206   Luglio - Agosto  2016
ISSN 2282-3794
STRUTTURE IN LEGNO DI GRANDE LUCE
Alcune considerazioni ingegneristiche sulla progettazione_PARTE 2
di
Roberto Crocetti
Division of Structural Engineering, Lund University
roberto.crocetti@kstr.lth.se

Il legno è un materiale strutturale che presenta ottime proprietà di resistenza e di rigidezza. Come esempio, si può menzionare che la resistenza meccanica specifica e la rigidità specifica del legno di abete, per trazione e compressione parallela alla fibratura, sono superiori a quelle di acciai al carbonio comunemente usati per uso strutturale. Questo è uno dei motivi principali per cui il legno risulta un materiale particolarmente adatto per la realizzazione di strutture di grande luce.
L’articolo fornisce una descrizione di forme strutturali sia tradizionali che innovative, adeguate per la realizzazione di strutture lignee di luce importante. L'accento è posto sulle strutture piane; tuttaviavengono date anche alcune indicazioni sulle strutture spaziali.
La seconda parte del presente articolo è la continuazione di “Alcune considerazioni sulla progettazione di strutture in legno di grande luce – Parte 1”, pubblicato su Structural 205_maggio/giugno2016. La Parte 2 dell’articolo tratta le strutture ad arco, le strutture funicolari e le strutture a cupola.

English version
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Some structural considerations for the design of large-span timber structures – PART 2

Timber is a structural material which has excellent strength and stiffness properties. As an example, it can be mentioned that the specific strength and the specific stiffness of spruce for tension and compression parallel to the grain – i.e. these mechanical properties divided by the material density – are superior to that of common structural steel grades. This is one major reason why timber is particularly suitable for large-span structures.
The paper gives a description of both traditional and innovative structural shapes which can be used for large buildings with timber as main load bearing material. Emphasis is put on planar structures; however, a brief discussion on spatial structures will also be presented.
Part 2 of this paper is the continuation of “Some structural considerations for the design of large-span timber structures – Part 1 “, Structural 205_maggio/giugno2016. This part gives an overview of arches, catenary structures and dome structures made of timber.

Effetti della pre-ossidazione delle armature nel calcestruzzo
Lo stato dell’arte
di
Luca Bertolini, 
Politecnico di Milano, Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta”
luca.bertolini@polimi.it
Maddalena Carsana
Politecnico di Milano, Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta”
maddalena.carsana@polimi.it

Le armature per calcestruzzo armato, in seguito ai processi di produzione, sono ricoperte da uno strato di scaglia di laminazione, cioè di ossidi prodotti ad alta temperatura, di colore grigio scuro. Quando le barre rimangono a lungo esposte all’atmosfera prima del getto del calcestruzzo, l’azione dell’umidità atmosferica può portare alla formazione di ossidi rosso-bruni (‘ruggine’) che progressivamente sostituiscono la scaglia. Mentre la scaglia, almeno per le normali armature di acciaio al carbonio, non è ritenuta dannosa e non viene rimossa, la presenza di ruggine viene spesso contestata in fase di accettazione, in quanto si teme che possa compromettere le prestazioni delle strutture in calcestruzzo armato. In realtà l’effettivo ruolo della pre-ossidazione atmosferica non è chiaro e non ci sono riferimenti normativi che possano aiutare nella risoluzione dei contenziosi. Questa nota riporta uno stato dell’arte sulle ricerche effettuate da diversi studiosi, con lo scopo di indagare il possibile ruolo della pre-ossidazione, soprattutto in relazione alla resistenza alla corrosione delle armature nel calcestruzzo. L’analisi della letteratura ha tuttavia mostrato che spesso autori diversi giungono a conclusioni contrastanti, soprattutto a causa del ricorso a metodologie di prova differenti, spesso accelerate, e poco realistiche. Emerge la necessità di studi che indaghino il fenomeno riproducendo le effettive condizioni di esposizione delle barre sia quando sono esposte all’atmosfera sia quando vengono a contatto con il calcestruzzo.

English version
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Effects of pre-rust of steel reinforcing bars in concrete – State of the art

Steel reinforcing bars, as a result of manufacturing process, are covered by a dark gray layer of mill scale, i.e. of oxides generated at high temperature. When the bars are exposed for long time in outdoor environments, before casting of the concrete, the atmospheric moisture can lead to the formation of red-brownish oxides ('rust'), which gradually replace the mill scale. While the mill scale, at least for ordinary carbon steel rebars, is not considered harmful and is not removed, the presence of rust is often questioned in the process of quality acceptance, because of the fear that it might compromise the durability performance of reinforced concrete structures. Actually, the real role of atmospheric pre-rust is not clear and there are no standard references that provide compliance criteria. This paper summarizes a state of the art based on research works carried out by several Authors, aimed at investigating the possible role of the pre-rust, especially in relation to the corrosion resistance of steel reinforcement in concrete. The analysis of the literature showed that different Authors come to conflicting conclusions, mainly because of the use of different test methods, often accelerated, and thus unrealistic. It highlights the need for studies aimed at studying the phenomenon by reproducing the actual exposure conditions of the bars when both are exposed to the atmosphere and are in contact with the concrete.

Valutazione integrata di edifici esistenti in c.a.
PRESTAZIONI SISMICHE E TERMICHE
di
Angelo Masi, 
Professore, Scuola di Ingegneria, Università degli studi della Basilicata - Potenza
angelo.masi@unibas.it
Vincenzo Manfredi, 
Ph.D., Scuola di Ingegneria, Università degli studi della Basilicata - Potenza
enzo.manfredi@alice.it
Andrea Digrisolo, 
Ph.D., Scuola di Ingegneria, Università degli studi della Basilicata - Potenza
andrea.digrisolo@unibas.it
Alessandro Laguardia
Dottorando, Scuola di Ingegneria, Università degli studi della Basilicata - Potenza
alessandro.laguardia@unibas.it

In Italia la maggior parte degli edifici in cemento armato ad uso residenziale è stata realizzata prima degli anni ’80 e, rispetto alle attuali norme, presenta notevoli carenze sia dal punto di vista della sicurezza sismica che dal punto di vista dell’isolamento termico. Nell’ambito di un approccio integrato degli interventi, in grado cioè di migliorare contemporaneamente le prestazioni sismiche e l’efficienza energetica, è fondamentale partire da una attenta valutazione di entrambi i deficit, sismico e termico.
Per definire operativamente le modalità di svolgimento del processo di valutazione, nel presente lavoro sono stati analizzati due edifici reali rappresentativi dell’edilizia residenziale degli anni '50 e '60. Per tali edifici è stata eseguita una valutazione integrata che ha permesso di evidenziare il deficit di protezione sismica e termica rispetto ai valori limite previsti nelle normative vigenti. Ciò ha permesso di evidenziare il ruolo fondamentale assunto dalle tamponature, poiché esse influenzano significativamente sia le dispersioni termiche dell’involucro edilizio sia la risposta sismica delle strutture. Inoltre, si è evidenziato come la valutazione integrata rappresenti il punto di partenza essenziale per definire interventi efficaci sull'involucro edilizio che conseguano unitariamente il miglioramento delle prestazioni energetiche e sismiche di strutture intelaiate in c.a.

English version
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THERMAL AND SEISMIC PERFORMANCES
Application to Italian RC residential buildings

Most of the Italian residential buildings was realized before 1980 and, therefore, they suffer significant deficit of both seismic safety and thermal insulation with respect to the performances required by current codes. To effectively rehabilitate these buildings techniques able to achieve multiple performancesby working within an integrated approach are required. The first step of such an approach is an accurate assessment of the current deficit. To this purpose, two real buildings representative of the ‘50s and ‘60s Italian building stock have been selected and both thermal and seismic performances have been evaluated by adopting an integrated assessment. The role of infills has been primarily emphasized accounting for their key role in thermal insulation as well as in seismic behavior. The importance of performing an integrated assessment has been highlighted as it represents the starting point to define rehabilitation techniques able to improve both seismic and thermal performance in RC framed buildings.

Nodi trave-colonna in calcestruzzo armato FRC
Analisi numerica
di
Leandro Candido, 
Dottorando - Ingegneria dei Materiali e delle Strutture, Università del Salento
leandro.candido@unisalento.it
Marta Aloisi, 
Ingegnere Civile, Università del Salento
marta.aloisi90@gmail.com
Francesco Micelli
Professore Associato - Tecnica delle Costruzioni, Università del Salento
francesco.micelli@unisalento.it

Il presente articolo presenta l'analisi numerica della risposta meccanica di nodi trave-colonna interni con regione di pannello in calcestruzzo armato ordinario o fibrorinforzato, sottoposti ad azione sismica di tipo ciclico. Su tali nodi è stata condotta una analisi agli elementi finiti di tipo non lineare con modelli 3D. I nodi sono stati sottoposti ad una storia di carico ciclica combinata con un'azione assiale costante sulla colonna rappresentante i carichi gravitazionali presenti all’atto del sisma. Nella prima parte dell'articolo si descrive come i nodi siano stati inizialmente calibrati tramite l'uso di dati provenienti da sperimentazioni precedenti. Nella seconda parte, invece, si è proceduto con lo studio parametrico degli stessi, variandone parametri geometrici e meccanici quali il passo delle staffe, la resistenza caratteristica a compressione del calcestruzzo, la tipologia di armatura trasversale. Per ognuno dei casi analizzati si è costruito il diagramma taglio-spostamento relativo alla colonna, il diagramma momento-curvatura in specifiche sezioni di controllo della trave ed il quadro fessurativo della regione di pannello.
Gli esiti di tali indagini hanno dimostrato le migliori performance dei calcestruzzi fibrorinforzati in termini di resistenza, duttilità e capacità di dissipare energia rispetto al calcestruzzo ordinario. Oltretutto, l'uso di calcestruzzi fibrorinforzati in nodi trave-colonna consentirebbe una riduzione del quantitativo di armatura trasversale impiegato, mitigando l'effetto di congestione dovuto alle prescrizioni normative più recenti.

English version
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Numerical analysis of HPFRC beam-column joints

This paper presents the outcomes of a numerical campaign focused on the mechanical response of four-way beam-column joints with panel regions casted with either ordinary reinforced concrete or fiber-reinforced concrete. 3D nonlinear finite element analyses are performed. Beam-column joints were subjected to reversed-cyclic loading, combined with a constant axial force on the column representing the gravity loads. First, the numerical models of joints have been calibrated using exiting experimental data. Then, a parametric study was carried out varying geometrical and mechanical parameters such as stirrup spacing, compressive strength of concrete, number of stirrups, single or double. For each case, load-deflection diagram, moment-curvature diagram in control cross-sections and crack pattern in the panel region have been detected and analyzed.
The results of these investigations show the improved performance of fiber-reinforced concrete in terms of strength, ductility, damage tolerance and ability to dissipate energy. Moreover, the use of fiber-reinforced concrete in beam-column joints allows for higher stirrup spacing, thus avoiding possible congestion induced by design codes and guidelines.

LA NORMA ISO 16311-1
“Maintenance and repair of concrete structures-General principles”
di
Colombo Zampighi
Ingegnere, Lead Auditor ICMQ, ACI Member, Socio ATE
czampighi@iol.it

L’ISO International Organization for standardization tramite i suoi competenti Comitati tecnici sta portando avanti un’ampia ed importante attività normativa nell’ambito dell’affidabilità, durabilità e manutenzione delle strutture in calcestruzzo.
La ISO 16311-1 è la prima di quattro norme dedicate alla manutenzione delle strutture in calcestruzzo emesse nel 2014 a cura Sottocomitato 7 -manutenzione e riparazione delle strutture in calcestruzzo -dell’ISO/TC 71-calcestruzzo, calcestruzzo armato e precompresso-.
Questa norma riguarda le strutture esistenti ma i suoi contenuti sono utili anche per la progettazione delle nuove per le quali risulta oltremodo utile e complementare la ISO 16204:2012 “Durability-Service life design of concrete structures”.
La ISO 16311-1 definisce i contenuti della procedura di manutenzione che comprende: piano di manutenzione, accertamenti e riparazioni ed azioni correttive.
Questa parte fornisce un quadro completo che oltre ad includere un’esauriente terminologia delinea le interrelazioni fra le varie attività consentendo un’immediata comprensione di tutti i processi che interessano la manutenzione delle strutture in calcestruzzo.
Indice, terminologia e capitoli introduttivi sono consultabili su www.iso.org.obp.
Accertamenti, riparazioni, prevenzione ed azioni correttive sono poi approfonditi dalle altre parti ISO 16311-2-3-4.
Il focus della ISO 16311-1 è la pianificazione ed organizzazione delle attività di manutenzione che non può prescindere da professionalità competenti e specifiche.
Il presente articolo fornisce un ampio sommario della norma senza approfondire gli aspetti trattati più in dettaglio nelle altre parti.

English version
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ISO 16311-1 “Maintenance and repair of concrete structures-General principles”

ISO International Organization for standardization trough its competent Technical Committees is carrying out a wide and important activity on reliability, durability and maintenance of concrete structures.
ISO 16311-1 is the first of four Standards concerning the maintenance of concrete structures issued in 2014 by the STC 7 – maintenance and repair of concrete structures- of ISO/TC71-concrete, reinforced and prestressed concrete-.
This Standard deals with existing structures but its contents are useful also for the design of new structures ; maintenance design requirements for theseones should take in consideration ISO 16204:2012 “Durability-Service life design of concrete structures” too.
ISO 16311-1 defines and describes a general maintenance procedure including: maintenance plan, assessments, repairs and prevention.
This part of ISO 16311 gives a complete picture including terms and definitions; all relevant interrelations are enlighted providing an immediate comprehension of all processes involved in concrete structures maintenance.
Contents, introduction, scope, terms and definitions and introducing are available on www.iso.org.obp.
Assessment, repair, prevention and remedial actions are dealt in detail in ISO 16311-2-3-4.
Planning and organization of maintenance activities are the focus of ISO 16311-1: they need specific professional skills.
This article gives a summary of the Standard without many details of parts covered by ISO 16311-2-3-4.