Timothy Sullivan, nell'ambito del Convegno STRUTTURE E SISTEMI ENERGETICI EFFICIENTI PER COSTRUIRE, RECUPERARE, RIQUALIFICARE, promosso da Tecnostrutture srl presso il C.S.LL.PP. il 12 marzo 2013 ha parlato di utilizzo di strutture miste acciaio-calcestruzzo in zona sismica. Sullivan afferma che la progettazione sismica dovrebbe considerare tutti gli elementi in un edificio: 1. sistemi laterali, verticali ed elementi non-strutturali 2. I sistemi misti acciaio-calcestruzzo possono offrire buone soluzioni in zone sismiche, particolarmente per quanto riguarda solai rigidi e leggeri, e sistemi trave-colonna resistenti e deformabili. 3. I sistemi misti acciaio-calcestruzzo potrebbero offrire anche delle soluzioni valide per la ristrutturazione dell’esistente. Nella presentazione un approfondimento su NPS® SYSTEM, la tecnologia costruttiva, nuova generazione delle strutture autoportanti miste acciaio-calcestruzzo, nata in casa Tecnostrutture, la società veneta leader di mercato nella produzione di sistemi prefabbricati acciaio-calcestruzzo che già nel 2010 aveva promosso un convegno sulla storica trave Rep® sempre al Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici. NPS® SYSTEM altamente performante e ad elevata resistenza sismica è l’ulteriore risposta all’esigenza di maggiore industrializzazione di cantiere ed unisce ad una migliore risposta sismica una qualità prestazionale di tutti i componenti certificata CE EN 1090-1

1. EUCENTRE Università degli
Studi di Pavia
Considerazioni prestazionali
per le strutture miste
acciaio‐calcestruzzo
Timothy J. Sullivan
BE(Hons) MSc PhD MICE CEng
Università degli Studi di Pavia
& EUCENTRE

2. Considerazioni prestazionali in zone sismiche
set
on
al
le
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Base
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Shear
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occ
Dem and
J o e ’s J o e ’s
B eer! B eer!
F ood! F ood!
(figure from fib report 7-2) L a te r a l D e fo r m a tio n

3. L’Aquila

4. Emilia

5. Elementi non-strutturali

6. Importanti caratteristiche per la risposta sismica?
Sistema Sistema Elementi
Laterale Gravitazionale Non-strutturali
• Deformabilità • Deformabilità • Deformabilità
(per sostenere le richieste (per sostenere le (per sostenere le
di deformazione del sisma) deformazioni della deformazioni della
struttura) struttura)
• Rigidezza
(per limitare le richieste di • Resistenza Verticale
spostamento sugli elementi (per i carichi di gravità) &/OPPURE
non-strutturali)
• Comportamento non-lineare • Resistenza Laterale
(per dissipare energia e (per sostenere le
minimizzare gli spostamenti accelerazioni trasmesse
permanenti) dalla struttura)
• Resistenza Laterale
(per offrire rigidezza e
rispettare la gerarchia delle
resistenze)

7. Argomenti di discussione per sistemi misti
1. Opzioni per il sistema laterale
2. Soluzioni di solaio
3. Il sistema gravitazionale
4. Possibilità per la ristrutturazione

8. 1. Sistemi laterali composti acciaio-calestruzzo?
Telai composti “classici”
Pareti in C.A.
Sistema
composto per
resistere carichi
Sistemi Misti + altri gravitazionali
Pareti in C.A. per resistere
carichi orizzontali

9. 1. Caratteristiche di sistemi a pareti
(+ sistema grav. composto acciaio-calcestruzzo)
Sistema Laterale – pareti in C.A.
• Deformabilità
(per sostenere le richieste
di deformazione del sisma)
• Rigidezza
(per limitare le richieste di
spostamento sugli elementi
non-strutturali)
• Comportamento non-lineare
(per dissipare energia e
minimizzare gli spostamenti
permanenti)
• Resistenza Laterale Torry Eurosky, Roma
(per offrire rigidezza e
rispettare la gerarchia delle
resistenze)

10. 2. Il ruolo di un solaio
Il solaio di una struttura potrebbe avere i seguenti 3
ruoli:
- Resistere carichi di gravità
- Formare una connessione orizzontale fra elementi
verticali (diaframma), trasmettendo forze orizzontali.
- Isolare una zona di una struttura da un’altra (da fuoco,
rumore, diverse temperature).

11. Ruolo del solaio in zone sismiche
Accelerazione x masse = forze
forze agenti sul tutto
il solaio
il solaio è fondamentale
per trasferire le forze
delle masse alle pareti

12. Solai insufficienti: Christchurch 2011

13. Il solaio composto
Buona possibilità per la:
- Connettività
-Leggerezza
-Rigidezza
-Isolamento
termico/acustico
-Velocità di costruzione

14. 3. Il sistema gravitazionale?
Importanti Caratteristiche:
• Deformabilità
(per sostenere le deformazioni
della struttura)
• Resistenza Verticale
(per i carichi di gravità)

15. Terremoto del 4 Sett. 2010 M7.1 Darfield (NZ)
Danno alle colonne
gravitazionali
deformabilità
insufficiente
Photos courtesy of Stefano Pampanin

16. Crollo di un edificio dovuto ad insufficiente
deformabilità del sistema gravitazionale
NORTHRIDGE, 1994

17. 3. Il sistema gravitazionale composto?

18. 3. Il sistema gravitazionale composto?
Nodo tipico con pilastro
gettato in opera

19. 3. Il sistema gravitazionale composto?
Risultati di modellazione numerica
Osservare:
Deformabilità
(2% drift interpiano illustrato qua)
Comportamento non-lineare

20. 4. Possibilità per la ristrutturazione?
ISOLAMENTO E PARZIALE RICOSTRUZIONE DEGLI IMMOBILI SEDE DEL TRIBUNALE
DELL’AQUILA DANNEGGIATI A SEGUITO DEL SISMA DEL 6 APRILE 2009
Images courtesy of Studio Calvi s.r.l.

21. 4. Possibilità per la ristrutturazione?
INSERIMENTO DI ISOLATORI NELLE COLONNE ESISTENTI
Images courtesy of Studio Calvi s.r.l.

22. RICOSTRUZIONE DEGLI IMPALCATI DI PIANO
Pil.1 Pil.2 Pil.3 Pil.4 Pil.5 Pil.6 Pil.7 Pil.8 Pil.9 Pil.10 Pil.11 Pil.12 Pil.13 Pil.14
VERSATILITA’ E PERSONALIZZAZIONE
DEGLI ELEMENTI DEL NPS® SYSTEM
+7.55 PER TAVOLE RELATIVE AL VANO 4
ASCENSORI (CARPENTERIE ED
ARMATURE) VEDERE TAVOLE S4a e S4b
+7.55
Pil.15
Pil.16 Pil.17 Pil.18 Pil.19 Pil.20 Pil.21 Pil.22 Pil.23 Pil.24
IN FUNZIONE DELLE ESIGENZE E
Pil. 25 Pil. 26 Pil. 27 Pil. 28 Pil. 29 Pil. 30 Pil. 31 Pil. 32 Pil. 33 Pil. 34
CARATTESTICHE PROGETTUALI
Pil. 36 Pil. 37 Pil. 38 Pil. 39 Pil. 40 Pil. 41 Pil. 42 Pil. 43
Pil. 44
RICHIESTE
Pil. 25
Pil.45 Pil. 46 Pil. 53 Pil.54
+7.55 +7.55
Lo schema strutturale adottato per orditure portanti
PARTICOLARE P1
orizzontali realizzate con travi NPS® BASIC, permette:
1.di ridurre le luci dei solai a lastra in modo da
Pil.55 Pil.56 Pil. 63 Pil.64
realizzare un sistema completamente autoportante in
PARTICOLARE P1
fase di montaggio e getto del conglomerato di
completamento;
2.l’effettivo comportamento rigido degli impalcati, in
quanto gli elementi diagonali fungono da controventi
Pil.66 Pil. 73 Pil.74
Pil.65
+7.55
di piano;
PARTICOLARE P1
3.la diretta trasmissione dei carichi alle strutture
Pil.75 Pil.76 Pil. 83
+7.55
Pil.84 portanti verticali, sgravando i solai sottostanti dal
PARTICOLARE P1
carico della puntellazione provvisionale in fase di
getto;
4.ridurre i costi e i tempi per la realizzazione degli
Pil.85
+7.55
Pil.86 Pil. 93 Pil.94
impalcati;
+7.55
Pil.96 Pil.98
Pil.95 Pil.97

23. Images courtesy of Studio Calvi s.r.l.
RICOSTRUZIONE DEL SOLAIO
A LIVELLO +7.55 m
SOLAIO TIPO PREDALLES E
TRAVI RIBASSATE REP
AREA DI INTERVENTO PARI A
CIRCA 1850 mq

24. RICOSTRUZIONE DEGLI IMPALCATI DI PIANO

25. Conclusioni
1. La progettazione sismica dovrebbe considerare tutti
gli elementi in un edificio: sistemi laterali, verticali
ed elementi non-strutturali
2. I sistemi misti acciaio-calcestruzzo possono offrire
buone soluzioni in zone sismiche, particolarmente
per quanto riguarda solai rigidi e leggeri, e sistemi
trave-colonna resistenti e deformabili.
3. I sistemi misti acciaio-calcestruzzo potrebbero
offrire anche delle soluzioni valide per la
ristrutturazione dell’esistente.

26. Grazie per l’attenzione