La vulnerabilità sismica degli edifici

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1 La vulnerabilità sismica degli edifici Prof. Ing. Stefano Lenci DICEA Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Architettura Università Politecnica delle Marche, Ancona, Italy lenci@univpm.it Credits: F. Clementi, S. Vallucci

2 Sommario 1. La vulnerabilità sismica 2. Vulnerabilità generali 3. Edifici in muratura 4. Edifici in c.a. 5. Edifici industriali (capannoni prefabbricati) 6. Riferimenti 2

3 Una piccola premessa RISCHIO SISMICO probabilità che si verifichi o che venga superato un certo livello di danno o di perdita in un prefissato intervallo di tempo e in una data area, a causa di un evento sismico R = f (P,V,E) Pericolosità sismica stima quantitativa dello scuotimento del terreno dovuto ad un evento sismico, in una determinata area. Esprimibile tramite l accelerazione al suolo attesa (PGA) Vulnerabilità sismica propensione di un sistema al danno o alla perdita a seguito di un dato evento sismico. Viene detta primaria se relativa al danno fisico subito dal sistema, secondaria se relativa alla perdita subita dal sistema a seguito del danno fisico Esposizione dislocazione, quantità, qualità e valore dei beni e delle attività che possono essere presenti sul territorio ed essere influenzate dall evento sismico 3

4 Cosa è dunque la vulnerabilità sismica? La propensione di una struttura (ma anche altri manufatti, attività, beni, ecc.) a subire un danno di un determinato livello a fronte di un evento sismico di data intensità Viene espressa come la probabilità che l edificio possa subire danni o modificazioni per effetto di un evento sismico di assegnata energia Misura della perdita o della riduzione di efficienza a svolgere le funzioni che normalmente vengono esplicate a regime 4

5 Vulnerabilità sismica in pratica In sostanza è l elenco dei punti deboli dell edificio: ogni debolezza costituisce una specifica vulnerabilità, che contribuisce alla vulnerabilità globale dell edificio L individuazione dei punti deboli è fatta sostanzialmente a partire dall osservazione dei danni subiti dagli edifici nei passati terremoti 5

6 Valutazione della vulnerabilità sismica (1) La valutazione della vulnerabilità in pratica spesso consiste nella determinazione di un numero che misura l attitudine a danneggiarsi dell edificio 0 = molto vulnerabile 1 = non vulnerabile 6

7 Valutazione della vulnerabilità sismica (2) La valutazione è un processo che può essere molto semplice o molto complesso: 1. METODI TIPOLOGICI Concepiscono l edificio come membro indifferenziato di una classe tipologica definita in funzione dei materiali, della tecnica costruttiva o di altri fattori (tipi di struttura verticale, orizzontale, scale e copertura). 2. METODI SEMEIOTICI Considerano l oggetto (edificio, centro storico, ecc.) come un organismo la cui vulnerabilità può essere descritta attraverso sintomi, rappresentati da indicatori di idoneità a sopportare le azioni sismiche o a valutarne gli effetti. Un indice parziale di vulnerabilità viene assegnato ad ogni indicatore con lo scopo di determinare l indice di vulnerabilità totale dell oggetto in esame. 3. METODI MECCANICISTICI (analisi strutturale) Sostituiscono all edificio un suo modello meccanico teorico. La vulnerabilità sismica è valutata tramite modellazione dell edificio, applicazione di forze verticali e orizzontali, determinazione dello stato tensionale e della capacità di resistere alle azioni sismiche. 7

9 Irregolarità in pianta 9

10 Irregolarità in altezza portici 10

11 Cattiva qualità dei materiali Ossidazione barre Carbonatazione cls 11

12 Vulnerabilità indotte (vicinanza ad elementi vulnerabili) 12

14 Solai non rigidi, sfalzati, non collegati alle murature 14

15 Solai rigidi (o meglio pesanti) e mal collegati alle murature Cordoli eccessivamente rigidi e coperture in c.a. pesanti Cordoli in breccia su murature a sacco o non monolitiche 15

16 Solai spingenti A B Coperture e a capriate C lignee appoggiate su un solo paramento murario D E F 16

17 Aperture non allineate (in orizzontale e in verticale) 17

18 Cattivi collegamenti con i muri di spina Buona connessione 18

19 Disomogeneità tipologiche e di materiale, assenza di giunti 19

20 Presenza di strutture ipogee 20

22 Carenza di staffe 22

23 Pilastri tozzi 23

24 Travi eccessivamente snelle (per esempio a spessore) 24

25 Pilastri deboli / travi forti 25

26 Nodi non armati (in particolare assenza di staffe) 26

27 Piano soffice (edifici a pilotis ) Villa Savoye Le Corbusier 27

28 Interazione telaio-tamponatura 28

30 Assenza (o debolezza) dei collegamenti trave-pilastro (1) 30

33 Pareti esterne (prefabbricate) non collegate alla struttura 33

34 Assenza cordoli di collegamento in fondazione 34

35 Scaffalature interne 35

36 Carriponte (e linee di produzione appese) 36

37 Sommario 1. Che cosa è una vulnerabilità (sismica) 2. Vulnerabilità generali 3. Edifici in muratura 4. Edifici in c.a. 5. Edifici industriali (capannoni prefabbricati) 6. Riferimenti 37

38 Riferimenti normativi [1] D.M , Nuove norme tecniche per le costruzioni, G.U , n.29, Ministero delle Infrastrutture, dell Interno e Dipartimento Protezione Civile, Roma, [2] Circolare , n.617, Istruzioni per l applicazione delle Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008, Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, Roma, [3] DPCM , Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle norme tecniche per le costruzioni, G.U n.47, Roma, [4] UNI ENV , Eurocodice 8. Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture. Parte 1-1: Regole generali, azioni sismiche e requisiti generali per le strutture. [5] UNI ENV , Eurocodice 8. Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture. Parte 1-2: Regole generali per gli edifici. [6] UNI ENV , Eurocodice 8. Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture. Parte 1-3: Regole generali Regole specifiche per i diversi materiali ed elementi. 38

39 Riferimenti bibliografici (1) [1] AA.VV., Repertorio dei meccanismi di danno, delle tecniche di intervento e dei relativi costi negli edifici in muratura, Tipografia Grafiche Scarponi srl, Osimo, [2] Boscotrecase L., Piccarreta F., Edifici in muratura in zona sismica, Dario Flaccovio Editore, Palermo, [3] Cangi G., Caraboni M., De Maria A., Analisi strutturale per il recupero antisismico. Calcolo dei cinematismi per edifici in muratura secondo le NTC 2008, Dei, Roma, [4] Carocci C., Tocci C. (a cura di), Leggendo il libro delle antiche architetture. Aspetti statici del restauro, saggi , Gangemi Editore, Roma, [5] Doglioni F., Moretti A., Petrini V., Le chiese e il terremoto, ed. LINT, Trieste, [6] Vallucci S., Quagliarini E., Lenci S., Costruzioni storiche in muratura. Vulnerabilità sismica e progettazione degli interventi, Wolters Kluwer Italia, [7] Galasco. F., Frumento S., Analisi sismica delle strutture murarie. Calcoli strutturali, Sistemi Editoriali, Napoli, [8] Lombardo S., Valutazione della vulnerabilità sismica degli edifici esistenti in cemento armato, Dario Flaccovio Editore, Palermo, [9] Colombini S., Vulnerabilità sismica di edifici esistenti in cemento armato e in muratura, EPC Libri [10] Dolce. M, Moroni C., La valutazione della vulnerabilità e del rischio sismico degli edifici pubblici mediante le procedure vc (vulnerabilità c.a.) e vm (vulnerabilità muratura), Dipartimento di Strutture, geotecnica, Geologia applicata all ingegneria, Atti di dipartimento vol. n.4 anno

40 Riferimenti bibliografici (2) [11] Baggio C. et al. (a cura di), Manuale per la compilazione della scheda di 1 livello di rilevamento danno, pronto intervento e agibilità per edifici ordinari nell emergenza post-sismica (AeDES), Reprint, Dipartimento della Protezione Civile, Roma, [12] GNDT, Scheda di 1 livello edifici, SI/Vulnerabil/Schede--1-/Scheda-L1-EDIFICI.pdf, settembre [13] GNDT, Manuale per il rilevamento della vulnerabilità sismica degli edifici. Istruzioni per la compilazione della scheda di 1 livello, GNDT, Roma, 2007, Appendice n.1 a Rischio sismico di edifici pubblici. Parte I Aspetti metodologici, GNDT, Roma, [14] GNDT, Scheda di 2 livello edifici in muratura, SI/Vulnerabil/Schede--2-/schedaL2_muratura.pdf, settembre [15] GNDT, Manuale per il rilevamento della vulnerabilità sismica degli edifici. Istruzioni per la compilazione della scheda di 2 livello, GNDT, Roma, 2007, Appendice n.1 a Rischio sismico di edifici pubblici. Parte I Aspetti metodologici, GNDT, Roma, [16] GNDT, Scheda di 2 livello edifici in cemento armato, CEMENTOARMATO.pdf, settembre [17] Istruzioni per la compilazione della scheda di secondo livello edifici in cemento armato settembre

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