Terremoti: sicurezza nei luoghi di lavoro

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1 Terremoti: sicurezza nei luoghi di lavoro Costruzioni in cemento armato antisismiche - adeguamento patrimonio edilizio industriale esistente Antonella Colombo ASSOBETON Capannori, 23 ottobre 2012

2 Edifici prefabbricati ad uso industriale

3 Il fatto 20 e 29 maggio 2012: due scosse sismiche hanno devastato una zona dell Emilia (ma( anche della Lombardia e del Veneto) Sono crollati molti edifici industriali Ci sono state molte vittime E stato penalizzato severamente un tessuto industriale fiorente

4 L antefatto Imposizione azione sismica per norma: OPCM 3274 del 2003 vs NTC 08 del 2009 Adozione classificazione sismica (materia( concorrente): in Emilia Delibera GR 1677 del 2005 (classificazione( dal 23 ottobre ma con norme vecchie fino al 1 luglio 2009) DM 3 dicembre 1987: divieto di utilizzo di connessioni attritive nelle zone sismiche

5 L antefatto Progettazione: allo SLU per una determinata accelerazione max comportamento non-lineare delle strutture con q si accetta un determinato livello di danno

6 Poniamoci la domanda Norme obsolete Zonizzazione inesistente/non aggiornata Sollecitazioni più alte di quelle di progetto E ragionevole aspettarsi strutture non danneggiate?

7 Cosa è successo PSA (cm/sec2) SLV - orizzontale Stazione di Mirandola 20 maggio Type C Type D EW NS Delibera GR 1677 del 2005 (classificazione dal 23 ottobre ma con norme vecchie fino al 1 luglio 2009) Molti edifici costruiti negli anni Corsa al deposito pre-ntc Period (s) 1200 SLV - orizzontale Stazione di Mirandola 29 maggio 1000 PSA (cm/sec2) Type C Type D EW NS Period (s)

8 In attuazione dell art. 21 della legge n. 1086/1971 è stato emanato quale ultimo aggiornamento della normativa tecnica il D.M. 09/01/1996 Norme tecniche per il calcolo, l esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso so e per le strutture metalliche. In attuazione dell art. 1 della legge n. 64/1974 sono stati emanati quali ultimi aggiornamenti di normativa tecnica: D.M. 20/11/1987 Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici in muratura e per il loro consolidamento D.M. 16/01/1996 Norme tecniche relative ai "Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi" richi" D.M. 11/03/1988 Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l'esecuzione ed il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione D.M. 03/12/1987 Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo delle costruzioni prefabbricate In attuazione dell art. 3 della legge n. 64/1974 è stato emanato quale ultimo aggiornamento di normativa tecnica il D.M. 16/01/1996 Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche

9 Terremoti: sicurezza nei luoghi di lavoro Costruzioni in cemento armato antisismiche - adeguamento patrimonio edilizio industriale esistente non progettato con criteri antisismici attuali E per terremoti più cattivi di quelli previsti? incrociamo le dita!!!

10 D.L. 6 giugno 2012 n. 74 Art Al fine di favorire la rapida ripresa delle attività produttive e delle normali condizioni di vita e di lavoro in condizioni di sicurezza adeguate il titolare dell'attività produttiva deve acquisire la certificazione di agibilità sismica rilasciata, a seguito di verifica di sicurezza effettuata ai sensi delle norme tecniche vigenti (cap. 8 NTC), da un professionista abilitato...

11 8.. Nelle more dell'esecuzione della suddetta verifica di sicurezza in via provvisoria,, il certificato di agibilità sismica potrà essere rilasciato in assenza delle carenze strutturali di seguito precisate,, o eventuali altre carenze prodotte dai danneggiamenti e individuate dal tecnico incaricato, o dopo che tali carenze siano state adeguatamente risolte: collegamenti tra elementi strutturali verticali e elementi strutturali orizzontali e tra questi ultimi elementi di tamponatura prefabbricati non adeguatamente ancorati alle strutture principali scaffalature non controventate portanti materiali pesanti che possano, nel loro collasso, coinvolgere la struttura principale causandone il danneggiamento e il collasso

12 Peculiarità degli edifici esistenti non progettati con criteri antisismici Progettazione eseguita per: Carichi gravitazionali, permanenti e portati Vento (DM 16 gennaio 1996 e precedenti) Neve (DM 16 gennaio 1996 e precedenti) Eventuali carriponte (CNR 10021) Stabilità locale e d insieme (DM 03/12/87): In via semplificativa, la struttura deve essere verificata sotto l azione di forze orizzontali convenzionali di calcolo comunque dirette, pari almeno all 1,5% dei carichi verticali concomitanti (permanenti e sovraccarichi) combinati nel modo più sfavorevole, durante le fasi transitorie; e almeno al 2,0% degli stessi in fase finale.

13 Peculiarità degli edifici esistenti non progettati con criteri antisismici Scarsa resistenza e duttilità della struttura e dei collegamenti (alla luce delle NTC08); Collasso collegamenti pannello-struttura; Martellamento fra elementi adiacenti; Mancanza di confinamento (alla luce delle NTC08) e instabilità delle barre d armatura; Comportamento modificato da aggiunte non previste in fase di progetto

14 Peculiarità degli edifici esistenti non progettati con criteri antisismici Pannelli: prefabbricati / muratura appesi / infilati orizzontali / verticali Tipologie: innumerevoli

15 Alcune tipologie Copertura con travi a doppia pendenza (perdita di appoggio, rottura della forcella, )

16 Copertura piana con tegoli alari (perdita di appoggio, cerniera plastica nei pilastri, )

17 Copertura a shed (anni 70) (perdita di appoggio, )

18 Diagnosi sugli edifici esistenti Perdita di appoggio

19 Diagnosi sugli edifici esistenti Perdita di appoggio

20 Diagnosi sugli edifici esistenti Perdita di appoggio

21 Diagnosi sugli edifici esistenti Perdita di appoggio

22 Diagnosi sugli edifici esistenti Danni alla tamponatura

23 Diagnosi sugli edifici esistenti Danni alla tamponatura

24 Diagnosi sugli edifici esistenti Danni alla tamponatura

25 Diagnosi sugli edifici esistenti Danni alla tamponatura

26 Diagnosi sugli edifici esistenti Danni ai pilastri

27 Diagnosi sugli edifici esistenti Danni ai pilastri

28 Diagnosi sugli edifici esistenti Danni ai pilastri

29 Diagnosi sugli edifici esistenti Danni a scaffalature Eucentre

30 Interventi su edifici esistenti

31 Linee di indirizzo Il documento ha la finalità di indicare un percorso operativo che consenta di combinare l esigenza di sicurezza a breve termine agibilità sismica con quelle a medio lungo termine miglioramento e/o adeguamento sismico. Esso può rappresentare un supporto per i tecnici operanti sul patrimonio costruito prefabbricato nell impostazione nel pieno e assoluto rispetto dell autonomia e della titolarità delle scelte progettuali di un percorso coerente con il quadro normativo vigente e finalizzato a restituire alla collettività piani di intervento sostenibili sotto il profilo economico e sociale, nonché compatibili con le esigenze di sicurezza e di operatività in una fase di emergenza sismica.

32 Messa in sicurezza Possibile solo quando il danno sui principali elementi strutturali è di modesta entità. Obiettivi: Creare nuovi vincoli efficaci (meglio non modificare in maniera sostanziale lo schema statico e non incrementare in maniera significativa la rigidezza della struttura, al fine di evitare l incremento delle azioni sismiche dovuta ad una riduzione del periodo proprio di vibrare principale. I nuovi vincoli non devono introdurre significativi momenti flettenti all estremità degli elementi sui quali si interviene, perché la struttura esistente potrebbe essere non sufficientemente armata.) Limitare gli spostamenti in sommità ai pilastri per evitare la perdita di appoggio Impedire la rotazione fuori piano di travi alte e capriate di copertura

33 Messa in sicurezza Inserire sistemi di ritenuta antiribaltamento per i pannelli di facciata (sistemi che non limitano gli spostamenti della struttura portante, con il solo obiettivo di limitare le conseguenze di un eventuale collasso. In generale meglio utilizzare sistemi di connessione deformabili nel piano ed evitare l inserimento di connessioni rigide che incrementano la collaborazione nel piano di struttura portante e pannelli)

34 Collegamento trave-pilastro Collegamento con perni Vantaggi Semplicità esecutiva. Velocità di messa in opera. Mantenimento dello schema statico originale. Utilizzabile come soluzione di pronto intervento. Svantaggi Deve essere valutata con attenzione la resistenza della forcella entro la quale è inserita la trave.

35 Collegamento trave-pilastro Collegamento con perni e piastre Vantaggi Semplicità esecutiva. Velocità di messa in opera. Mantenimento dello schema statico originale. Utilizzabile come soluzione di pronto intervento. Svantaggi Deve essere valutata con attenzione la resistenza della forcella entro la quale è inserita la trave.

36 Collegamento trave-pilastro Collegamento con perni e piastre Vantaggi Appoggio bilatero tra le estremità delle travi e la sommità dei pilastri. Elimina ogni fenomeno di rocking della trave rispetto alla superficie superiore del pilastro. L assenza di giochi nella direzione orizzontale consente di evitare fenomeni di martellamento delle testate. Svantaggi La deformazione assiale dovuta alla dilatazione termica può non essere trascurabile pertanto ci si attende uno schiacciamento localizzato in corrispondenza della barra passante. Le estremità delle travi saranno soggette ad un momento il cui valore massimo sarà fissato dalla capacità portante delle barre soggette in uno schema di doppio incastro a flessione e taglio all interno degli scatolari o dalla capacità portante degli UPN a flessione e taglio.

37 Collegamento trave-pilastro Collegamento con cavetti in acciaio Vantaggi Semplicità esecutiva. Velocità di messa in opera. Mantenimento dello schema statico originale. Utilizzabile come soluzione di pronto intervento. Svantaggi Vincolo unilatero, per cui la forza dovuta all intera massa della trave viene applicata alternativamente solo ad uno o all altro pilastro sovrasollecitando i pilastri. Possono esserci difficoltà di accesso al nodo. L operatività va valutata con attenzione. Bassa efficacia nel contenimento degli spostamenti trasversali della trave. Necessità di combinazione con interventi mirati al contrasto delle rotazioni torsionali della trave. La sollecitazione nei cavetti di acciaio può avere carattere impulsivo il cui valore è di complessa determinazione.

38 Collegamento trave-pilastro Collegamento con sistemi dissipativi Vantaggi Semplicità. Sostituibilità. Possibilità di aggiungere un elemento di ricentraggio nella diagonale.

39 Collegamento tegolo-trave trave Collegamento con cavetti in acciaio Vantaggi Semplicità esecutiva. Velocità di messa in opera. Mantenimento dello schema statico originale. Utilizzabile come soluzione di pronto intervento. Svantaggi Vincolo unilatero, per cui la forza dovuta all intera massa del tegolo viene applicata alternativamente solo ad una o all altra trave. Possono esserci difficoltà di accesso al nodo. L operatività va valutata con attenzione. Bisogna assicurare un opportuno copriferro rispetto al lato della trave, onde evitare la rottura del calcestruzzo. La sollecitazione nei cavetti di acciaio può avere carattere impulsivo il cui valore è di complessa determinazione.

40 Collegamento tegolo-trave trave Collegamento con squadrette rigide o deformabili

41 Collegamento pannello-struttura Situazione attuale: Struttura progettata come un telaio con i pannelli modellati solo come massa (no rigidezza) Pannelli (elementi non strutturali) collegati alla struttura con inserti dimensionati per una forza ortogonale al pannello Ma..

42 L aquila 2009 Nuove poste Centro commerciale l aquilone

43 L aquila Lorca 2011

44 L aquila 2009

45 SAFECLADDING Il problema L attuale approccio progettuale non funziona: il comportamento reale differisce da quello ipotizzato. I pannelli costituiscono parte del sistema sismoresistente, condizionando il comportamento globale. Connessioni: Forze maggiori rispetto a quelle calcolate con il modello a telaio Importante domanda in spostamento per consentire la dissipazione sismica alla base dei pilastri Struttura: quale fattore di comportamento? Necessità di nuove soluzioni con specifiche regole di progetto.

46 Collegamento pannello-struttura Collegamento con cavetti in acciaio Vantaggi Semplicità esecutiva. Velocità di messa in opera. Mantenimento dello schema statico originale. Utilizzabile come soluzione di pronto intervento. Svantaggi Effettuabile solo se il supporto del pannello è integro. L integrità del supporto può essere verificata controllando che le distanze verticali tra pannelli si siano mantenute invariate. Si deve prestare attenzione al posizionamento dei cavetti, per non introdurre un vincolo agli spostamenti nel piano del pannello. Può causare martellamenti fra il pannello e gli altri pannelli, e fra il pannello e le strutture retrostanti. La sollecitazione nei cavetti in acciaio può avere carattere impulsivo il cui valore è di complessa determinazione.

47 Collegamento pannello-struttura Collegamento con squadrette asolate Vantaggi Semplicità esecutiva. Velocità di messa in opera. Mantenimento dello schema statico originale. Utilizzabile come soluzione di pronto intervento. Le asole consentono comunque spostamenti relativi tra pannello e struttura. Svantaggi Data la presenza di fori asolati, le squadrette risultano piuttosto ampie, e di costo relativamente elevato.

48 Interventi di adeguamento Capitolo 8 delle NTC 08: Un intervento è detto di adeguamento sismico se conferisce alla struttura un livello di sicurezza pari a quello previsto per le nuove costruzioni. Quando, a seguito di un sisma, sono emanate leggi che prescrivono l adeguamento sismico di grandi patrimoni edilizi esistenti, tipicamente viene prescritto l adeguamento ad azioni inferiori rispetto a quelle previste dalle norme: DL 74 del 6 giugno %

49 Interventi di adeguamento Informazioni necessarie: Rilievo geometrico-strutturale del fabbricato (particolari costruttivi, interazione con parti non strutturali e/o e aggiunte, ) Caratterizzazione meccanica dei materiali Valori delle azioni e le loro combinazioni come per edifici nuovi

50 Interventi di adeguamento Modalità di calcolo: verifica della struttura prima dell intervento con identificazione delle carenze e del livello di azione sismica per la quale viene raggiunto lo SLU; scelta motivata del tipo di intervento; scelta delle tecniche e/o dei materiali; dimensionamento preliminare dei rinforzi e degli eventuali elementi strutturali aggiuntivi; analisi strutturale considerando le caratteristiche della struttura post-intervento.

51 Interventi di adeguamento In funzione della tipologia di fabbricato e dei risultati ottenuti dall analisi della struttura esistente possono essere seguite differenti strategie per l adeguamento alle azioni di progetto: Incremento della resistenza degli elementi strutturali; Incremento della duttilità degli elementi strutturali; Riduzione dell azione sismica sulla struttura.

52 Interventi di adeguamento Gli elementi più vulnerabili sono in genere i collegamenti fra gli elementi strutturali, l interazione (e i collegamenti) fra la struttura ed i componenti non strutturali (tamponature, scaffalature, ), i pilastri e le fondazioni. Un intervento di adeguamento può prevedere due tipi di strategie: rinforzo dei singoli elementi strutturali e dei collegamenti (adeguamento delle connessioni, incremento di resistenza e duttilità ità dei pilastri) modifica dello schema strutturale mediante l inserimento di nuovi elementi (ad esempio controventature) (schema statico modificato; necessità di verificare elementi strutturali tturali e collegamenti)

53 Terremoti: sicurezza nei luoghi di lavoro GRAZIE!!! Antonella Colombo ASSOBETON

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