Note per l’analisi di edifici esistenti in c.a. con Edisis v.11

Edisis v.11x è un programma di calcolo strutturale per la modellazione e l'analisi di edifici in c.a. Le caratteristiche e le funzioni di cui è dotato lo rendono indispensabile sia per il progetto delle nuove costruzioni, sia per la verifica ed il rinforzo di quelli esistenti, come vedremo in questa pubblicazione. In quest'ultimo caso, trovano applicazione i criteri e le disposizioni di normativa, riportate al capitolo 8 delle Ntc18 e al capitolo C8 delle relative istruzioni (C.M. n.21/19), che è utile richiamare sinteticamente. Entriamo nell'argomento descrivendo sommariamente le fasi principali che sono tipicamente richieste per affrontare una analisi di questo tipo.

Rilievo dello stato di fatto

In questa fase si esegue il rilievo dell'edificio allo stato di fatto, con riguardo agli aspetti geometrici, ai dettagli costruttivi, alla caratterizzazione dei materiali ed alla ricostruzione della storia edificatoria dell'edificio.

Particolare attenzione sarà riservata allo stato di conservazione degli elementi resistenti ed alla valutazione delle loro capacità meccaniche, mediante una campagna di prove più o meno estese in funzione delle necessità contingenti e differenziate per i vari materiali: cemento armato e acciaio ed eventualmente per livelli o zone di esposizione diverse dell’edificio.

Il livello di conoscenza raggiunto in questa fase avrà una ricaduta diretta sui risultati di analisi in quanto porta anche all'adozione di valori più o meno alti dei fattori di confidenza, previsti dalle Ntc18 al §8.5.4 come fattori di sicurezza da applicare alle caratteristiche meccaniche medie dei materiali allo stato di fatto.

E’ inoltre importante che nel rilievo dello stato di fatto si presti la massima attenzione all’individuazione dello stato di degrado degli elementi, di stati fessurativi anomali o di vere e proprie lesioni che possono rappresentare segni premonitori di carenze strutturali anche gravi. In questi casi il tecnico dovrà approfondire l’esame, riconoscere le cause del degrado, introdurre gli effetti nel modello di calcolo ed attendere un riscontro coerente dai risultati delle verifiche, quanto meno per i carichi statici nelle combinazioni permanenti o di lunga durata.

Fattore di confidenza

Il fattore di confidenza è un fattore di sicurezza riguardante i materiali della struttura esistente, da assumere in base al livello di conoscenza raggiunto nelle indagini preliminari (analisi storico-critica, rilievi, caratterizzazione meccanica dei materiali), anche in maniera differenziata per il calcestruzzo e per il ferro.

Per edifici in c.a., le incertezze maggiori sono tipicamente sul calcestruzzo e di solito sono minori per il ferro che, per le caratteristiche di produzione standardizzata, è affetto da una minore variabilità, ma in ogni caso sono sempre da considerare possibili fenomeni di deterioramento avvenuti nel tempo.

I fattori di confidenza vanno preliminarmente a ridurre i valori medi di resistenza dei materiali della struttura esistente, per ricavare i valori da adottare nel progetto o nella verifica e da ulteriormente ridurre, quando previsto, mediante i coefficienti parziali di sicurezza del materiale (fattori γ).

Nell'analisi di edifici esistenti i fattori di confidenza hanno un duplice scopo (§C8.7.2.2):

a) per definire le resistenze dei materiali da utilizzare nelle formule di capacità degli elementi duttili e fragili: le resistenze medie, ottenute dalle prove in situ e dalle informazioni aggiuntive, sono divise per i fattori di confidenza;

b) per definire le sollecitazioni trasmesse dagli elementi duttili a quelli fragili; a tale scopo, le resistenze medie degli elementi duttili, ottenute dalle prove in situ e dalle informazioni aggiuntive, sono moltiplicate per i fattori di confidenza.

Definizione del modello e dei materiali

Si procede quindi con la costruzione del modello di calcolo in Edisis v.11, sfruttando alcune funzionalità del programma che consentono di:

• importare un file dati creato con versioni precedenti comprensivo delle armature progettate all’epoca della realizzazione,
• definire in dettaglio le caratteristiche meccaniche dei materiali (calcestruzzo e ferro) in funzione del livello di conoscenza raggiunto e impostazione esplicita del fattore di confidenza,
• definire in dettaglio la quantità di armatura (longitudinale e trasversale presente negli elementi), per impostazione diretta o mediante “progetto simulato”,
• eseguire l'analisi sismica lineare (dinamica modale) con fattore q e le relative verifiche,
• eseguire l'analisi sismica statica non lineare (analisi pushover), come metodo autonomo di verifica sismica o come ausilio per l'analisi lineare per investigare la possibile presenza di meccanismi di collasso fragile e di stimare le risorse di duttilità della struttura.

Nella costruzione del modello trovano applicazione le informazioni ottenute nel rilievo dello stato di fatto o dai documenti progettuali dell’epoca di realizzazione dell’edifico, quali il dimensionamento geometrico degli elementi, la definizione dei materiali, la direzione di disposizione dei solai etc. Verranno inoltre definiti i carichi di servizio in funzione della destinazione d'uso degli ambienti e l'azione sismica regolamentare.

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