamiera di acciaio piegata a U o con un'armatura di precompressione e rinforzando i travetti con lamiere di acciaio piegate a U o con lamine di materiale composito (FRP), fatte aderire all'intradosso.

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Consolidamento Fondazioni

Le cause primarie di degrado delle strutture di fondazione sono dovute al degrado dei materiali di costruzione o ad errori nel dimensionamento degli elementi che le costituiscono. Le tecniche di consolidamento di fondazioni esistenti sono diverse, di seguito indichiamo le più consolidate:

-       Fondazione continua in c.a. consolidamento mediante palificata trivellata in c.a.: tale tecnica è utilizzata in presenza di cedimenti strutturali principalmente imputabili al terreno sottostante. Il procedimento consiste nel: sbancamento; perforazione della coppia di pali; armatura fino a quota d’intradosso della trave rovescia; getto fino alla quota dell’intradosso prevista per i traversi; scavo sotto la trave rovescia per realizzare i traversi; armatura dei traversi fino ad interessare le travi cordolo, casseratura e getto, ripetizione delle operazioni per coppia di pali non contigui; armatura, casseratura e getto del cordolo.

-       Consolidamento di fondazione in muratura mediante sottofondazione con travi aderenti: tale tecnica è utilizzata in caso di incoerenza o totale assenza di strutture di fondazione. Il procedimento consiste nel: sbancamento fino al piano di posa originario; getto del magrone di cls; posa in opera delle armature; realizzazione di travi aderenti alte collegate da fori armati: realizzazione di fori orizzontali,6-10/mq, nella muratura, di collegamento tra le murature aderenti da realizzare, armature dei fori con ferri d 16-20mm sporgenti per poco meno della metà delle travi aderenti iniezioni di fori con malta espansiva, casseratura, getto del cls;

-       Fondazione continua in muratura-consolidamento mediante pali trivellati: Tale tecnica è utilizzata in presenza di cedimenti del piano di posa o di strati profondi del terreno. Il procedimento consiste nella perforazione obliqua con sonda a rotazione ed apposizione di camicia; armatura del cavo; infilo del tubo di iniezione; malta cementizia o cls a elevato dosaggio di cemento q.li 6/mc di cemento; iniezione con formazione del bulbo e successivo sfilamento graduale della camicia mediante martinetti; se l’armatura è costituita da trefoli occorre mettere in opera una piastra, praticare due turni di tessitura, quindi taglio e sigillatura.

-       Plinto in c.a. consolidamento mediante sottofondazione: Tale tecnica è utilizzata qualora si intenda aumentare la portata del plinto. Il procedimento consiste nell’individuare due o più zone in cui operare scavo e suddividere l’intervento; eseguire lo scavo fino alla profondità individuata; sbatacchiare lo scavo per contrastare spinte del puntellamento; eseguire una soletta di magrone armata con rete; eseguire la muratura di mattoni pieni e malta a meno dell’ultimo filare di mattoni, predisporre le ammostature sui lati incompleti; apporre cunei di contrasto tra intradosso del plinto e testa della muratura; messa in opera dell’ultimo filare di mattoni.

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