Davino, Antonio (2024) Esoscheletri leggeri in acciaio per il retrofit integrato di edifici in C.A.: metodologia di progetto e applicazioni numeriche. [Tesi di dottorato]

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Abstract

Il calcestruzzo, nonostante sia ampiamente utilizzato nelle costruzioni, presenta una vulnerabilità sismica significativa legata a fattori quali la qualità dei materiali, le tecniche costruttive e il rispetto delle normative. Al contempo, l'efficienza energetica degli edifici esistenti rappresenta una priorità crescente per ridurre consumi ed emissioni. Questa tesi si concentra sul sistema Resisto 5.9 Tube, un innovativo cappotto sismico sviluppato e brevettato da Progetto Sisma Srl, che coniuga il miglioramento delle prestazioni sismiche con un significativo incremento dell’isolamento termico. Il sistema integra telai controventati in acciaio, ancorati chimicamente alla struttura esistente, con pannelli isolanti che ottimizzano l’efficienza energetica, proponendosi come una soluzione integrata per la riqualificazione sismica ed energetica. La metodologia progettuale proposta prevede il predimensionamento delle diagonali in acciaio, calibrando l'intervento in base alle caratteristiche della struttura esistente. La progettazione del sistema di rinforzo controventante si fonda su una valutazione preliminare dell’edificio da rafforzare, tenendo conto di aspetti quali il livello di protezione richiesto, la regolarità geometrica in pianta e in altezza, il numero e la disposizione delle aperture, il comportamento dissipativo del sistema e altri fattori rilevanti. Il processo progettuale parte da un’analisi statica non lineare della struttura esistente, fornendo indicazioni utili per definire le caratteristiche geometriche e meccaniche del sistema controventante e la sua distribuzione lungo l’edificio, migliorandone il comportamento sismico globale. Determinata l’area delle diagonali e la disposizione degli elementi di rinforzo sulle facciate, viene eseguita una modellazione strutturale FEM dell’edificio post-intervento. La verifica degli elementi e dei collegamenti del sistema Resisto 5.9 Tube avviene conformemente alle prescrizioni delle NTC 2018, sulla base delle sollecitazioni calcolate attraverso il software di analisi impiegato. Per ridurre la complessità computazionale, è stato sviluppato un approccio semplificato che utilizza diagonali equivalenti integrate con coefficienti correttivi, al fine di stimare con precisione le sollecitazioni strutturali. Il sistema Resisto 5.9 Tube è stato applicato a un caso studio reale, un edificio in calcestruzzo armato degli anni ’70 situato in Italia, dimostrando un miglioramento delle prestazioni sismiche con un incremento della resistenza al taglio fino al 27,5% e un avanzamento della classe di rischio sismico da F a E. Contestualmente, i pannelli isolanti consentono di ridurre le dispersioni termiche, garantendo un significativo risparmio energetico. La combinazione di sicurezza sismica ed efficienza energetica evidenzia il potenziale del sistema Resisto 5.9 Tube come soluzione innovativa per la riqualificazione sostenibile del patrimonio edilizio, migliorando le prestazioni strutturali, energetiche ed ecologiche.

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