INDICE 1. PREMESSA MODELLO DI CALCOLO SUDDIVISIONE IN CORPI DI FABBRICA... 2

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2 INDICE 1. PREMESSA MODELLO DI CALCOLO SUDDIVISIONE IN CORPI DI FABBRICA PRESTAZIONI STRUTTURALI RICHIESTE AGLI SLE SISMICI AZIONE SISMICA SPETTRO DI PROGETTO PER LO SL DI OPERATIVITÀ SPETTRO DI PROGETTO PER LO SL DI DANNO SPOSTAMENTI DI INTERPIANO CORPO A SPOSTAMENTI ALLO SLO SPOSTAMENTI ALLO SLD SPOSTAMENTI DI INTERPIANO CORPI A1/A SPOSTAMENTI ALLO SLO SPOSTAMENTI ALLO SLD (file: OspSAndrea_RVS4_00) - pag. 1 -

3 1. PREMESSA La presente relazione illustra i risultati del calcolo degli spostamenti di interpiano degli edifici, strutturalmente indipendenti, che costituiscono la torre dell Ospedale Sant Andrea a Roma di seguito denominata Edificio A. All analisi dinamica modale (i cui risultati sono illustrati nella Relazione RVS3) sono stati associati gli spettri di progetto per gli stati limite di esercizio (SL di Operatività e SL di Danno) per il calcolo degli spostamenti relativi (drift) fra i piani. Oggetto della presente sono quindi le verifiche degli elementi strutturali in termini di contenimento del danno degli elementi non strutturali per entrambi gli stati limiti di esercizio sismici definiti dalla norma (DM ). 2. MODELLO DI CALCOLO Per la descrizione del modello di calcolo in particolare per gli aspetti maggiormente attinenti l analisi sismica si rimanda al paragrafo 2 della RVS3. Per tutti i dati di input ed output del calcolo svolto si rimanda ai tabulati di calcolo (relazioni RVS2). Di seguito si precisa esclusivamente l aspetto inerente la scelta, in tale fase di studio, di non ridurre la rigidezza degli elementi strutturali per stimare gli effetti della fessurazione all interno di un modello di calcolo lineare. La riduzione della rigidezza delle membrature, possibile sino al 50%, comporta l aumento di tutti i periodi propri e quindi, dato il ramo discendente dello spettro in accelerazione, una diminuzione dell azione sismica e, dato il ramo ascendente dello spettro in spostamento, un aumento degli spostamenti assoluti e di interpiano. La scelta di stimare la fessurazione, tramite una riduzione della rigidezza, tende quindi a sovrastimare (anche in modo significativo) gli spostamenti e a sottostimare le sollecitazioni. Stabilire a priori se e dove gli elementi resistenti si fessurino dipende dalla geometria, dalle armature, dalle caratteristiche dei materiali e soprattutto dalla sollecitazione assiale permanente agente nei pilastri. Nel caso in esame essendo di fronte ad un edificio con periodi propri già elevati e con sollecitazione assiale nei pilastri significativa si è ritenuto più opportuno non ridurre la rigidezza degli elementi strutturali. Una valutazione non aprioristica delle conseguenze della fessurazione può essere svolta solo con un calcolo non lineare a plasticità distribuita (elementi a fibre) nel quale la fessurazione è un risultato dell analisi e quindi non occorre introdurre preliminarmente rigidezze ridotte SUDDIVISIONE IN CORPI DI FABBRICA Al pari dello studio del comportamento dinamico (vedi paragrafo 2.1 della RVS3) il calcolo degli spostamenti di interpiano dell Edificio A (edificio con tipologia a torre) è stato svolto per ognuno dei tre corpi di fabbrica strutturalmente indipendenti di cui esso si compone. Sono stati quindi definiti due modelli di calcolo separati. Un primo modello per il corpo centrale (Corpo A2) ed un secondo modello per il Corpo A3 (corpo laterale di destra) i cui ultimi risultati, essendo i due corpi laterali pressoché simmetrici per distribuzione di rigidezze e masse, sono validi anche per il Corpo A1 (corpo laterale di sinistra). (file: OspSAndrea_RVS4_00) - pag. 2 -

4 3. PRESTAZIONI STRUTTURALI RICHIESTE AGLI SLE SISMICI L introduzione delle nuove norme tecniche opera il passaggio da una normativa a carattere prescrittivo ad una normativa a carattere prestazionale ovvero nella quale le prestazioni strutturali da conseguire vengono dichiarate. In particolare le prestazioni da assicurare in corrispondenza dei due stati limiti d esercizio sismici identificati dalle norme sono le seguenti: - «Stato Limite di Operatività (SLO): a seguito del terremoto la costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali, le apparecchiature rilevanti alla sua funzione, non deve subire danni ed interruzioni d'uso significativi; - Stato Limite di Danno (SLD): a seguito del terremoto la costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali, le apparecchiature rilevanti alla sua funzione, subisce danni tali da non mettere a rischio gli utenti e da non compromettere significativamente la capacità di resistenza e di rigidezza nei confronti delle azioni verticali ed orizzontali, mantenendosi immediatamente utilizzabile pur nell interruzione d uso di parte delle apparecchiature.» Per assicurare tali prestazioni occorre che la struttura risponda sostanzialmente in campo elastico al sisma da SL di danno ed, ancor di più, al sisma da SL di operatività. All interno della norma ciò si traduce nell utilizzo degli spettri elastici per gli SLE sismici come spettri di progetto, cioè non si impiegano diversamente dagli spettri di progetto allo SLU fattori di struttura di riduzione delle ordinate spettrali. La scelta di non far affidamento sulle risorse plastiche della struttura deriva dal fatto che l azione sismica da SL di danno, e maggiormente da SL di operatività, presenta un periodo di ritorno dello stesso ordine di grandezza della vita di riferimento dell edificio, ovvero è alta la probabilità che si verifichi all interno di tale vita di riferimento. Diversamente il sisma di progetto allo SL di salvaguardia della vita presenta un periodo di ritorno maggiore di un ordine di grandezza rispetto alla vita di riferimento dell edificio (ovvero è relativamente bassa la probabilità che si verifichi all interno della vita di riferimento) è quindi appropriato in tal caso far affidamento sulle risorse plastiche della struttura. Tenendo conto che all aumentare del periodo di ritorno aumenta l intensità dell azione sismica e della necessità di progettare nei limiti di un costo economicamente congruo, l impostazione normativa riepilogata mira, per sismi con probabilità di accadimento alta, alla protezione dell edificio e conseguentemente degli occupanti e, per sismi con probabilità di accadimento bassa, alla protezione degli occupanti consentendo un danneggiamento strutturale dell edificio. Nel caso in esame (edificio ospedaliero) occorre inoltre tenere conto della sua definizione di edificio strategico operata dalla OPCM 3274/2003 e confermata dalle successive DGR della Regione Lazio in materia sismica (DGRL 532/2006 e s.m.i., DGRL 387/2009). Ciò si traduce all interno delle nuove norme tecniche (DM ) sia in un raddoppio, rispetto ad un edificio normale, della vita di riferimento dell edificio e conseguentemente in un aumento dell intensità dell azione sismica di progetto per entrambi gli stati limite (ultimo e d esercizio) e sia nell introduzione di verifiche di sicurezza agli SL di esercizio sismici, non richieste negli edifici normali quali: - la verifica di resistenza degli elementi strutturali allo SL di danno; - la verifica di funzionalità degli impianti allo SL di operatività. (file: OspSAndrea_RVS4_00) - pag. 3 -

5 4. AZIONE SISMICA L azione sismica per gli stati limite considerati, ed anche la combinazione di questa con le altre azioni, ed il metodo di analisi sismica impiegato sono contenuti nei tabulati di calcolo (relazioni RVS2) e sono illustrati nella Relazione RVS3. Ai punti seguenti sono riportati, per maggiore chiarezza, gli spettri di progetto per gli stati limite di esercizio sismici SPETTRO DI PROGETTO PER LO SL DI OPERATIVITÀ Lo spettro di progetto allo SLO è lo spettro elastico definito in funzione della pericolosità sismica del sito di costruzione dell Ospedale Sant Andrea e riferito ad una probabilità di superamento dell 81% nella vita di riferimento dell edificio, pari a V R = 100 anni. Fig. 4.1 Spettro allo SLO SPETTRO DI PROGETTO PER LO SL DI DANNO Lo spettro di progetto allo SLD è lo spettro elastico definito in funzione della pericolosità sismica del sito di costruzione dell Ospedale Sant Andrea e riferito ad una probabilità di superamento del 63% nella vita di riferimento dell edificio, pari a V R = 100 anni. (file: OspSAndrea_RVS4_00) - pag. 4 -

6 Fig. 4.2 Spettro allo SLD. 5. SPOSTAMENTI DI INTERPIANO CORPO A2 Dapprima sotto l azione sismica da SL di operatività e, successivamente, sotto l azione sismica da SL di danno sono riportate in più chiara evidenza rispetto ai tabulati di calcolo gli spostamenti di interpiano delle aste in corrispondenza degli spigoli opposti (in basso a destra ed in alto a sinistra, vedi figura seguente) del corpo centrale dell edificio a torre. Fig. 5.1 Pianta corpo centrale con indicazione della aste di spigolo considerate. Nel caso in esame infatti, essendo valida l ipotesi di impalcato infinitamente rigido, i massimi spostamenti si verificheranno in corrispondenza dei telai piani esterni del Corpo A2 di cui, nelle fig. 5.2 e 5.3 seguenti, è riportato uno schema con in evidenza le aste in esame. (file: OspSAndrea_RVS4_00) - pag. 5 -

7 Fig. 5.2 Telaio piano trasversale di sinistra con indicazione dell asta di cui sono riportati i drift. Fig. 5.3 Telaio piano trasversale di destra con indicazione dell asta di cui sono riportati i drift. (file: OspSAndrea_RVS4_00) - pag. 6 -

8 5.1. SPOSTAMENTI ALLO SLO Delle aste (pilastri) di spigolo del corpo centrale nelle tabelle seguenti è riportato, per ogni piano, il rapporto fra l altezza netta di piano e lo spostamento relativo (drift) nelle combinazioni di carico più significative relative allo SL di operatività. CC3 CC6 CC9 CC ,26 0,91 1,84 1, ,28 0,92 1,85 1, ,31 0,95 1,87 1, ,32 0,95 1,85 1, ,31 0,95 1,80 1, ,26 0,91 1,71 1, ,18 0,87 1,58 1, ,98 0,74 1,29 1, ,05 0,78 1,38 1, ,92 0,70 1,27 1, ,88 0,66 1,20 1, ,77 0,58 1,05 0, ,57 0,44 0,75 0, ,28 0,23 0,35 0,32 Tab. 5.1 Spostamenti di interpiano dell asta di spigolo in basso a sinistra allo SL di operatività. CC3 CC6 CC9 CC ,10 0,66 1,56 1, ,14 0,67 1,58 1, ,18 0,69 1,61 1, ,20 0,70 1,61 1, ,20 0,71 1,57 1, ,16 0,70 1,49 1, ,08 0,67 1,37 1, ,86 0,56 1,08 0, ,94 0,63 1,17 1, ,94 0,60 1,19 1, ,93 0,57 1,15 1, ,82 0,51 1,02 0, ,61 0,40 0,75 0, ,29 0,23 0,37 0,34 Tab. 5.2 Spostamenti di interpiano dell asta di spigolo in alto a destra allo SL di operatività. Per l azione sismica da SL di operatività quindi lo spostamento relativo massimo d r,max risulta (file: OspSAndrea_RVS4_00) - pag. 7 -

9 pari a: d r,max = 1,87 cioè inferiore allo spostamento limite di ⅔ del 5 per mille (cioè 3,33 per mille) dell altezza di interpiano fissato dalle NTC 2008 per «tamponamenti collegati rigidamente alla struttura che interferiscono con la deformabilità della stessa» SPOSTAMENTI ALLO SLD Delle aste (pilastri) di spigolo del corpo centrale nelle tabelle seguenti è riportato, per ogni piano, il rapporto fra l altezza netta di piano e lo spostamento relativo (drift) nelle combinazioni di carico più significative relative allo SL di danno. CC2 CC5 CC8 CC ,53 1,11 2,25 2, ,56 1,12 2,26 2, ,59 1,15 2,28 2, ,61 1,16 2,26 2, ,59 1,15 2,20 2, ,53 1,12 2,09 1, ,44 1,06 1,93 1, ,18 0,90 1,57 1, ,28 0,95 1,67 1, ,13 0,87 1,56 1, ,08 0,81 1,48 1, ,95 0,71 1,29 1, ,69 0,54 0,92 0, ,33 0,27 0,43 0,39 Tab. 5.3 Spostamenti di interpiano dell asta di spigolo in basso a sinistra allo SL di danno. CC2 CC5 CC8 CC ,37 0,84 1,97 1, ,44 0,85 2,00 1, ,49 0,87 2,03 1, ,52 0,88 2,03 1, ,52 0,90 1,98 1, ,47 0,89 1,88 1, ,37 0,85 1,73 1, ,09 0,70 1,36 1, ,19 0,79 1,47 1, ,18 0,75 1,49 1, (file: OspSAndrea_RVS4_00) - pag. 8 -

10 98-2 1,03 0,64 1,27 1, ,75 0,49 0,94 0, ,36 0,26 0,45 0,40 Tab. 5.4 Spostamenti di interpiano dell asta di spigolo in alto a destra allo SL di danno. Per l azione sismica da SL di danno quindi lo spostamento relativo massimo d r,max risulta pari a: d r,max = 2,28 cioè inferiore allo spostamento limite del 5 per mille dell altezza di interpiano fissato dalle NTC 2008 per «tamponamenti collegati rigidamente alla struttura che interferiscono con la deformabilità della stessa». 6. SPOSTAMENTI DI INTERPIANO CORPI A1/A3 Dapprima sotto l azione sismica da SL di operatività e successivamente sotto l azione sismica da SL di danno sono riportate in più chiara evidenza rispetto ai tabulati di calcolo gli spostamenti di interpiano delle aste del corpo laterale di destra il cui numero è riportato nella figura seguente. Fig. 6.1 Pianta del corpo laterale di destra centrale con indicazione della aste considerate. Al pari del corpo centrale, essendo valida l ipotesi di impalcato infinitamente rigido, i massimi spostamenti si verificheranno, nel caso in esame, in corrispondenza dei telai piani trasversali più distanti dal nucleo in c.a. delle scale di cui, nelle fig. 6.2 e 6.3 seguenti, è riportato uno schema con in evidenza le aste in esame. Per completezza vengono illustrati inoltre i drift dall asta di spigolo in basso a destra (vedi fig. 6.4). Relativamente al telaio in corrispondenza del giunto, tale giunto è stato realizzato senza raddoppio dei pilastri in facciata ma tramite seggiole (vedi il paragrafo della RVS1), pertanto nello schema di fig. 6.2, estratto dal modello di calcolo del Corpo A3, non compaio (file: OspSAndrea_RVS4_00) - pag. 9 -

11 nella torre i pilastri di facciata. Fig. 6.2 Telaio piano trasversale di giunto con indicazione dell asta di cui sono riportati i drift. Fig. 6.3 Telaio piano trasversale interno con indicazione dell asta di cui sono riportati i drift. (file: OspSAndrea_RVS4_00) - pag. 10 -

12 Fig. 6.4 Telaio piano trasversale di destra con indicazione dell asta di cui sono riportati i drift SPOSTAMENTI ALLO SLO Delle aste (pilastri) di spigolo del corpo centrale nelle tabelle seguenti è riportato per ogni piano il rapporto fra l altezza netta di piano e lo spostamento relativo (drift) nelle combinazioni di carico più significative relative allo SL di operatività. CC3 CC6 CC9 CC ,47 1,01 1,67 1, ,52 0,98 1,91 1, ,54 0,97 2,09 1, ,57 0,95 2,20 1, ,63 0,93 2,29 1, ,64 0,93 2,26 1, ,50 0,90 2,05 1, ,11 0,84 1,33 1, ,17 0,92 1,26 1, ,34 0,73 1,86 1, (file: OspSAndrea_RVS4_00) - pag. 11 -

13 98-2 1,29 0,56 1,92 1, ,95 0,38 1,44 1, ,42 0,20 0,63 0,54 Tab. 6.1 Spostamenti di interpiano dell asta del telaio di giunto allo SL di operatività. CC3 CC6 CC9 CC ,45 1,00 1,55 1, ,50 0,97 1,77 1, ,53 0,95 1,92 1, ,55 0,93 2,02 1, ,59 0,91 2,09 1, ,59 0,91 2,06 1, ,47 0,89 1,88 1, ,12 0,83 1,.24 0, ,13 0,91 1,13 0, ,25 0,73 1,65 1, ,29 0,65 1,81 1, ,18 0,55 1,69 1, ,86 0,37 1,26 1, ,39 0,20 0,56 0,48 Tab. 6.2 Spostamenti di interpiano dell asta del telaio interno allo SL di operatività. CC3 CC6 CC9 CC ,15 0,94 0,89 0, ,14 0,91 0,93 0, ,15 0,89 0,97 0, ,15 0,87 1,00 0, ,13 0,84 1,00 0, ,08 0,80 0,97 0, ,00 0,75 0,89 0, ,87 0,71 0,69 0, ,87 0,76 0,62 0, ,81 0,52 0,85 0, ,75 0,41 0,89 0, ,66 0,32 0,81 0, ,45 0,21 0,59 0, ,21 0,12 0,28 0,23 Tab. 6.3 Spostamenti di interpiano dell asta di spigolo in basso a destra allo SL di operatività. (file: OspSAndrea_RVS4_00) - pag. 12 -

14 Per l azione sismica da SL di operatività quindi lo spostamento relativo massimo d r,max risulta pari a: d r,max = 2,29 cioè inferiore allo spostamento limite di ⅔ del 5 per mille dell altezza di interpiano fissato dalle NTC 2008 per «tamponamenti collegati rigidamente alla struttura che interferiscono con la deformabilità della stessa» SPOSTAMENTI ALLO SLD Delle aste (pilastri) di spigolo del corpo centrale nelle tabelle seguenti è riportato per ogni piano il rapporto fra l altezza netta di piano e lo spostamento relativo (drift) nelle combinazioni di carico più significative relative allo SL di danno. CC2 CC5 CC8 CC ,78 1,18 2,07 1, ,86 1,15 2,39 1, ,90 1,13 2,62 2, ,93 1,11 2,77 2, ,01 1,10 2,87 2, ,01 1,09 2,83 2, ,84 1,06 2,57 2, ,35 0,98 1,66 1, ,41 1,08 1,55 1, ,64 0,87 2,33 1, ,73 0,78 2,57 2, ,59 0,66 2,40 2, ,16 0,44 1,79 1, ,51 0,22 0,78 0,67 Tab. 6.4 Spostamenti di interpiano dell asta del telaio di giunto allo SL di danno. CC2 CC5 CC8 CC ,75 1,18 1,92 1, ,82 1,14 2,20 1, ,87 1,11 2,40 1, ,90 1,09 2,53 2, ,95 1,08 2,62 2, ,95 1,07 2,57 2, ,80 1,05 2,35 1, ,35 0,97 1,54 1, ,35 1,07 1,39 1, ,53 0,86 2,05 1,70 (file: OspSAndrea_RVS4_00) - pag. 13 -

15 99-1 1,58 0,77 2,26 1, ,45 0,65 2,10 1, ,05 0,43 1,56 1, ,46 0,22 0,69 0,59 Tab. 6.5 Spostamenti di interpiano dell asta del telaio interno allo SL di danno. CC2 CC5 CC8 CC ,39 1,11 1,08 0, ,38 1,07 1,14 0, ,39 1,05 1,20 0, ,40 1,03 1,23 0, ,37 0,99 1,24 0, ,31 0,94 1,20 0, ,21 0,88 1,10 0, ,04 0,83 0,84 0, ,05 0,89 0,75 0, ,99 0,61 1,07 0, ,92 0,49 1,11 0, ,80 0,41 1,01 0, ,54 0,26 0,73 0, ,25 0,14 0,34 0,28 Tab. 6.6 Spostamenti di interpiano dell asta di spigolo in basso a destra allo SL di danno. Per l azione sismica da SL di danno quindi lo spostamento relativo massimo d r,max risulta pari a: d r,max = 2,87 cioè inferiore allo spostamento limite del 5 per mille dell altezza di interpiano fissato dalle NTC 2008 per «tamponamenti collegati rigidamente alla struttura che interferiscono con la deformabilità della stessa». (file: OspSAndrea_RVS4_00) - pag. 14 -