RICERCA 2011
COPERTURE SCATOLARI ANTISISMICHE
Ezio Giuriani , 
Professore Ordinario di Tecnica delle Costruzioni, DICATA, Università di Brescia
Alessandra Marini
Ricercatore di Tecnica delle Costruzioni, DICATA, Università Di Brescia
Structural 169 | Giugno - Agosto  2011

Nel presente articolo viene presentata una tecnica di rinforzo per la trasformazione delle falde di copertura in diaframmi antisismici che formano una struttura scatolare atta a raccogliere e trasferire l’azione sismica alle pareti resistenti ai carichi orizzontali. La copertura scatolare forma una sorta di coperchio all’edificio in muratura che si oppone all’attivazione dei meccanismi di ribaltamento fuori-piano delle pareti e consente di attivare un comportamento scatolare globale dell’edificio. I diaframmi possono essere formati con pannelli di legno multistrato, mutuamente connessi e vincolati alle pareti perimetrali, posizionati all’estradosso dell’assito di copertura, senza modificarne in maniera apprezzabile la geometria. La tecnica proposta è completamente a secco, leggera, reversibile e minimamente invasiva e può essere efficacemente impiegata anche nelle nuove costruzioni. Unitamente alla presentazione della soluzione tecnica e tecnologica, nell’articolo viene proposto un modello di calcolo semplificato che, oltre a consentire l’analisi del ruolo statico di ogni componente della copertura scatolare, può essere impiegato per il dimensionamento degli elementi principali e per la verifica dei risultati ottenuti con metodi di calcolo avanzati, quali gli elementi finiti. È inoltre proposto un modello analitico per la valutazione della deformabilità e per il calcolo degli spostamenti della copertura scatolare, importante per le applicazioni dove risulti particolarmente stringente il controllo di spostamento. La tecnica illustrata è stata applicata negli interventi di miglioramento sismico di alcuni edifici monumentali in Italia. Un caso studio e la discussione dei principali criteri progettuali per l’applicazione della tecnica concludono il presente lavoro.

ARGOMENTO:  SEISMIC - SISMICA,TIMBER engineered wood products - LEGNO tecnologie e applicazioni
PAROLE CHIAVE: miglioramento sismico, edifici storici, coperture in legno, copertura scatolare, diaframmi di falda
Abstract
x
Anti-seismic roof box-structures

A wooden roof strengthening technique aimed at transforming the roof pitches into anti-seismicshear resisting diaphragms is presented in this paper. Shear diaphragms gather and transfer the seismic loads to the shear resisting walls. The roof box structure forms a sort of “cover” of the masonry building, which avoids the overturning of the walls undergoing out-of-plane loads, and which allows triggering a global box structure behavior. Plywood diaphragms are built on top of the existing structures without significantly modifying the roof overall layout. The proposed strengthening technique is lightweight, mainly reversible, minimally impairing of the building integrity, and can be easily applied for the construction of anti-seismic wooden roofs in new buildings. A simplified design approach, which allows identifying the static role of each structural element, is presented in this paper. The approach can be adopted to validate the results obtained by means of advanced analytical methods, such as the finite element method. An analytical method for the estimate of the box structure displacements, as well as a short digression on the displacement control requirements are also illustrated. The diaphragm technique was recently applied for the anti-seismic retrofit of some monumental buildings in Italy. A case study, as well as the basic design criteria for applying this technique are presented in this paper.

KEYWORDS: Seismic strenghtening, historical buildings, wooden roof, roof box-structure, roof pitches diaphragms
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