Classificazione rischio sismico e metodo semplificato

Transcript

1 Classificazione rischio sismico e metodo semplificato Dalla teoria alla pratica, con esempio applicativo su un edificio in muratura Il rischio sismico è la misura matematica/ingegneristica per valutare il danno atteso a seguito di un possibile evento sismico. Il rischio sismico dipende da un interazione di fattori ed è funzione di 1. pericolosità 2. vulnerabilità 3. esposizione In particolare è valida la relazione: rischio sismico = pericolosità vulnerabilità esposizione ove: la pericolosità è la probabilità che si verifichi un sisma (terremoto atteso); è legato alla zona sismica in cui si trova l edificio la vulnerabilità consiste nella valutazione delle conseguenze del sisma; è legata alla capacità dell edificio di resistere al sisma l esposizione è la valutazione socio/economica delle conseguenze; è legata ai contesti delle comunità

2 Metodi per la determinazione della classe di rischio sismico Le classi di rischio sismico sono le seguenti: 1. classe A+ (minor rischio) 2. classe A 3. classe B 4. classe C 5. classe D 6. classe E 7. classe F 8. classe G (maggior rischio) Le linee guida per la classificazione del rischio sismico degli edifici, approvate con decreto ministeriale MIT n. 58 del 28 febbraio 2017, definiscono 2 metodologie per la classificazione del rischio sismico: metodo convenzionale, applicabile a qualsiasi struttura metodo semplificato, applicabile sono in alcuni casi In questo articolo analizziamo il metodo semplificato. Metodo semplificato Con tale metodo è possibile calcolare la classe di rischio sismico solo per strutture in murature e per interventi di tipo locale. Nel caso di valutazioni finalizzate all esecuzione di interventi sugli edifici volti alla riduzione del rischio, è consentito l impiego del metodo semplificato nei soli casi in cui si adottino interventi di rafforzamento locale; in tal caso è ammesso il passaggio di una sola classe di rischio. Ecco come si procede con il metodo semplificato. Sulla base delle caratteristiche della costruzione, si definisce la classe di rischio di appartenenza a partire dalla classe di vulnerabilità definita dalla Scala Macrosismica Europea (EMS). Vengono definite 7 tipologie di edifici in muratura a cui corrisponde una vulnerabilità media di ciascuna individuando 6 classi di vulnerabilità, da V1 a V6, con vulnerabilità crescente dal pedice 1 al pedice 6.

3 Per ogni tipologia e ogni classe di vulnerabilità, il valore più credibile (cerchio) e la dispersione intorno a tale valore, espressa con i valori più probabili (linee continue) e meno probabili o addirittura eccezionali (linee tratteggiate). Ad esempio, per muratura di pietra senza legante otteniamo una Classe A coincidente con EMS classe di vulnerabilità pari a 6. La valutazione della classe di vulnerabilità, necessaria per la determinazione della classe di rischio della costruzione in esame mediante il metodo semplificato, deve essere condotta in due passi successivi: Per definire la classe di rischio sismico secondo il metodo semplificato, occorre procedere nel seguente modo: 1. si determina la tipologia di muratura che meglio descrive la costruzione in esame 2. si individua la classe di vulnerabilità media (valore più credibile) associata attraverso la Scala Macrosismica 3. si valuta l eventuale scostamento dalla classe media a causa di: un elevato degrado una scarsa qualità costruttiva presenza di peculiarità che possono innescare meccanismi di collasso locale per valori particolarmente bassi dell azione sismica e aumentare la vulnerabilità globale Per la determinazione della classe di vulnerabilità media e per la valutazione dell eventuale scostamento, si può utilizzare la seguente tabella:

4 TIPOLOGIA STRUTTURALE PECULIARITÀ CARATT. TIPOLOGIA STRUTTURALE CLASSE MEDIA DI VULNERAB. GLOBALE POSSIBILI MECCANISMI LOCALI PECULIARITÀ NEGAT. VULNER. LOCALE GLOBALE PASSAGGIO DI CLASSE MURATURA INERTI / MAGLIA MURARIA pietra grezza V mattoni di terra cruda (adobe) Orizzontamenti di legno o di mattoni ma comunque scarsa rigidezza e/o resistenza nel V proprio piano medio e 6 scarsamente collegati con le pareti portanti Eventuale presenza di telai di legno

5 Scarsa qualità costruttiva Elevato degrado e/o danneggiamento Spinte orizzontali non contrastate pietra sbozzata Accorgimenti per aumentare la resistenza (ad es. listature). Orizzontamenti di legno o comunque scarsa rigidezza e/o resistenza nel proprio piano medio e scarsamente collegati con le pareti portanti Ribaltamento delle pareti V5 5 Meccanismi parziali o di piano Pannelli murari male ammorsati tra loro Orizzontamenti male ammorsati alle pareti Aperture di elevate dimensioni intervallate da maschi di ridotte dimensioni Presenza di numerose nicchie che riducono significativamente l area resistente della muratura da V a V 6 Pareti di elevate dimensioni (larghezza e altezza) non controventate a sufficienza mattoni o pietra lavorata Orizzontamenti di mattoni o di legno scarsa rigidezza nel proprio piano medio e scarsamente collegati con le pareti portanti V 5 pietra massiccia per costruzioni monumentali Orizzontamenti a volta o di legno V scarsa rigidezza e/o 4 resistenza nel proprio piano medio da V a V 5 4

6 Scarsa qualità costruttiva Elevato degrado e/o danneggiamento Pannelli murari male ammorsati tra loro Orizzontamenti male ammorsati alle pareti mattoni + solai d elevata rigidezza nel proprio piano medio Funzionamento scatolare della costruzione Orizzontamenti di calcestruzzo armato o comunque elevata rigidezza nel proprio piano medio ben collegati alla muratura V Ribaltamento delle pareti 4 Meccanismi parziali o di piano Pannelli murari a doppio strato con camera d aria Assenza totale o parziale di cordoli Aperture di elevate dimensioni intervallate da maschi di ridotte dimensioni Presenza di numerose nicchie che riducono significativamente l area resistente della muratura da V a V 5 4 Pareti di elevate dimensioni (larghezza e altezza) non controventate a sufficienza Scarsa qualità costruttiva Elevato degrado o danneggiamento armata e/o confinata Elevata qualità delle muratura, rinforzata da reti o barre di acciaio, e/o realizzata tra travi e colonne che la racchiudono in corrispondenza di tutti e quattro i lati Orizzontamenti di calcestruzzo armato o comunque elevata rigidezza nel proprio piano medio V Meccanismi dovuti, ad esempio, ad un errata disposizione 3 degli elementi non strutturali che possono ridurre la duttilità globale Elevata irregolarità in pianta e/o in altezza Presenza numerosa di elementi non-strutturali che modificano negativamente il comportamento locale e/o globale Aperture di elevanti dimensioni intervallate da maschi di ridotte dimensioni da V a V 4 3 Pareti di elevate dimensioni (larghezza e altezza) non controventate a sufficienza

7 La classe di rischio viene stabilita in funzione di: classe di vulnerabilità zona sismica in cui ricade l edificio (OPCM 3274/2003) Grazie alla tabella successiva, si definisce il valore del PAM e la classe di rischio sismico corrispondente. Classe di Rischio PAM Zona 1 Zona 2 Zona 3 Zona 4 A+* PAM 0,50% V V 1 2 A* 0,50%<PAM 1,0% V V V V B* 1,0%<PAM 1,5% V V V V V C* 1,5%<PAM 2,5% V V V V D* 2,5%<PAM 3,5% V V V V E* 3,5%<PAM 4,5% V V 4 5 F* 4,5%<PAM 7,5% V V 5 6 G* 7,5%<PAM V 6 Ricordiamo che il PAM è la Perdita Annuale Media attesa, parametro che tiene in considerazione le perdite economiche associate ai danni agli elementi, strutturali e non, e riferite al costo di ricostruzione (CR) dell edificio privo del suo contenuto. Per distinguere l attribuzione di classe mediante il metodo semplificato da quella ottenuta mediante il metodo convenzionale, le classi ottenute con il metodo semplificato sono contrassegnate da un asterisco (A+*, A*, B*, ).

8 Esempio di calcolo della classe di rischio sismico Ipotizziamo di dover effettuare il calcolo della classe di rischio sismico su un edificio in muratura di mattoni e pietra e mattoni ubicato nel Comune di Roma. La muratura è caratterizzata da un elevato degrado e una scarsa qualità costruttiva generale. Procediamo con il calcolo secondo le linee guida di MIT. Individuazione della zona sismica La zona sismica può essere ricavata dalla mappa relativa alla classificazione sismica dell intera nazione effettuata dall OPCM 3274/2003. Nella figura seguente si riporta la mappa.

9 Nel nostro esempio, l edificio, ubicato nel Comune di Roma, ricade nella ZONA SISMICA = 2. Definizione della classe di vulnerabilità Per definire la vulnerabilità sismica, facciamo uso della EMS, Scala Macrisismica. Pertanto, nella tabella della Scala Macrosismica individuiamo il tipo di muratura prevalente, che nel nostro caso è Muratura di mattoni e pietra lavorata. A questa tipologia di muratura corrisponde una classe media di vulnerabilità pari a V5. Successivamente, sulla base delle peculiarità della muratura in esame, si ottiene un degrado di vulnerabilità. Nel nostro esempio ci troviamo di fronte ad una struttura caratterizzata da: scarsa qualità costruttiva elevato degrado e/o danneggiamento Utilizzando l apposita tabella messa a disposizione dalle linee guida, otteniamo un degrado di vulnerabilità, passando da V5 a V6. Individuazione del PAM e della Classe di rischio sismico per lo stato di fatto In funzione di zona sismica e classe di vulnerabilità si ottiene il PAM e la classe di rischio sismico: Zona sismica = 2 Classe di vulnerabilità = 6 Utilizzando l apposita tabella, otteniamo per lo stato di fatto: Classe F* (NB: l asterisco indica che la classe è ottenuta con metodo semplificato).

10 Interventi sulla struttura e classe di rischio sismico per lo stato di progetto Dopo aver definito la classe di rischio sismico sullo stato di fatto, si procede a individuare gli interventi locali per lo stato di progetto, che consentono di guadagnare una classe di rischio sismico. Al riguardo le linee guida definiscono in funzione della muratura gli interventi obbligatori e quelli auspicati ma non obbligatori. Per la struttura in esame, sarà necessario predisporre i seguenti interventi da eseguire sull intera unità strutturale: ripristino delle zone danneggiate e/o degradate messa in sicurezza di elementi non strutturali In definitiva si ottiene una classe ri rischio sismico di progetto pari a E. Sismabonus A seguito dell attestazione del tecnico (passaggio di una classe di rischio sismico mediante interventi locali) è possibile beneficiare del sismabonus, ossia ottenere una detrazione fiscale pari al 70% delle spese sostenute, da detrarre in 5 rate annuali di importo costante. Il professionista dovrà asseverare il passaggio di una classe utilizzando l apposito modello di asseverazione da consegnare allo sportello unico e al committente. Ricordiamo che è già disponibile la web app gratuita EdiLus-CRS, disponibile su tutte le piattaforme mobile e desktop, che consente il calcolo della classe di rischio sismico per strutture in muratura, in CA con telai in entrambe le direzioni e capannoni industriali e che produce anche l asseverazione e la relazione tecnica da allegare alla SCIA. Clicca qui per conoscere EdiLus-CRS