E. C

osen

za–

Nor

mat

iva

e pr

oget

tazi

one:

c’e

’del

nuo

vo in

Ital

ia

Edoardo CosenzaDipartimento di Ingegneria Strutturale

Università di Napoli Federico II

Salerno, 12 febbraio 2007

Normativa e Progettazione antisismica:

c’e’ del nuovo in Italia

vva ST

SS π=ω=

2

dda ST

SS 2

22 4π

=ω=

av STSπ

=2

ad STS 2

2

4π=

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−⋅η⋅+⋅⋅=<≤ ).(

TTSaSTTB

gaB 15210

52.SaSTTT gaCB ⋅η⋅⋅=<≤

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡⋅⋅η⋅⋅=<≤TT.SaSTTT C

gaDC 52

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ ⋅⋅⋅η⋅⋅=≤ 252

TTT.SaSTT DC

gaD

tetancosSa =

Cgav T.SaSTSπ

η=π

=2

522 tetancosSv =

DCgad TT.SaSTS 22

2

452

4 πη=

π=

tetancosSd =

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

T [sec]

Se/a

g TC TD

TC

TC

E. C

osen

za–

Nor

mat

iva

e pr

oget

tazi

one:

c’e

’del

nuo

vo in

Ital

ia

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00

S De[m

]0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00T[s ]

S e[g

]

costante4

5.24 22

2

=== DCgad TTSaSTSπ

ηπ

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ ⋅⋅⋅⋅⋅=≤ 25.2

TTTSaSTT DC

gaD η

dda ST

SS 2

22 4π

=ω=

E. C

osen

za–

Nor

mat

iva

e pr

oget

tazi

one:

c’e

’del

nuo

vo in

Ital

iaDCgad TT.SaSTS 22

2

452

4 πη=

π=

cm......TT.SaS DCgd 41902504

522519812504

5222 =⋅⋅

π⋅⋅⋅=

πη=

Terreno C

Zona 2

Se una struttura è in grado di sopportare spostamenti di 19.4 cmè in grado di superare in ogni caso il terremoto

E. C

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Nor

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iva

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oget

tazi

one:

c’e

’del

nuo

vo in

Ital

iaDCgad TT.SaSTS 22

2

452

4 πη=

π=

Assume la stessa importanza la valutazione di:

•Accelerazione di progetto del sito•Effetto del terreno•Smorzamento strutturale•Periodo spettrale TC•Periodo spettrale TD

E. C

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Nor

mat

iva

e pr

oget

tazi

one:

c’e

’del

nuo

vo in

Ital

ia

• Ordinanza 3274 e Eurocodice 8 già consentono l’approccio di progetto agli spostamenti

• Sorprendentemente nella valutazione degli spostamenti la valutazione di TC e TD assume un ruolo decisivo. Dunque il normatore deve valutare la forma spettrale di progetto con grande attenzione

Qualche considerazione

E. C

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Nor

mat

iva

e pr

oget

tazi

one:

c’e

’del

nuo

vo in

Ital

ia

Park & Paulay

1975

CRITERIO DELLA STESSA ENERGIA

CRITERIO DELLO STESSO SPOSTAMENTO

E. C

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Nor

mat

iva

e pr

oget

tazi

one:

c’e

’del

nuo

vo in

Ital

ia Comportamenti Comportamenti sismicamentesismicamente equivalentiequivalenti(criterio (criterio maxmax spostamento)spostamento)

M

u

M

e

FF

δδ

=

Riduzione forze: Fattore di Struttura q

= Duttilità

H

u

H

e

FF

δδ

=

Spostamento

Forza Fe

δU

FM

δM

FH

δH

Mu

eM

FFδδ /

=

Hu

eH

FFδδ /

=

E. C

osen

za–

Nor

mat

iva

e pr

oget

tazi

one:

c’e

’del

nuo

vo in

Ital

ia mTSSaF ege ⋅⋅⋅= )(μ

eed

FqFF ==

costante)( =⋅⋅⋅==⋅ mTSSaFF eged μ

μH

Fd,H

μM

Fd,M

RE

SIST

EN

ZA

DUTTILITA’

Nuove costruzioni

μM≈0.7μHFd,M≈1.43Fd,H

Esempio (Zona 2; Suolo B, T=0,4sec):ag=0.25g; S=1,25; Se(T=0.4)=2,5

Costante=0,25gx1,25x2,5xm=0,78mg

E. C

osen

za–

Nor

mat

iva

e pr

oget

tazi

one:

c’e

’del

nuo

vo in

Ital

iacostante)( =⋅⋅⋅==⋅ mTSSaFF eged μ

μE

FE

RE

SIST

EN

ZA

DUTTILITA’

Costruzioni esistenti

E. C

osen

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Nor

mat

iva

e pr

oget

tazi

one:

c’e

’del

nuo

vo in

Ital

ia

• Per le strutture di nuova progettazione l’Ordinanza e EC8 fissano due punti di progetto fra gli infiniti possibili

Qualche considerazione

• Per le strutture esistenti il progettista ha disponibili infinite soluzioni

• Le scelte hanno conseguenze diverse per i sismi di periodo di ritorno 2475 anni e 72 anni

• Per il sisma con periodo di ritorno 475 anni conta il prodotto di

Resistenza per Duttilità

E. C

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Nor

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one:

c’e

’del

nuo

vo in

Ital

ia

0,20

Eduardo Miranda, Stanford University, USA

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00T(s)

Se(a

dim

)

Suolo A (222)

MEDIA (674) Terremoti europei

Suolo A

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00T(s)

Se(a

dim

)media adim (su 222)

spettro norma adim

+/- 10% spettro norma adim

0,315 0,545

pare

ti

tela

i

E. C

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Nor

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c’e

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vo in

Ital

ia

• Le strutture a telaio possnoavere problemi progettuali per lo SLD, e dunque problemi di danni non strutturali per sismi di modesta entità

Qualche considerazione

• Le strutture a parete sono piùrigide e mediamente attirano piùaccelerazione

• Le strutture a parete in genere superano agevolmente le verifiche si SLU e di SLD, anche se le fondazioni sono un aspetto critico

E. C

osen

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Nor

mat

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c’e

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nuo

vo in

Ital

iaLe accelerazioni sono importanti !

E. C

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Nor

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one:

c’e

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Ital

ia

Olivia View HospitalSan Fernando earthquake

E. C

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Nor

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c’e

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Ital

ia

Eduardo Miranda, Stanford University, USA

E. C

osen

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Nor

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one:

c’e

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nuo

vo in

Ital

ia Eduardo Miranda, Stanford University, USA

E. C

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Nor

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e pr

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c’e

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vo in

Ital

ia

E. C

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Nor

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one:

c’e

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nuo

vo in

Ital

ia

ProprietProprietàà Fondamentali Strutture Isolate alla BaseFondamentali Strutture Isolate alla Base

•• AllungamentoAllungamento PeriodoPeriodo & & IncrementoIncrementoSmorzamentoSmorzamento

•• AllungamentoAllungamento PeriodoPeriodo •• IncrementoIncremento SmorzamentoSmorzamento

E. C

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Nor

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one:

c’e

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vo in

Ital

iaCalifornia: edificio (Policlinico Universitario) isolato

FORTISSIMA RIDUZIONE DEGLI EFFETTI !

Verifica “sperimentale”:

Il terremoto di Northridge

Distribuzione uniforme

(non triangolare) delle azion

Irregolarità

strutturale

E. C

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Nor

mat

iva

e pr

oget

tazi

one:

c’e

’del

nuo

vo in

Ital

ia Spettri elastici

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

T [sec]

Se/a

g

Suolo A

Suolo B, C, E

Suolo D

0.35g

1.09g

0.875g

1.18g

zona 1

Aumento

smorzamento

Aumento Periodo

2.3 sec 0.13g

0.7 sec

E. C

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mat

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c’e

’del

nuo

vo in

Ital

ia

Edifici Isolati

in

GIAPPONE

Da Martelli et al. ,Genova, ANIDIS 2004

E. C

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Nor

mat

iva

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oget

tazi

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c’e

’del

nuo

vo in

Ital

ia

Edifici Isolati

in

CINA

Da Martelli et al. ,Genova, ANIDIS 2004

E. C

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c’e

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vo in

Ital

ia Nuovo insediamento Nato _ Lago Patria

299 isolatori

+ dissipatori

Grande struttura in cemento armato2-3 livelli 155 m x 104 m

Circa 17500 mq

Al di sopra 8 edifici in acciaio

Nuovo insediamento Nato _ Lago Patria

Tis=3,18 sec; massa partecipante 99,6%

Smorzamento conisolatori + dissipatori elastoplastici

Struttura 5% + isolatori 10% + dissipatori 15%

η= 0.577 (limite normativo 0.55)

Struttura non isolata:1,4x0.25=0,35 g da amplificare spettralmente

Struttura isolata:0,10 g contro 0,04x1,4 alle t.a. di progetto

Terreno B; Struttura incastrata T=0,6 sec1,09 g

E. C

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Ital

ia

Alga

E. C

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E. C

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ia

Ospedale del Mare, PonticellI , NAPOLI

E. C

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ia

Fip

E. C

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Ital

ia

Analisi Prestazioni Strutturali

Device Diameter

(mm)

Number of

Devices

Horizontal Stiffness Kh

(kN/mm)

Vertical Stiffness Kv

(kN/mm)

Horizontal-to-Vertical

Stiffness Ratio

Primary Shape Factor

(S1)

Secondary Shape Factor

(S2) 600 115 1.51 1802 1195 24,58 3,93

650 124 2.98 2472 830 26,67 4,10

800 88 4.89 3949 808 24,69 5,49

HDRBsHDRBs

Mechanical Properties SI-N SI-H Compressive strength (N/mm2) 15.5 15.5 Ultimate elongation (%) 350 300 Shear modulus (N/mm2) 0.80±0.12 1.40±0.21 Equivalent viscous damping (%) 15 15

N=NormalN=NormalH=HardH=Hard

Rubber Compound Rubber Compound

> 12> 12 > 4> 4> 800> 800

TTtargettarget = 2.5 sec= 2.5 secFIP

TotaleTotale: 327: 327

DDmaxmax=24.3cm=24.3cm

E. C

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vo in

Ital

iaOSPEDALE DEL MARE

107.000 tonnellate di peso appoggiate su 327 isolatori in gomma e acciaio; circa 19.000 mq di superficie

ASTALDI 60%, GIUSTINO 30%, Altri 10%SIEMENS

CIRCA 200 MILIONI DI EURO DI OPERE

53% PUBBLICI47% PRIVATI

GESTIONE 25 ANNI

APERTURA: MARZO 2009

E. C

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Nor

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Ital

ia

Gennaio 2007

E. C

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Ital

ia

C’è del nuovo in ItaliaTHE END