Miglioramento e adeguamento sismico di edifici contemporaneimediante approccio integrato energetico, architettonico estrutturale con soluzioni a doppio involucro a minimo impattoambientaleSustainable seismic retrofit of modern RC buildings through an integratedstructural, energetic and architectural approach adopting externalengineered double skin façades

Francesca Feroldi1, Alessandra Marini2, Andrea Belleri3, Chiara Passoni4, Paolo Riva4, Marco Preti5,Ezio Giuriani5, Giovanni Plizzari5 ■

Sommario

Le costruzioni in cemento armato rappresentano circa il 50% del patrimonio edilizio esistente, realizzatosoprattutto durante la seconda metà del ventesimo secolo. Tali edifici hanno esaurito la loro vita utile (50-60 anni secondo gli attuali standrard normativi) e presentano carenze sia dal punto di vista strutturaleche energetico, inoltre la loro gestione in termini di impiego di risorse energetiche risulta essere pocosostenibile. L'articolo in oggetto rappresenta un tentativo di risposta al recupero di questo patrimonio edi-lizio mediante soluzioni integrate a doppio involucro finalizzate alla riqualificazione strutturale, energe-tica ed architettonica degli edifici e alla valorizzazione dei relativi contesti urbani. La tecnica di inter-vento è proposta come soluzione per un caso studio di riferimento, applicabile a tutti gli edifici di scarsaqualità architettonica appartenenti alle tipologie edilizie tipiche del secondo dopoguerra, e modulabilein funzione del contesto geografico, urbanistico e climatico, nonché in base alla pericolosità sismica. Lasoluzione si pone come alternativa ai tradizionali interventi di demolizione e ricostruzione, o alla riqua-lificazione solo architettonica ed energetica.

Parole chiave: Riqualificazione sostenibile edifici esistenti, doppio involucro strutturale-tecnologico, edificiin c.a. del secondo dopoguerra, miglioramento e adeguamento sismico, approccio integrato struttura -energia.

Abstract

The buildings built in Italy after the II world-war represent about 50% of the existing building stock; thetypical structural layout is constituted by RC frames with masonry infills. After a service life ofapproximately 50-60 years, these buildings show structural and energy deficiencies compared to currentstandards and their maintenance is considered not sustainable. The aim of the research is promotingsustainable renewal and requalification of the aforementioned residential buildings by adopting doubleskin façade solutions for structural strengthening, energy efficiency upgrade and architectural renewal.The investigated technique can be considered as a paradigmatic solution which can be referred to forthe rehabilitation of degraded RC building, easily adaptable to comply with different geographical,climatic and urban contexts, and with different seismic intensity levels. The proposed solution representsa sustainable alternative to the traditional demolition-reconstruction interventions and provides an holisticenergy, architectural and structural rehabilitation.

Keywords: Sustainable requalification of modern R.C. buildings, structural-technological double skin faça-des, modern R.C. buildings, seismic retrofit, Integrated structural and energetic retrofit approach.

1 Dip. di Ing. Civile, Architettura, Territorio, Ambiente e di Matematica - Università degli Studi di Brescia - m f.feroldi002@unibs.it2 Dipartimento di Ingegneria, Università degli Studi di Bergamo - m alessandra.marini@unibg.it3 Dipartimento di Ingegneria, Università degli Studi di Bergamo - m andrea.belleri@unibg.it4 Dipartimento di Ingegneria, Università degli Studi di Bergamo5 Dipartimento di Ingegneria Civile, Architettura, Territorio, Ambiente e di Matematica - Università degli Studi di Brescia 31

Progettazione Sismica – Vol. 5, N. 2, Anno 2014DOI 10.7414/PS.5.2.31-47 – http://dx.medra.org/10.7414/PS.5.2.31-47

1. IntroduzioneIl recupero degli edifici in calcestruzzo armato(c.a.) è un tema di grande attualità, poiché inte-ressa un vasto patrimonio edilizio costruito neglianni del II dopoguerra (Figura 1; Agenzia delTerritorio, 2011).In particolare, gli edifici in c.a. del II dopoguerrasono stati costruiti nella maggior parte con carat-teristiche architettoniche e costruttive di scarsaqualità per far fronte alla grande domanda immo-biliare dell’epoca; tipicamente si tratta di edificimultipiano, caratterizzati da deficit energetici escarsi livelli di comfort, principalmente dovuti adinvolucri fortemente disperdenti e all’obsolescenzadella dotazione impiantistica e delle finiture (PRIN2009). Tali edifici sono frequentemente ubicati incontesti urbani degradati e hanno numerosecarenze anche dal punto di vista strutturale (Vonae Masi, 2004a; Vona e Masi, 2004b; Ricci,2010; Vona, 2002; Fisciano, 2007; Calvi et al.,2001; Kunnath et al., 2005), tanto che spesso nonsoddisfano i requisiti di sicurezza nei confronti deicarichi verticali, non sono stati concepiti per resi-stere ad azioni sismiche ed hanno inoltre esauritola loro vita utile (50 anni) secondo le prescrizionidi norma (NTC2008). Attualmente, in Europa, ilproblema dell’elevata vulnerabilità sismica è moltosentito nelle aree del Mediterraneo, in particolarein Italia, Grecia e Turchia, sebbene le aree inte-ressate siano destinate ad aumentare sia per lanuova zonazione sismica in corso di pubblica-zione che inasprisce la pericolosità dell’intero con-tinente (Solomos et al., 2008), sia per il fenomenodel fracking associato alle attività estrattive.In tale scenario emerge chiaramente la necessitàdi intervenire per fare fronte alle carenze pre-stazionali e strutturali degli edifici del secondodopoguerra e per ridurre gli attuali insostenibilisprechi energetici attraverso operazioni diriqualificazione.Interventi di demolizione e ricostruzione non

sono percorribili, almeno su larga scala, perproblemi di sostenibilità legati prevalentementeallo smaltimento di macerie e rifiuti e al con-sumo di materie prime. A tal riguardo è interes-sante osservare che, se è ormai riconosciutocome il settore dell’edilizia impatti in modosignificativo sull'ambiente in ogni fase del ciclodi vita (dalla progettazione iniziale, al reperi-mento di materie prime, alla costruzione, al fun-zionamento e manutenzione fino alla dismis-sione, demolizione e smaltimento), le fasi cheproducono i più alti quantitativi di rifiuti sianoproprio la demolizione - ricostruzione (Eurostat,2013; JRC, 2013). I rifiuti generati dalla costru-zione e demolizione o decostruzione di edifici ealtre infrastrutture rappresentano circa un terzodei rifiuti prodotti all'interno dell'Unione Euro-pea (si stima, per la sola fase di costruzione, laproduzione media di circa 15-20 m3 di rifiutiper 100 m2 di superficie - circa 100-150 kg/m2

(Marini et al., 2014)). Questi dati evidenzianochiaramente la necessità di studiare soluzionialternative alla demolizione e ricostruzione peril recupero degli edifici esistenti.Negli ultimi decenni si è assistito a una crescentesensibilità rispetto al tema della riqualificazionesostenibile, quasi sempre però associata a strate-gie di riduzione del consumo energetico, soprat-tutto grazie all’uso di energie rinnovabili e dimateriali ecocompatibili. In tale contesto le pro-blematiche legate alle carenze strutturali degliedifici vengono spesso tralasciate o poste insecondo piano, sebbene in taluni casi siano gravied evidenti. La necessità del rinforzo strutturale ètanto importante da rendere inadeguato ogniintervento rivolto alla sola riqualificazione ener-getica e architettonica. Inevitabile il riferimento aidanni provocati dai recenti terremoti che hannoenfatizzato questo concetto: il terremoto del 2012in Emilia Romagna, per esempio, ha mostratonumerosi edifici crollati o molto danneggiati sui

Miglioramento e adeguamento sismico di edifici contemporanei

Figura 1a) Suddivisione del

patrimonio edilizio italianoe dell’edificato in c.a. per

data di costruzione: di circa9 milioni di edifici non

progettati per resistere aicarichi orizzontali, circa1,8 milioni sono in c.a;

b) Tipico comparto ediliziorealizzato nel secondo

dopoguerra (l’immagineraffigura il quartiere

Casazza a nord dellaperiferia di Brescia).

19%

31%

50%

Prima del 1945

Dal 1945 al 1981

Dopo il 1981

37%

3%

60%

Prima del 1945

Dal 1945 al 1981

Dopo il 1981

Totale edifici per data di costruzione

Edifici in c.a. per data di costruzione

b.a.

quali erano stati installati pannelli fotovoltaici(Figura 2a), o vetrate a ridotta trasmittanza. Idanni riscontrati in tali eventi pongono l’accentosul modesto significato e la poca lungimiranza diinvestire importanti risorse economiche pubblichenella sola riqualificazione energetica di edificistrutturalmente vulnerabili e poco sicuri.A fronte di evidenti carenze strutturali, energeti-che ed architettoniche, la tendenza è quella dirisolvere le singole problematiche operando inmodo settoriale e senza coordinamento tra lediverse discipline, trascurando spesso il contestourbano. Le soluzioni proposte hanno quindi uncarattere episodico e, per quanto alcune di essesiano tecnologicamente avanzate, esse restanolimitate alla risoluzione di problematiche isolate econtingenti (Figura 2b), senza una concezionecomplessiva dell’intervento. In questo quadrofanno eccezione, per il tentativo di un approcciointegrato energetico architettonico, le operazionidi riqualificazione dell’edilizia residenziale tra-mite interventi in “doppia pelle”, applicati consuccesso soprattutto in Europa, che prevedono laformazione di un secondo strato tecnologico,addossato all'esistente ma strutturalmente indi-pendente, concepito per migliorarne la sola effi-cienza energetica e per consentire il restylingarchitettonico (il nuovo involucro può ospitare,per esempio, serre solari, giardini d’inverno ologge fruibili dagli abitanti, Figura 3a, b). Dagliinterventi restano tuttavia esclusi gli aspetti struttu-rali (statico e sismico), non ancora abbinati agliinterventi di recupero energetico e funzionale.La ristrutturazione degli edifici, intesa come sommadi interventi isolati e contingenti, ha però fallito dadiversi punti di vista. Da un punto di vista econo-mico, per esempio, poiché gli interventi isolati pos-sono essere molto più costosi di una soluzione inte-grata. Inoltre, le soluzioni tecniche e tecnologicheinnovative sono spesso adottate indipendente-

mente dal loro livello di impatto ambientale, chepotrebbe essere superiore a quello associato a unasoluzione tradizionale. In un approccio olistico nonsono inoltre da sottovalutare gli ingenti costi socialied economici legati alle operazioni di gestione del-l’emergenza e di ricostruzione a valle di un eventosismico. Secondo un rapporto sul rischio sismicoredatto dal Dipartimento della Protezione Civile nelsettembre 20106, dal terremoto del Belice del 1968al 2010 lo Stato ha speso circa 147 miliardi dieuro (per un valore medio annuo pari a 3.6miliardi di euro) per la gestione delle emergenzepost-sisma. Investimenti tanto ingenti nella messa insicurezza degli edifici vulnerabili, anziché nelle fasidi riparazione e ricostruzione, porterebbero a sce-nari molto diversi in caso di futuri terremoti. A ciòsi devono aggiungere le conseguenze non traduci-bili in valore economico sul patrimonio storico, arti-stico, monumentale e, ovviamente, va considerataanche la perdita in termini di vite umane, nonquantificabile economicamente, ma che rappre-senta l’aspetto più dolente delle valutazioni a valledi un sisma e denuncia una vulnerabilità inaccetta-bile del patrimonio edilizio. A fronte di uno scenario in cui appare evidentel’assenza di momenti di sintesi e di integrazionedelle conoscenze in ambito strutturale, energe-tico e funzionale, che si traduce nella mancanzadi proposte di interventi coordinati, la valuta-zione del rischio sismico e la messa in sicurezzadel patrimonio edilizio esistente devono diven-tare prioritari nelle politiche di riqualificazione.Nuovo impulso all’applicazione di interventi sulcostruito può essere dato proprio dall’elabora-zione di soluzioni di intervento integrate ingrado di coniugare il risparmio energetico e ilmiglioramento delle prestazioni strutturali (conriferimento sia ai carichi statici che sismici), nelrispetto dei principi di sostenibilità ambientaleed economica (Figura 4).

33

Progettazione Sismica

Figura 2Rischi di un approccio allariqualificazione che trascurile carenze strutturali degliedifici:(a) Crollo di un capannoneindustriale con installatipannelli fotovoltaici aseguito del terremoto inEmilia-Romagna (2012);(b) Esempio di un interventovolto al solo rinforzo sismicomediante fasciatura deinodi con fibre di carbonioe resina.

6 “Il giornale della Protezione Civile”, Rassegna stampa del 01/06/2012 pag. 188 http://www.ilgiornaledellaprotezionecivile.it /bf/filesu-pload/Rassegna_stampa_protezione_civile_1_giugno_2012_NAZIONALE_52861.pdf

a. b.

2. Il doppio involucro ingegnerizzatoIl lavoro qui presentato mostra solo alcuni deirisultati ottenuti all’interno di un filone di ricercatuttora aperto che riguarda lo studio di una solu-zione integrata di riqualificazione strutturale-energetica architettonica e urbana del vastopatrimonio edilizio costruito nel II dopoguerra(Figura 5). È indagata una soluzione a doppio

involucro esterno alla struttura esistente in gradodi migliorare non solo le prestazioni energetiche,ma anche la sicurezza strutturale, oltre che laqualità architettonica e del contesto urbano, con-tribuendo ad accrescere la qualità di vita e ilbenessere degli abitanti.Dal punto di vista strutturale, l’involucro esternosvolge una funzione di esoscheletro dimensio-

34

Miglioramento e adeguamento sismico di edifici contemporanei

Figura 3Soluzioni di retrofit energeticoe architettonico proposte da

Frédéric Druot, Anne Lacatone Jean - Philippe Vassal

(Francia, 2004), (Druot et al.,2004), che si basano suiprincipi di “ampliamento”,“apertura” e “trasparenza”tramite l’aggiunta di nuovi

volumi; gli esplosiassonometrici raffigurano

l’aggiunta in facciata di nuovispazi, come balconi (a) o

giardini d’inverno (b).Intervento di riqualificazione

tramite “doppia pelle”energetica a Leinefelde

(Germania): l’edificio primadella riqualificazione (c), e

l’edificio dopo l’aggiunta diuna nuova struttura in

facciata, indipendente daquella esistente, nella quale

sono state realizzate serresolari per il miglioramento

delle prestazioni energetiche(d).

Figura 4Principali deficit degli edifici

esistenti realizzati nel IIdopoguerra con struttura in

calcestruzzo armato riferiti atre ambiti fondamentali:

struttura, energia e formale-tipologico (a sinistra); azioni

necessarie in ogni ambitoper la riqualificazione

(a destra).

ASPETTI STRUTTURALI- Edifici spesso non verificati ai carichi VERTICALI (NTC 2008);- Struttura non organizzata per resistere ai carichi ORIZZONTALI;- Vita Utile (50 anni): esaurita.

EFFICIENTAMENTOENERGETICO

+SOSTENIBILITÀAMBIENTALE

+FATTIBILITÀ

ECONOMICA+

QUALITÀ AMBIENTE

RIQUALIFICAZIONEARCHITETTONICA

+QUALITÀ CONTESTO

URBANO

MIGLIORAMENTOSISMICO

+STATICO

ASPETTI FORMALI- Edifici spesso privi di pregio architettonico;- Distribuzione interna alloggi non più rispondente agli attuali standard abitativi;- Degrado urbano.

ASPETTI ENERGETICI- Involucro tipicamente non coibentato;- Presenza di ponti termici significativi;- Impianti tecnologici vetusti.

a. b.

c. d.

nato per risolvere le eventuali carenze statiche efornire la necessaria resistenza ai carichi sismici;tali obiettivi sono perseguiti con attenzione aiprincipi di minimo impatto ambientale e diminimo costo. La soluzione proposta si configuracome ”doppia pelle adattiva” (PRIN, 2009), poi-ché essa è concepita per potersi adattare adeventuali cambiamenti formali o tecnici nel

tempo, per adattarsi alle esigenze degli abitantiin un processo in continuo mutamento di bisognie nuovi standard abitativi. Per questi motivi, ven-gono privilegiate soluzioni a secco, materialieco-compatibili e dispositivi reversibili. Si deveanticipare che la doppia pelle può essere appli-cata dall’esterno senza il bisogno di rilocare gliabitanti durante i lavori (Feroldi et al., 2013).

35

Progettazione Sismica

Figura 5Schematicarappresentazione deldoppio involucro lasoluzione proposta siconcretizza nell’ aggiuntadi un nuovo involucroall’esistente capace dimigliorare le prestazionienergetiche, di migliorarel’immagine dell’edificio e diconferire la necessariaresistenza alle azionisismiche nel rispetto dellaminima invasività e minimocosto. L’intervento è altresìvolto al miglioramento dellecondizioni ambientali e dibenessere degli abitanti edel contesto urbano ancheattraverso l’utilizzo di nuovimateriali.

RINFORZO STRUTTURALE

RESTYLING ARCHITETTONICOEFFICIENZA ENERGETICA

SOSTENIBILITÀ FATTIBILITÀ ECONOMICA

QUALITÀ DEL CONTESTOURBANO

QUALITÀ DELL’AMBIENTE

Figura 6Interventi di demolizione –ricostruzione,riqualificazione energetica edoppia pelle ingegnerizzataa confronto in termini dicarico ambientale eincidenza sulla vita utiledell’edificio: lo schemaevidenzia che solo tramitesoluzioni integrate diriqualificazione strutturale edenergetica sull’esistente èpossibile ridurre l’impattoambientale in termini diproduzione di nuovimateriali e smaltimento dirifiuti e rilanciare la vita utiledegli edifici esistenti (ormaiesaurita) di altri 50 anni.

DEMOLIZIONE-RICOSTRUZIONE VS RIQUALIFICAZIONE

0 50

ANNI + 50 ANNI

- SMALTIMENTO RIFIUTI E IMPIEGO MATERIALI

- NECESSITÀ DI TRASFERIRE GLI ABITANTI

DEMOLIZIONE E RICOSTRUZIONE

INTERVENTI DI SOLA RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA

0VITA UTILE

NON GARANTITA LA SICUREZZA STRUTTURALE

50

ANNI

DOPPIA PELLE INGEGNERIZZATA – STRUTTURALE ED ENERGETICA

0

- RIDOTTO VOLUME DI RIFIUTI DA SMALTIRE

- RIDOTTO CONSUMO MATERIALI

- NON NECESSARIO TRASFERIRE GLI ABITANTI

VITA UTILE

VITA UTILE

Eventuali interventi di rifacimento delle finitureinterne o di riconfigurazione architettonica perl’adeguamento alle nuove esigenze abitativepossono essere lasciati come scelta facoltativadegli inquilini. Poiché la soluzione non è propo-sta sul singolo edificio, ma su interi comparti, iltema della riqualificazione viene ampliato edesteso al tema della rigenerazione urbana. La soluzione proposta, schematizzata in Figura5, essendo volta innanzitutto alla riqualificazionestrutturale dell’esistente, consente di allungare lavita utile dell’edificio, mentre gli interventi voltialla sola riqualificazione energetica ed architet-tonica non incidono sulla vita utile. Nell’ottica diriqualificazione integrata, si osserva una ridu-zione dell’impatto ambientale nel ciclo di vitadell’edificio, dovuta al fatto che il carico ambien-tale viene distribuito lungo un lasso di tempo piùlungo (in questo caso, infatti, il Life Cycle Asses-sment è calcolato su 50 anni + 50 anni; Romanoet al., 2014), altrimenti impossibile nei casi didemolizione e ricostruzione.A seconda dei limiti imposti dai parametri urba-nistici (riferiti, ad esempio, alle distanze minimeda altri edifici, dal confine del lotto o da un’e-ventuale strada), il nuovo involucro può essereprogettato in adesione alla struttura oppure inaggetto, potendo così accogliere nuovi spazichiusi di pertinenza agli alloggi o spazi aperticome logge e serre solari, su uno o più lati, dilarghezza variabile in base alle possibilità, cosìcome suggerito dai tradizionali interventi in“doppia pelle” per il miglioramento energetico ela riqualificazione architettonica degli edifici esi-stenti. La tecnica può inoltre consentire la costru-zione di nuovi piani in sommità all’edificio, gra-zie al miglioramento statico della struttura.Nella soluzione proposta, il doppio involucropuò essere ottimizzato e integrato con dispositivistrutturali (Feroldi, 2014; Salvetti et al., 2014;Laffranchi et al., 2014), o essere concepito come

un sistema scatolare sismo-resistente (Passoni etal., 2014): la struttura esterna all’edificio assolveai compiti di adeguamento statico e sismico, nongrava sulla struttura esistente o sulle fondazioni,il suo montaggio a secco non necessita di fasiprolungate di cantiere. Nel primo caso, i setti dicontroventamento, integrati all'interno del nuovo“esoscheletro”, possono essere di varie tipologie:dalle soluzioni tradizionali con reticolari inacciaio (Metelli et al., 2013) o setti in calce-struzzo pieno o calastrellati, a soluzioni menoconvenzionali, come ad esempio setti in acciaiocon pannelli microforati in acciaio corten, o settirocking (Schoettler et al., 2009; Belleri et al.,2012; Preti e Meda, 2013).

3. Fattibilità della soluzione proposta:sistemi a un grado di libertàL’incidenza dell’aggiunta di controventi allastruttura da rinforzare va valutata attentamente,controllando gli effetti relativi all’aumento di sol-lecitazione conseguenti all’incremento di rigi-dezza complessiva del sistema, con l’obiettivo diridurre al minimo il danno sull’edificio. A tal finelo studio di sensitività di seguito presentato hafornito indicazioni sull’interazione tra edificioesistente e sistema di controventamento. L’obiet-tivo di tale studio consiste nell’individuare iparametri ottimali del sistema di controvento ingrado di limitare il danno sulla struttura origi-naria. Nelle analisi parametriche è stato utiliz-zato il modello a un grado di libertà, mostratoschematicamente in Figura 8, rappresentativo diuna struttura rinforzata con setti di controventoconnessi alla struttura esistente tramite collega-menti (links) rigidi.L’oscillatore a un grado di libertà è compostodalla struttura originaria (“os”), cui viene asso-ciato un sistema di controvento dissipativo (“b”)connesso rigidamente all’edificio; entrambi i

36

Miglioramento e adeguamento sismico di edifici contemporanei

Figura 7Diverse tipologie di

controvento (setti in C.A.,pareti accoppiate in C.A.,

telaio in acciaio con funiper controventamento, telaio

in acciaio con profili percontroventamento, setti con

acciaio corten) concepitiper lasciare libertà

compositiva in condizioni didiversa intensità sismica,

condizioni climatiche e condiverse esigenze estetiche

(Abelli et al., 2014).

contributi della struttura originaria e del contro-vento dissipativo sono rappresentati da mollenon lineari. Le proprietà elastiche dell’oscilla-tore-edificio (periodo proprio, massa e rigi-dezza elastica) sono fatte variare all’interno diintervalli rappresentativi di edifici in c.a. concaratteristiche tipologiche e geometriche tipichedel patrimonio edilizio del II dopoguerra (Mariniet al., 2014). I valori del periodo proprio dellastruttura originaria variano da 0.55 s a 2.5 s. Larigidezza elastica del sistema di controvento èdefinita in relazione alla rigidezza della strut-tura originaria: il rapporto delle rigidezze tra ilsistema di controventamento e la porzione diedificio esistente di pertinenza Kb/Kos varia da0 a 12. La massa del sistema è valutata, in viaapprossimativa, uguale a quella dell’edificionon controventato.I parametri fondamentali per la definizione delsistema di controvento sono il rapporto (δ) tra glispostamenti al limite elastico di controvento ededificio, e la forza associata allo snervamento(Fy,os) dell’edificio esistente, valutata come per-centuale della domanda sismica elastica ad essorelativa [m · Sa(T)]:

(1)

(2)

Il parametro δ può assumere valori nell’inter-vallo da 0.1 a 1, nell’ipotesi cioè che il contro-vento plasticizzi prima dell’edificio. Per δ = 1controvento ed edificio entrano in campo nonlineare in corrispondenza dello stesso sposta-mento. È stato inoltre preso in considerazione ilcaso di controvento sovra-resistente, che si man-tiene quindi sempre in campo elastico (δ = ∞).La forza di snervamento dell’edificio è definitacome una percentuale della forza cui l’edificiosarebbe soggetto se fosse elastico lineare. Poi-ché il rapporto tra la forza elastica e la forza disnervamento è pari al fattore di struttura q del-l’edificio, a valori di Fy,os = (0.3; 0.6, 0.85) Felcorrispondono, rispettivamente, valori di q = 3,1.7, 1.2; ciò è vero solo nel caso in cui Tos>Tc

(principio di uguaglianza degli spostamenti).La forza di snervamento del controvento siricava direttamente una volta definiti i valori dirigidezza e di spostamento al limite elastico. Alfine di studiare la risposta inelastica del sistemaappena descritto, sono state condotte delle ana-lisi dinamiche non lineari (time history) utiliz-zando cinque accelerogrammi artificiali spettro-compatibili generati con il software Simqke(2011) rappresentativi di un terreno di catego-ria B e classe topografica T1 con accelerazionemassima al suolo ag = 0.26 g. I risultati delleanalisi di seguito presentati si riferiscono allamedia dei valori massimi ottenuti utilizzandociascuno dei cinque accelerogrammi artificialispettro compatibili.L’efficacia delle soluzioni proposte viene valu-tata in funzione della duttilità richiesta alla strut-tura esistente (µos), definita come rapporto tra lospostamento massimo e lo spostamento al limiteelastico associato alla bilinearizzazione dellacurva di capacità della struttura esistente:

(3)

A titolo d’esempio vengono di seguito proposti iprincipali risultati delle analisi per l’oscillatore-edificio con periodo proprio pari a TOS=1.5s(Figure 9, 10, 11), corrispondente a un telaio didue campate e tre piani fuori terra. Il ciclo iste-retico associato all’edificio originario e alsistema di controvento è del tipo Takeda(Takeda et al., 1970). Si osserva che risultatisostanzialmente analoghi sono ottenuti a pre-scindere dal modello isteretico adottato nelsistema di controvento.Le analisi condotte consentono di valutare l’inci-denza del rapporto delle rigidezze (Kb/Kos) edel rapporto degli spostamenti al limite elasticotra controvento e edificio (δ = dy,b/dy,os) sullarichiesta in termini di duttilità di spostamento(µos) per la struttura originaria. In Figura 10sono riportati i risultati per δ = 0.5, in funzionedel rapporto di rigidezza controvento – strutturaoriginaria (Kb/Kos) e della forza di snervamentodella struttura originaria (Fy,os).Come atteso, la duttilità in termini di sposta-mento (µos) richiesta alla struttura originaria

δ = = 0.1; 0.25; 0.5; 1; ∞dy,b dy,os

[m · Sa (T)]Fy,os [%] =0.30.60.85

δos =dmaxdy

37

Progettazione Sismica

Figura 8Modello a un grado dilibertà assunto nelle analisiparametriche concollegamento rigido. Kos eKb sono molle non lineari.

Kos

Kb

m*≈mos

decresce al crescere del rapporto (Kb/Kos): fis-sato il rapporto degli spostamenti al limite ela-stico tra controvento e struttura, al crescere dellarigidezza del controvento deve crescere neces-sariamente anche la sua resistenza riducendocosì la richiesta di duttilità. Il gradiente dellecurve mostra inoltre che il rapporto delle rigi-dezze incide di più su edifici caratterizzati dabassa resistenza rispetto alla forza elastica diprogetto. Si osserva che nel caso di edifici conbassa resistenza rispetto alle sollecitazioni ela-stiche di progetto è possibile mantenere l’edifi-cio in campo elastico solo con controventi dirigidezza molto elevata (con rigidezza mag-giore di dieci volte quella dell’edificio).I risultati ottenuti in termini di rapporto di dutti-lità richiesta all’edificio con e senza controventi(Figura 11), per un valore prefissato di Kb/Kos,mostrano che, fissato un valore di δ, si ottieneuna richiesta di duttilità minore (frecce rosse)per edifici caratterizzati da elevata resistenza(Fy,os = 0.85 Fel). Inoltre si osserva che è neces-sario considerare valori di dy,b/dy,os maggiori

per strutture meno resistenti al fine di ottenere lastessa riduzione di duttilità richiesta su strutturecaratterizzate da resistenze diverse (frecceverdi). Si nota inoltre che tutte le curve presen-tano un punto di minimo: per le strutture piùresistenti si ha un punto di minimo per valori diδ compresi tra 0.25 e 0.5, mentre per telaimeno resistenti il punto di minimo si sposta incorrispondenza di valori di δ maggiori, al limitepari a 1. Questo risultato consente di stimare unintervallo di valori ottimali per il parametro δ.A conferma di tali osservazioni, si ritiene oppor-tuno considerare anche i risultati ottenuti in ter-mini di energia dissipata dal controvento (Figura12), per un valore prefissato del rapporto dellerigidezze, al variare delle caratteristiche di resi-stenza dell’edificio. Il grafico mostra che pervalori di δ compresi tra 0.2 e 0.5 si registra lamassima energia dissipata dal controventorispetto all’energia in ingresso nel sistema, valu-tata come integrale nel tempo del taglio alla baseper lo spostamento del terreno (Christopoulos &Filiatrault, 2006). Al massimo valore dell’energia38

Miglioramento e adeguamento sismico di edifici contemporanei

Figura 9Spettri elastici (ξ= 5%) degli

accelerogrammi artificialiutilizzati nelle analisi time

history.In rosso è riportato lospettro target ed in nero

tratteggiato è riportata lamedia degli spettri degli

accelerogrammi utilizzati.0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

Sd/g

0.000.00

0.20

0.30

T (s)

0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00 3.25 3.50 3.75 4.00

0.10

Figura 10Riduzione della richiesta dispostamento sulla struttura

originaria, µ, al variare delrapporto delle rigidezze tra

controvento e struttura.

3.253.50

δ = 0.5 T*os=1.5s

Fy,os=0.3 Fel

0.000.250.500.751.001.251.501.752.002.252.502.753.00

μ os

Kb/Kos

Fy,os=0.6 Fel

Fy,os=0.85 Fel

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0

dissipata dal controvento corrisponde tenden-zialmente il valore di δ ottimale. Si osserva che,fissata la rigidezza del sistema di controvento, lasua resistenza è proporzionale allo spostamentodi snervamento. I risultati mostrano che il contri-buto di resistenza fornito dal controvento di rin-forzo è maggiormente efficace per strutture esi-stenti deboli, caratterizzate da rapporti Fy,os/Felmolto minori dell’unità. Per strutture esistenti piùrobuste, un’eccessiva resistenza del controventoporta sollecitazioni elevate sulla struttura, con unbilancio non sempre favorevole in termini diriduzione della duttilità richiesta.

Oltre a controventi dissipativi collegati rigida-mente alla struttura esistente, è possibile utiliz-zare soluzioni che concentrano la dissipazionedi energia nei collegamenti tra l’edificio da rin-forzare e la struttura esterna (Figura 13), mentreil sistema di controventamento rimane sostan-zialmente elastico. In linea con i criteri di sostenibilità, tali collega-menti sono concepiti come elementi dissipativisostituibili nei quali concentrare l’eventualedanno prodotto dalle sollecitazioni sismiche, inmodo che le operazioni di ripristino, a seguito diun terremoto, possano limitarsi alla sola sostitu-

39

Progettazione Sismica

Figura 11Riduzione del danno sullastruttura originaria, µ, alvariare del rapporto deglispostamenti al limiteelastico.

Fy,os=0.3 Fel

Fy,os=0.6 Fel

Fy,os=0.85 Fel

0.60

0.80

1.00

1.20

0.00

0.20

0.40

δ = db,Y/dos,Y

0.00 0.25 0.50 0.75 1.00

Kb/Kos=2 T*os=1.5 sμ o

s, c

ontro

vent

ato/μ o

s, o

rigin

ario

Figura 12Energia dissipata dalcontrovento, normalizzataall’energia in ingresso nelsistema, al variare delrapporto deglispostamenti al limiteelastico δ.

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

ED(c

ontro

vent

o)

δ0 0.25 0.5 0.75 1

Kb/Kos=2 T*os=1.5 s

Fy,os=0.3 FelFy,os= 0.6 FelFy,os=0.85 Fel

Figura 13Schematizzazione delsistema SDOF nell’ipotesi dicollegamento dissipativo traedificio e controvento.

Kos

Kb

m*≈mos

KLINK

ϑu ϑu ϑu

zione di pochi elementi. I risultati ottenuti perquesta soluzione (Feroldi, 2014) mostrano unatendenza simile a quanto mostrato prima, in par-ticolare si osserva che è possibile raggiungere lostesso livello prestazionale con link rigidi e conlink dissipativi, ovvero la stessa richiesta di dutti-lità in termini di spostamento, per rigidezza deicollegamenti dissipativi maggiore di due volte larigidezza dell’edificio. Inoltre si osserva che, se ilcollegamento entra presto in campo non-lineare,per spostamenti molto più piccoli rispetto allosnervamento della struttura, esso sarà in gradodi dissipare maggior energia in virtù di unamaggiore escursione in campo plastico. A paritàdi spostamento, l’energia dissipata aumenta conla forza di snervamento del collegamento, che èproporzionale alla sua rigidezza.

4. Fattibilità della soluzione proposta:sistemi a più gradi di libertàUna volta verificata la fattibilità dell’interventomediante le analisi parametriche di sistemi a ungrado di libertà precedentemente descritte, sonostati considerati sistemi a più gradi di libertà. Aprescindere dalla scelta della tipologia di con-trovento, il sistema sismo-resistente adottato

dovrebbe essere in grado innanzitutto di linea-rizzare la distribuzione degli spostamenti richie-sti alla struttura da rinforzare, in modo da evi-tare localizzazioni del danno. Si dimostra cheesistono degli intervalli di rigidezza e di forza disnervamento del sistema di rinforzo per cui laforma modale e gli spostamenti di piano risul-tano lineari (Feroldi, 2014; Salvetti et al., 2014;Laffranchi et al., 2014).

4.1 Esempio di applicazione del doppio involu-cro ingegnerizzato a un edificio esistenteSi consideri, ad esempio, un telaio bidimensio-nale in calcestruzzo armato caratterizzato dadue campate di 6 m e quattro impalcati coninterpiano di 3 m. Le caratteristiche non linearidegli elementi che compongono il telaio, cosìcome i carichi applicati, sono riferite a un edifi-cio campione scelto come caso studio a valle diun’estesa analisi sul territorio del comune di Bre-scia riguardante gli edifici costruiti nel II dopo-guerra (Feroldi, 2014; Marini et al., 2014). Leanalisi effettuate (dinamica lineare e statica non-lineare) mostrano che nel telaio non controven-tato la richiesta di spostamento massima si con-centra alla base con conseguente formazione dipiano debole (Tabella 1a), con uno spostamento

Miglioramento e adeguamento sismico di edifici contemporanei

Tabella 1 - Confronto dei risultati ottenuti in termini di richiesta di rotazione massima delle cerniere plastiche (a, c), spostamento laterale nor-malizzato all’altezza dell’edificio (b) e drift di interpiano (d) nel telaio non controventato e nel telaio rinforzato con un setto di rigidezza costanteincastrato alla base e vincolato alla struttura con collegamenti rigidi.

2

3

4

Pian

i

0

1

Drift interpiano (mm/mm)

0 0.01 0.02 0.03 0.04

Telaio non rinforzato

Telaio rinforzato

ϑu ϑu ϑu

Spostamento/Altezza edificio (mm/mm)

0 0.01 0.02 0.03 0.04

2

3

4

Pian

i

0

1Telaio non rinforzato Telaio rinforzato

a. b.

c. d.

massimo in sommità, al raggiungimento dellarotazione ultima alla base, pari al 2.5% dell’al-tezza dell’edificio. Aggiungendo un setto di con-trovento di rigidezza costante, vincolato con col-legamenti di tipo biella rigida alla struttura, siosserva che è sufficiente una rigidezza del setto(Kb) pari al 30% di quella del telaio (Kos) perchélo spostamento laterale e il drift di interpiano deltelaio vengano linearizzati; a ciò consegue unadistribuzione del danno uniforme e una capa-cità di spostamento globale maggiore, come siosserva dai grafici b) e d) di Tabella 1. In que-sto caso si osserva che la rotazione ultima nellecerniere alla base del telaio è raggiunta in cor-rispondenza di uno spostamento massimo insommità pari al 3.8% rispetto all’altezza dell’e-dificio, capacità di spostamento maggiore diquella con edificio non controventato.La soluzione proposta è stata infine applicata aun edificio scelto come caso studio, rappresen-tativo della tipologia edilizia in esame. L’edificioè sito in Brescia, nella periferia a nord della

città, e fa parte di un complesso di quattro fab-bricati residenziali, realizzati nel 1972 (Figura14). Si tratta di un edificio residenziale costituito datre piani fuori terra e da un piano seminterrato;lo schema strutturale è a telaio a vista incemento armato ordito in una sola direzione,quella più lunga dell’edificio, con solai in latero-cemento e tamponamenti in laterizio a doppiafodera (12+8 cm) con intercapedine. Il solaiocostituisce, oltre ai telai d’estremità, l’unico col-legamento tra i telai paralleli. Lo studio deglielaborati originali di progetto, delle normative edella manualistica dell’epoca (Marini et al.,2014), unitamente alle analisi numeriche con-dotte (Feroldi, 2014; Salvetti et al., 2014; Laf-franchi et al., 2014), ha consentito di studiare lacapacità della struttura in termini di resistenza edeformazione. L’analisi statica non-lineare haevidenziato una ridotta capacità in termini dispostamento della struttura, legata principal-mente all’instaurarsi del fenomeno di “pilastro 41

Progettazione Sismica

Figura 14Comparto edilizio sito nellaperiferia a nord di Brescia(a) in cui sorge l’edificiocaso studio (b).

b.

a.

corto” per i pilastri tozzi posti alla base delprimo piano sulla facciata principale dell’edifi-cio (Figura 14b).L’analisi delle stratigrafie dell’involucro edilizio,cui fanno parte le chiusure opache esterne e iserramenti, nonché della dotazione impianti-stica, ha consentito di determinare le prestazionidell’edificio a livello energetico. Il bilancio ener-getico, valutato sia in regime statico che dina-mico (Zanardelli et al., 2014), ha messo in evi-denza il netto deficit a livello energetico dell’e-dificio: le problematiche maggiori sono legatealle ingenti dispersioni termiche attraverso lechiusure verticali opache e trasparenti, cui con-segue un’importante richiesta in termini di ener-gia primaria per il riscaldamento.Le analisi effettuate e le carenze evidenziate, siain ambito strutturale che energetico, hanno moti-vato lo studio e la progettazione strutturale deldoppio involucro. La larghezza di base dei settidi controvento è fissata a priori in base ai limitiimposti dai parametri urbanistici e costituisce ilpunto di partenza della progettazione; i settidevono rispettare la conformazione dell’edificioesistente e la loro disposizione in pianta deve

essere il più possibile regolare al fine di limitaregli effetti torsionali in caso di sisma. In partico-lare, i controventi sono integrati nel nuovo invo-lucro e disposti in direzione trasversale e longi-tudinale sul fronte sud, dove sono predisposte leserre solari, mentre sul fronte nord essi sono dis-posti in aderenza alla struttura (Figura 15). Infunzione della tipologia, ove necessario, si pro-cede al rinforzo dei solai esistenti per formareefficaci diaframmi di piano in grado di trasferirei carichi orizzontali agli elementi verticali resi-stenti al sisma. Per evitare interventi invasivi èpossibile valutare la realizzazione di un dia-framma di piano intradossale.Nel caso di collegamento rigido tra struttura esi-stente e setti di controvento esterni, gli sposta-menti indotti dal sisma sono gli stessi per le duestrutture. Sulla base dei risultati ottenuti dall’ana-lisi statica non-lineare, il dimensionamento deinuovi setti è effettuato imponendo come sposta-mento target lo spostamento al limite elastico(snervamento) per la struttura esistente ricavatosulla base dei risultati ottenuti dall’analisi staticanon-lineare, corrispondente a un drift del 0.2%.La soluzione adottata consiste in un sistema di

42

Miglioramento e adeguamento sismico di edifici contemporanei

Figura 15Pianta del piano tipo

dell’edificio oggetto distudio: in evidenza il

sistema di setti dicontrovento progettati e

integrati nel doppioinvolucro strutturale

(Abelli et al., 2014).

Figura 16Confronto tra lo

spostamento massimo cui èsoggetto l’edificio, prima edopo l’inserimento di setti

dissipativi, direzioneperpendicolare allo sviluppo

principale 2014(Salvetti et al., 2014).

-0.05

-0.04

-0.03

-0.02

-0.01

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0

Spos

tam

ento

(m)

Tempo (s)

Spostamento in sommità dell’edificio

Sistema rinforzato

Sistema non rinforzato

5 10 15 20

setti di controvento concentrici in acciaio ed èstata verificata tramite analisi dinamiche non-lineari: i risultati in termini di spostamento mas-simo sull’edificio dimostrano che il sistema dicontroventamento è in grado di mantenere l’edi-ficio entro lo spostamento massimo fissato in fasedi progetto. A titolo d’esempio si riporta la storiadi spostamento in sommità dell’edificio, nella suadirezione trasversale, ottenuta con analisi dina-mica non-lineare per uno degli accelerogrammidi progetto selezionati (Figura 16).In alternativa alla soluzione tradizionale di con-troventamento appena illustrata, è possibile otte-nere risultati analoghi introducendo degli ele-menti dissipativi in corrispondenza dei collega-menti tra la struttura esistente e il nuovo involu-cro. Anche in questo caso il criterio utilizzato infase di progetto si basa sulla scelta dello sposta-mento massimo cui l’edificio può essere sog-

getto: una volta nota la condizione limite tolle-rata nella struttura, si procede al predimensio-namento del sistema dissipativo. In accordo coni risultati ottenuti dalle analisi parametriche suisistemi a un grado di libertà illustrati preceden-temente (Feroldi, 2014), è possibile ricavare ivalori ottimali di progetto per i link dissipativiche consentono di mantenere l’edificio in campoelastico.Il progetto di riqualificazione energetica è fina-lizzato alla risoluzione del problema delle dis-persioni termiche attraverso l’installazione di unidoneo strato di coibentazione termica in gradodi eliminare anche il problema dei numerosiponti termici ad oggi presenti. Inoltre, poiché nelcaso specifico i vincoli urbanistici consentono laprogettazione del nuovo involucro con nuovivolumi fruibili dall’utenza su un lato dell’edificio,è proposta la realizzazione di serre solari e

Progettazione Sismica

Figura 17Esempio di una dellepossibili soluzioni tramitedoppio involucro strutturaleapplicata al caso studio: leimmagini si riferisconoall’edificio nello stato attuale(a) unitamente ai fotoinserimenti dell’edificiorinforzato con un sistema disetti di controvento esterni(b) opportunamente integratinel nuovo involucro (c) cheaccoglie serre solari e spazifiltro per la riqualificazioneenergetica; il rivestimentoesterno è realizzato tramitelastre in vetro serigrafate eregolabili in relazione allaradiazione solare allaSauerbruch & Hutton (Abelliet al, 2014; Zanardelli etal., 2014).

43

ambienti di controllo sulla facciata a sud. Gliesiti della simulazione effettuata sull’edificioprima e dopo l’intervento, in regime semi-sta-zionario e dinamico, evidenziano una riduzionedel consumo di energia primaria di circa il 70%e un notevole incremento degli apporti solariche dimezzano il fabbisogno necessario per lestagioni intermedie (Feroldi, 2014; Zanardelli etal, 2014). In Figura 17 si riportano le immaginidei foto-inserimenti dell’edificio caso studio chemostrano una delle possibili soluzioni per il dop-pio involucro strutturale.

5. ConclusioniIl lavoro presenta i primi risultati ottenuti all’in-terno dell’attività di ricerca in corso finalizzataallo studio di una tecnica di intervento in gradodi risolvere in modo integrato i ben noti deficitstrutturali ed energetici degli edifici con strutturain calcestruzzo armato costruiti nel II dopo-guerra. La soluzione mediante doppio involucrostrutturale è l’evoluzione degli interventi in “dop-pia pelle” proposti soprattutto in Europa per ilrecupero energetico degli edifici, integrando idispositivi per il consolidamento strutturale. Èpossibile operare il rinforzo strutturale con l’ag-giunta di setti o controventi sismo-resistentiesterni all’edificio che, integrati al nuovo involu-cro, possono superare i problemi di compatibi-lità formale con il costruito, anche attraverso l’u-tilizzo di speciali collegamenti dissipativi trastruttura esistente e involucro esterno.Al fine di valutare la fattibilità della soluzione

proposta è stata eseguita una campagna di ana-lisi parametriche su sistemi a un grado di libertàrappresentativi di una struttura rinforzata consistemi di controvento connessi tramite link rigidie link dissipativi. I risultati di tale indagine con-sentono di stimare i parametri progettuali delsistema dissipativo, per prefissati valori di dannosulla struttura da controventare. Sono stati consi-derati come parametri progettuali il rapportodegli spostamenti al limite elastico (δ) e il rap-porto delle rigidezze tra sistema di controvento estruttura esistente. Al fine di rappresentare ilmaggior numero di edifici esistenti in c.a., leproprietà elastiche dell’oscillatore-edificio(periodo proprio, massa e rigidezza elastica)sono dedotte sulla base della caratterizzazionetipologica di edifici realizzati nel II dopoguerra. Una volta verificata la fattibilità dell’interventomediante le analisi su sistemi semplici a ungrado di libertà, la soluzione è stata applicata aun edificio caso studio. Previa analisi dellacapacità di resistenza e di spostamento dell’edi-ficio, i setti di controvento sono progettati perchépossano integrarsi nel nuovo involucro, consen-tendo di mantenere l’edificio in campo elastico.Lo studio delle prestazioni energetiche dell’edifi-cio ha infine permesso di identificare i principalideficit e di orientare le scelte di riqualificazione.L’esempio applicativo mostra che solo una solu-zione progettuale di riqualificazione strutturalecongiunta a quella energetica consente di coor-dinare le operazioni e di ridurre al minimo ilrischio di interferenze nei lavori che possonoinficiare il risultato complessivo.

44

Miglioramento e adeguamento sismico di edifici contemporanei

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Progettazione Sismica

Gli AutoriDr. Ing. Francesca FeroldiHa conseguito la Laurea in Ingegneria Civile-Architet-tura nel 2010 ed il Dottorato in “Recupero di EdificiStorici e Contemporanei” nel 2014 presso l’Universitàdegli Studi di Brescia.Fra i temi di ricerca sviluppati, si segnala lo studiolegato agli aspetti tecnologici e strutturali negli edifici adoppia pelle nel contesto del recupero di edifici esi-stenti in cemento armato.

Dr. Ing. Alessandra MariniHa conseguito il Dottorato in “Progetto e conservazionedelle strutture” presso l’Università di Trieste e da maggio2013 è Professore Associato nel settore ICAR09 (Tecnicadelle costruzioni) presso l’Università degli Studi di Bergamo.È stata Research Associate nella Graduate School pressoil Civil Environmental and Structural Engineering Depart-ment della University of Colorado at Boulder, Colorado,USA (Tutor: Prof. E. Spacone). I principali temi di ricercariguardano l’analisi di vulnerabilità e gli interventi di miglio-ramento sismico di edifici storici e di edifici esistenti in c.a.È socia dello spin-off accademico Di.Mo.Re. e svolgeattività di consulenza specialistica strutturale nel settoredella riabilitazione.È Consigliere presso l'Ordine degli Ingegneri della pro-vincia di Brescia; coordinatore della CommissioneAggiornamento della Competenza Professionale e mem-bro delle Commissioni Innovazione e Trasferimento Tec-nologico e Protezione Civile.È referee per ASCE Journal of Structural Engineering,Journal of Historical Heritage e per ACI (American Con-crete Institute) Journal.

Dr. Ing. Andrea BelleriDopo aver conseguito la Laurea con lode in IngegneriaCivile presso l’Università di Brescia nel 2004 e il Dotto-rato in “Structural Engineering – Modeling, Preservationand Control of Materials and Structures” nel 2009 pressol’Università di Trento, è attualmente ricercatore presso ilDipartimento di Ingegneria dell’Università di Bergamo.La sua attività scientifica ha finora riguardato principal-mente lo studio di resine epossidiche finalizzato allo svi-luppo di modelli reologici, la valutazione della rispostasismica di strutture prefabbricate, il progetto basato suglispostamenti di strutture prefabbricate in c.a., lo studio disistemi di rocking e sistemi stabilizzanti alternativi, lo svi-luppo di dispositivi di dissipazione e smorzamento perstrutture prefabbricate esistenti e di nuova progettazione.Relatore di corsi di aggiornamento per professionisti erelatore a convegni nazionali ed internazionali, èautore di articoli su rivista ed a congresso.

Ing. Chiara PassoniÈ assegnista presso il Dipartimento di Ingegneria dell’U-niversità di Bergamo.

Prof. Paolo RivaÈ laureato in Ingegneria Civile (Politecnico di Milano,1984) ed ha conseguito un Dottorato in Ingegneria

Civile presso l’Università di Waterloo, Ontario, Canada(1988). Dal 1991 al 2001 è stato ricercatore di Tec-nica delle Costruzioni presso il Dipartimento di Ingegne-ria Civile dell’Università di Brescia. Dal 2001 al 2005ha ricoperto il ruolo di Professore Associato di Tecnicadelle Costruzioni nonché è Titolare, sin dal 1994, delCorso di "Costruzioni in Zona Sismica" presso la Facoltàdi Ingegneria dell'Università di Brescia. Dal 2005 è Pro-fessore Ordinario di Tecnica delle Costruzioni presso ilDipartimento di Progettazione e Tecnologie della Facoltàdi Ingegneria dell'Università di Bergamo, dove è titolaredei corsi di Progettazione di Strutture in c.a. e c.a.p. edi Costruzioni in Zona Sismica.Da ottobre 2009 il Prof. Riva è Preside della Facoltà diIngegneria delll'Università di Bergamo.È autore o co-autore di oltre 130 articoli pubblicati surivista internazionale o in atti di convegni internazionalie nazionali.I principali temi di ricerca riguardano: 1. comporta-mento sismico delle strutture in c.a., con particolare rife-rimento alle pareti strutturali ed alle strutture prefabbri-cate; 2. adeguamento sismico degli edifici storici; 3.analisi non-lineare delle strutture in c.a.; 4. comporta-mento al fuoco delle strutture in c.a..Il Prof. Riva è stato responsabile o coordinatore didiversi progetti di ricerca scientifici e tra industrie cheoperano nel settore delle Costruzioni e della Prefabbri-cazione ed il Dipartimento di Ingegneria Civile dell'U-niversità di Brescia prima ed il Dipartimento di Proget-tazione e Tecnologie dell'Università di Bergamo poi.

Dr. Ing. Marco PretiDal 2008 è Ricercatore (ICAR/09 - Tecnica delleCostruzioni) presso il Dipartimento di Ingegneria Civile,Architettura, Territorio, Ambiente e Matematica (DICA-TAM) dell’Università di Brescia.Dopo aver conseguito il Dottorato in Modellazione,conservazione e controllo delle strutture presso l’Univer-sità di Trento, è stato visiting Ph.D. student presso laUniversity of California, San Diego, per l’anno acca-demico 2003-04.I temi di ricerca che ha sviluppato concernono princi-palmente il comportamento sismico e la modellazionenon-lineare di strutture in calcestruzzo armato e in mura-tura, oltre al rinforzo e la riabilitazione strutturale di edi-fici esistenti. Agli studi teorici e analitici si affiancanosperimentazioni in laboratorio su elementi strutturali, ingenere in scala reale.È revisore scientifico per le riviste internazionali ACIStructural Journal, Materials and Structures, EarthquakeEngineering and Structural Dynamics.

Prof. Ezio GiurianiLaureato in Ingegneria Aeronautica (strutture) presso ilPolitecnico di Milan o nel 1971, Professore Ordinariodi Tecnica delle Costruzioni presso il Dipartimento diIngegneria Civile, Architettura, Territorio, Ambiente e diMatematica dell’Università di Brescia.Principali campi di ricerca: restauro di edifici storici,ripristino di solai in legno, rinforzo di volte in muraturae solai in legno, fessurazione e deformabilità di strutturein c.a., legame di aderenza acciaio-calcestruzzo.46

Miglioramento e adeguamento sismico di edifici contemporanei

Esperienza di lavori professionali riguardanti il restaurodi edifici storici: Convento di San Faustino (XV secolo),Convento di Santa Chiara (XVI secolo) e Palazzo dellaLoggia (XV-XVI secolo) di Brescia.Componente del Consiglio Superiore del Ministero deiLavori Pubblici dal 1990 al 1992, della CommissioneCEB (VI-Task Group 1 - Bond) dal 1982 al 1995 edell’ American Society of Civil Engineers (ASCE).

Prof. Giovanni PlizzariÈ Docente di Tecnica delle Costruzioni presso il Dipar-timento DICATA dell’Università di Brescia. La sua atti-vità di ricerca ha riguardato prevalentemente lo studiodel comportamento delle strutture in calcestruzzoarmato e dei materiali speciali per le applicazioni strut-turali, con particolare riferimento ai problemi di corro-sione delle armature.Negli ultimi anni l’attività ha riguardato prevalente-mente i calcestruzzi fibrorinforzati (FRC) per le applica-zioni strutturali (pavimentazioni industriali e strutture pre-fabbricate) e la possibilità di utilizzo delle fibre nei rive-stimenti di galleria. Le ricerche sono state prevalente-mente indirizzate allo studio del comportamento struttu-rale complessivo, ma hanno affrontato frequentementestudi di base finalizzati ad approfondire le conoscenzesui comportamenti locali più importanti.Il Prof. Plizzari è revisore di riviste scientifiche interna-zionali, tra le quali ASCE Journal of Structural Enginee-

ring, ASCE Journal of Engineering Mechanics; ASCEMaterials Journal; Engineering Fracture Mechanics,Engineering Structures, ACI Structural Journal, ACI Jour-nal of Materials, RILEM Materials and Structures. Partecipa attivamente ai più importanti Convegni Inter-nazionali dove è anche stato frequentemente membrodel comitato scientifico, ha presieduto sessioni dilavoro o ha tenuto “Keynote lectures”. E’ stato ed èattualmente coordinatore di numerosi progetti diricerca, è inoltre autore di numerose pubblicazioniscientifiche su rivista internazionale o atti di convegniinternazionali.Partecipazione a Commissioni Normative: 1 Unice-mento, normativa UNI 11039 per la classificazionedel calcestruzzo rinforzato con fibre di acciaio; 2RILEM –Hybrid Fibre Reinforced Concrete; 3 WG 11del TC 104 del CEN per la normativa Europea sullaclassificazione delle fibre di acciaio e polimeriche peril calcestruzzo; 4 UNI Ingegneria Strutturale (UNI-CIS/SC4), normativa “Progettazione, Esecuzione eControllo degli Elementi Strutturali in Calcestruzzo Rin-forzato con Fibre di Acciaio”, Progetto di norma UNI11188; 5 TG7 del WG3 del TC 229 del CEN per lanormativa su “Metallic Fibre Concrete”; 6 fib TG 8.3 –Fibre Reinforced Concrete; 7 CNR, “Istruzioni per laProgettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Strutturedi Calcestruzzo Fibrorinforzato (CNR-DT 204). È stato Presidente del Collegio dei Tecnici dell’Indu-strializzazione Edilizia (CTE).

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Progettazione Sismica

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