PROVINCIA DI MODENA COMUNE DI BOMPORTO

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1 PROVINCIA DI MODENA COMUNE DI BOMPORTO RICOSTRUZIONE, RIPRISTINO CON MIGLIORAMENTO SISMICO, O DEMOLIZIONE E RICOSTRUZIONE DI EDIFICI E UNITA IMMOBILIARI CHE HANNO SUBITO DANNI GRAVI A SEGUITO DEGLI EVENTI SISMICI DEL 20 E 29 MAGGIO 2012 LIVELLO OPERATIVO: E1 COMMITTENTE: Mazzali Felice foglio N.C.E.U. n 19, p.lla n 75 sub 2 FABBRICATO C VALUTAZIONE VULNERABILITÀ SISMICA PROGETTISTI ARCHITETTONICI: ARCH. DAVIDE CAVAZZONI PEDERZINI AGR. DOMENICO VINCENTI PROGETTISTA STRUTTURALE: ING. ILARIO LORI D.L. ARCHITETTONICO: ARCH. DAVIDE CAVAZZONI PEDERZINI D.L. STRUTTURALE: AGR. DOMENICO VINCENTI 1

2 VALUTAZIONE DELLA VULNERABILITÀ CRITERI DI VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA DELLA STRUTTURA Il D.M. 14/01/08 Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC), al punto 8.3 "Valutazione della Sicurezza", definisce i criteri per una valutazione della sicurezza di un immobile esistente. Le costruzioni esistenti devono essere sottoposte a valutazione della sicurezza quando ricorra una seguenti situazioni: 1. riduzione evidente della capacità resistente e/o deformativa della struttura o di alcune sue parti dovuta ad azioni ambientali (sisma, vento, neve e temperatura), significativo degrado e decadimento caratteristiche meccaniche dei materiali, azioni eccezionali (urti, incendi, esplosioni), situazioni di funzionamento ed uso anomalo, deformazioni significative imposte da cedimenti del terreno di fondazione; 2. provati gravi errori di progetto o di costruzione; 3. cambio della destinazione d.uso della costruzione o di parti di essa, con variazione significativa dei carichi variabili e/o della classe d.uso della costruzione; 4. interventi non dichiaratamente strutturali, qualora essi interagiscano, anche solo in parte, con elementi aventi funzione strutturale e, in modo consistente, ne riducano la capacità o ne modifichino la rigidezza. La valutazione della sicurezza deve permettere di stabilire tre possibili situazioni: - l'uso della costruzione possa continuare senza interventi; - l'uso debba essere modificato (declassamento, cambio di destinazione e/o imposizione di limitazioni e/o cautele nell'uso); - sia necessario procedere ad aumentare o ripristinare la capacità portante. La valutazione della sicurezza dovrà effettuarsi ogni qual volta si eseguano gli interventi strutturali di cui al punto 8.4 NTC (adeguamento e miglioramento), e dovrà determinare il livello di sicurezza prima e dopo l'intervento. La Circolare del 2 febbraio 2009 n. 617 del Ministero Infrastrutture e dei Trasporti "Istruzioni per l'applicazione 'Norme Tecniche Costruzioni' di cui al D.M. 14 gennaio 2008" ribadisce e chiarisce alcuni aspetti al punto C8.3 "Valutazione della sicurezza". Le NTC individuano due grandi categorie di situazioni nelle quali è obbligatorio effettuare la verifica di sicurezza, essendo entrambe le categorie comunque riconducibili ad un significativo peggioramento condizioni di sicurezza iniziali o di progetto secondo la normativa dell'epoca della costruzione: - variazioni, improvvise o lente, indipendenti dalla volontà dell.uomo (ad esempio: danni dovuti al terremoto, a carichi verticali eccessivi, a urti, etc., danni dovuti a cedimenti fondali, degrado 2

3 malte nella muratura, corrosione armature nel c.a., etc., errori progettuali o esecutivi, incluse le situazioni in cui i materiali o la geometria dell.opera non corrispondano ai dati progettuali); - variazioni dovute all'intervento dell'uomo, che incide direttamente e volontariamente sulla struttura (v. 8.4 NTC) oppure sulle azioni (ad esempio: aumento dei carichi verticali dovuto a cambiamento di destinazione d.uso), o che incide indirettamente sul comportamento della struttura (ad esempio gli interventi non dichiaratamente strutturali, discussi nel 8.2 NTC). Le modalità di verifica dipendono dal modo in cui tali variazioni si riflettono sul comportamento della struttura: - variazioni relative a porzioni limitate della struttura, che influiscono solo sul comportamento locale di uno o più elementi strutturali o di porzioni limitate della struttura (v. anche 8.4 NTC); - variazioni che implicano sostanziali differenze di comportamento globale della struttura. Nel primo caso la verifica potrà concernere solamente le porzioni interessate dalle variazioni apportate (ad esempio la verifica relativa alla sostituzione, al rafforzamento o alla semplice variazione di carico su un singolo campo di solaio potrà concernere solo quel campo e gli elementi che lo sostengono). Nel secondo caso, invece, la verifica sarà necessariamente finalizzata a determinare l'effettivo comportamento della struttura nella nuova configurazione (conseguente ad un danneggiamento, ad un intervento, etc.). 1.p.1) Stato attuale Viene determinata la vulnerabilità sismica dell edificio attraverso la modellazione numerica dei meccanismi di collasso, utilizzando l analisi cinematica lineare. Tipo analisi Analisi cinematica lineare Verifiche Verifiche meccanismi di collasso PGA,rif (per suolo tipo C) PGA,collasso IR = PGA,slv / PGA, collasso Tab. Sintesi risultati MECCANISMO DI COLLASSO: parete muraria Dall analisi del quadro fessurativo si riscontra un principio di attivazione di un meccanismo di ribaltamento della parete posta sul prospetto nord-ovest dell edificio. 3

4 Fig. Indicazione del meccanismo di collasso oggetto di verifica Si procede alla valutazione del moltiplicatore orizzontale dei carichi a0 di attivazione di tale meccanismo e della relativa PGA. DATI DI CALCOLO: Muratura: muratura in mattoni pieni e malta di calce P.S. 18 kn/mc; Solai di copertura: solaio in legno e tavolato - Perm. Strutt kn/mq - Perm. Port kn/mq - Variabile: 1.2 kn/mq (Neve) - Carichi di cui sopra combinati allo SLV: 1 x 0.55 kn/mq+1 x 0.8 kn/mq = 1.35 kn/mq 4

5 Fig. Prospetto Nord- ovest - Geometria della parete oggetto di ribaltamento Fig. pianta piano terra - Geometria della parete oggetto di ribaltamento 5

6 Considerando un area di influenza della parete sul solaio di copertura pari a 4.5mq, viene calcolato il carico concentrato trasmesso dal solaio di copertura (Ps1): - Ps1= 1.35 kn/mq x 4.50 mq = 6.1 kn Elevazione Quota del sottofinestra [m] Quota del soprafinestra [m] Larghezza della fascia sottofinestra al netto aperture [m] Larghezza della fascia intermedia al netto aperture [m] Larghezza della fascia soprafinestra al netto aperture [m] Altezza fasce murarie GEOMETRIA DELLA FACCIATA (*) Larghezza fasce murarie Peso specifico della muratura g i [kn/m 3 ] Arretramento della cerniera attorno alla quale avviene il ribaltamento rispetto al lembo esterno della parete [m] CARATTERIZZAZIONE GEOMETRICA DEI MACROELEMENTI DATI INIZIALI Elevazione Spessore della parete al piano i- s i [m] Altezza di interpiano al piano i- h i [m] Braccio orizzontale del carico del solaio al piano i- rispetto alla cerniera cilindrica d i [m] Braccio orizzontale dell'azione di archi o volte al piano i- rispetto alla cerniera cilindrica d Vi [m] Quota del punto di applicazione di azioni trasmesse da archi o volte al piano i- h Vi [m] Quota del baricentro della parete al piano i- y Gi [m] Quota del baricentro della parete al piano i- (**) y Gi [m] Elevazione Peso proprio della parete al piano i- W i [kn] Peso proprio della parete al piano i- (**) W i [kn] Carico trasmesso dal solaio al piano i- P Si [kn] AZIONI SUI MACROELEMENTI Spinta statica della copertura P H [kn] Componente verticale della spinta di archi o volte al piano i- F Vi [kn] Componente orizzontale della spinta di archi o volte al piano i- F Hi [kn] Azione del tirante al piano i- T i [kn] MOMENTO DELLE AZIONI STABILIZZANTI DATI DI CALCOLO Peso proprio pareti Carico dei solai Azione di archi o volte Azione dei tiranti MOMENTO DELLE AZIONI RIBALTANTI Inerzia pareti Inerzia dei solai Inerzia di archi o volte Spinta statica di archi o volte Spinta statica della copertura MOLTIPLI- CATORE a 0 Valore di a 0 Fattore di Confidenza FC Massa partecipante M* Frazione massa partecipante e* Accelerazione spettrale a 0 * [m/sec 2 ] N.C N.C N.C N.C. - N.C N.C. 6

7 CALCOLO DELLE PGA PER LA VERIFICA DELLO STATO LIMITE DI SALVAGUARDIA DELLA VITA CIRCOLARE N. 617 DEL ISTRUZIONI PER L'APPLICAZIONE DELLE NTC PARAMETRI DI CALCOLO Fattore di struttura q Coefficiente di amplificazione topografica S T Categoria suolo di fondazione PGA di riferimento a g (P VR ) [g] Fattore di amplificazione massima dello spettro F O Periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro T C * [sec] Fattore di smorzamento h Altezza della struttura H [m] Coefficiente di amplificazione stratigrafica S S Coefficiente C C Fattore di amplificazione locale del suolo di fondazione S Numero di piani dell'edificio N Coefficiente di partecipazione modale g Primo periodo di vibrazione dell'intera struttura T 1 [sec] C Baricentro linee di vincolo Z [m] y(z) = Z/H a g(slv) (C8A.4.9) S e (T 1 ) (C8A.4.10) PGA-SLV a g(slv) min(c8da.4.9; C8A.4.10) Il fattore di accelerazione (fa,slv) è definito dal rapporto tra l accelerazione al suolo che porta al raggiungimento dello stato limite di salvaguardia della vita (aslv) e quella corrispondente al periodo di riferimento (ag,slv), entrambe riferite alla categoria di sottosuolo A: a f a, SLV 0. 3 a SLV Fattore di accelerazione: g, SLV dove: aslv è il minimo valore tra la capacità in termini di accelerazioni per azioni di fuori piano e quelle di piano. 1.p.2) Stato di progetto Le verifiche del nuovo edificio in c.a. sono state eseguite mediante analisi dinamica lineare con spettro di risposta. TIPO DI ANALISI Analisi dinamica lineare VERIFICHE CONDOTTE Verifica della struttura in termini di resistenza (SLV) e deformabilità (SLD) 7

8 Fig. Esito verifiche degli elementi strutturali Si precisa che le verifiche eseguite in automatico dal programma di calcolo, sono effettuate nel pieno rispetto della gerarchia resistenze e del Par NTC2008. PROGETTISTI ARCHITETTONICI: ARCH. DAVIDE CAVAZZONI PEDERZINI AGR. DOMENICO VINCENTI PROGETTISTA STRUTTURALE: ING. ILARIO LORI D.L. ARCHITETTONICO: ARCH. DAVIDE CAVAZZONI PEDERZINI D.L. STRUTTURALE: AGR. DOMENICO VINCENTI 8