24/8/2016 Amatrice- Accumoli (Lazio) 6,0 283

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1 Adeguamento sismico

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3 24/8/2016 Amatrice- Accumoli (Lazio) 6,0 283

4 Il terremoto La sorgente sismica (o terremoto) può essere definita come una dislocazione di taglio, in pratica uno spostamento di masse rocciose, che si propaga ad alta velocità sulla superficie di una FAGLIA Faglia: la frattura o una zona di frattura tra due blocchi di roccia, in cui si verifica il movimento relativo (dislocazione) della parti adiacenti alla frattura. Il movimento può essere improvviso, oppure di lento scorrimento.

5 Ipocentro: è il punto nel sottosuolo in cui avviene la rottura del blocco di roccia e il rilascio di energia. Nell'ipocentro hanno origine le onde sismiche (onde P ed onde S) che si propagano lungo un fronte d'onda. Epicentro: è il punto corrispondente in superficie, posto sulla verticale dell ipocentro. Dall'epicentrosi generano le onde superficiali che provocano maggiori danni perché sono generate dalla combinazione dei due tipi di onde precedenti. Sono le onde L(di Rayleighe Love)

6 Le rocce soggette a piccoli sforzi si deformano in modo elastico(come, ad esempio, una mensola su cui sono poggiati dei libri); se lo sforzo aumenta si fratturano (troppi libri e la mensola si spacca ). Quando gli sforzi in profondità superano il limite di resistenza della roccia, si verifica un rapido scorrimento delle parti di roccia a contatto lungo superfici di rottura (faglie) e laliberazione dell energia accumulata sotto forma di ONDE ELASTICHE (ONDE SISMICHE): è il terremoto. Le onde sismiche possono essere: -Onde longitudinali o di compressione, che fanno oscillare i materiali solidi avanti e indietro, nella stessa direzione di propagazione dell'onda. Sono le più veloci, e sono dette onde P. -Onde di taglio o trasversali, che muovono i materiali perpendicolarmente alla loro direzione di propagazione, quindi attraverso un mezzo elastico. Questo tipo di onde non si propagano attraverso i fluidi perché questi non sono elastici. Sono le onde S. -Onde superficiali, si manifestano lontano dall'epicentro e provocano maggiori danni perché sono generate dalla combinazione dei due tipi di onde precedenti. Sono le onde L (di Rayleigh e Love)

7 LA SORGENTE SISMICA: orientazione della faglia e meccanismo focale a) Faglia Normale In una faglia normale, il blocco sopra alla faglia si muove verso il basso rispetto all altro. Questo movimento provoca una estensione. b) Faglia Inversa In una faglia inversa, il blocco sopra alla faglia si muove verso l alto rispetto all alto. Questo movimento provoca una compressione c) Faglia Trascorrente In una faglia trascorrente, il movimento dei blocchi lungo la faglia è orizzontale. La faglia trascorrente può essere destra o sinistra.

8 Come si registrano i terremoti

9 Si possono contenere i rischi sismici e i danni? L analisi dei rischi avviene attraverso tre criteri e in base a questo si decide l intervento da adottare. Il primo criterio è il livello di pericolosità dei terremoti che si manifestano nella varie zone Secondo criterio è la vulnerabilità di un edificio Terzo criterio è l esposizione al rischio che è diverso se si considera una scuola con dei bambini (valutazione umana) o un deposito merci (valutazione economica)

10 Quali sono i modi di intervento più immediati? Ci sono quattro categorie di intervento a secondo delle situazioni, i primi due riguardano edifici esistenti. Nel primo caso si può ridurre la vulnerabilità con opere di rafforzamento delle parti più critiche ad esempio di pilastri e strutture portanti migliorando così il comportamento dell edificio. I costi variano da 100 a 400 euro al metro quadro. Il secondo è l aggiunta di elementi esterni resistenti alle azioni sismiche. Ad esempio diagonali d acciaio, pareti di rafforzamento Si possono affrontare anche operazioni più complicate? Ci sono altri due casi. Nel primo caso si taglia alla base l edificio rialzandolo e inserendo nella zona tagliata degli isolatori che smorzano gli effetti del sisma. (costo 1300 euro a mq) Nell altro caso prevede l installazione di sistemi che dissipano l energia liberata dal terremoto. Si tratta di sistemare alla sommità del palazzo delle «masse accordate» che si muovono nello stesso modo impartito dal sisma ma in direzione opposta, annullando l effetto distruttivo

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14 Perché in Giappone ci sono tanti sismi e poche vittime? E diversa la realtà abitativa. La storia architettonica nipponica presenta una tradizione di case di legno che sono meno a rischio rispetto a quelle in muratura o con strutture in cemento armato. L edilizia moderna adotta soprattutto le tecniche di isolamento alla base degli edifici che smorzano le accelerazioni prodotte dal sisma e limitano i danni. Nella costruzione di un palazzo questo tipo di inserimenti incide per il 2% del costo totale dell opera. Inoltre si ricorre alle «masse armoniche», diffuse e istallate sui grattacieli anche per contrastare i venti forti.

15 Per intervenire sarebbe utile classificare gli edifici Questa è la soluzione ideale come per l aspetto energetico. Così sarebbero ben spesi dallo Stato gli investimenti per degli incentivi per mettere in pratica la nuova regola. In questo modo i soldi sarebbero ben spesi senza sperperare nelle emergenze continue

16 Come è fatta una costruzione antisismica? Dal punto di vista ingegneristico, una costruzione antisismica deve soddisfare due requisiti minimi: non deve crollare in seguito a terremoti violenti; non deve subire danni significativi per effetto di terremoti di intensità medio-bassa. Questi obiettivi possono essere raggiunti in modo convenzionale, aumentando la robustezza dell edificio, cioè la sua capacità di resistere alle forze sismiche (sebbene con danni alla struttura e ai suoi interni durante i terremoti più violenti), oppure con strategie più moderne, come l isolamento sismico. Isola la struttura dal sisma, inserendo tra il terreno e (usualmente) la base dell edificio dei dispositivi flessibili che in caso di terremoto permettono alla costruzione di muoversi senza deformazioni significative e lentamente sul piano orizzontale, senza danni e senza provocare il panico negli abitanti. Sono tecnologie applicabili solo in fase di costruzione? No, entrambe possono essere usate anche in opere di adeguamento o miglioramento sismico di edifici già esistenti. Però, per applicare l isolamento l edificio deve avere intorno uno spazio libero, di solito in Italia si prevedono dai 10 ai 40 centimetri, nel quale potersi muovere lateralmente in caso di sisma

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18 Come contribuiscono i tiranti ad incrementare la resistenza nel piano di una parete I tiranti costituiscono un ottima tecnica di consolidamento per incrementare la resistenza di una parete nel proprio piano. Nel caso in cui la parete è priva di tiranti, il comportamento può essere assimilato a quello riportato in a) di figura 1, mentre se presenti i tiranti, a quello riportato in b) della stessa figura. In assenza di tiranti il comportamento della parete è assimilabile a quello a mensola, mentre se presenti, il comportamento è assimilabile a quello di un telaio. I tiranti cambiano radicalmente il comportamento di una parete nel proprio piano, tendendo a ridurre le sollecitazioni nei maschi murari (generalmente i momenti flettenti sono molto più contenuti). Di contro aumentano le sollecitazioni nelle fasce di piano le quali devono essere sottoposte a verifica.

19 I tiranti costituiscono un ottima tecnica di consolidamento anche per le verifiche fuori dal piano di una parete. È intuitivo immaginare il migliore comportamento della parete quando consolidata con tiranti. A titolo di esempio, se l edificio non presenta il consolidamento, sotto gli effetti dinamici ogni parete tende a ruotare indipendentemente rispetto alle altre assumendo un comportamento a carciofo (vedi a) di figura 2), mentre la presenza del consolidamento implica uno spostamento tendenzialmente uniforme e unidirezionale per tutti gli elementi (vedi b) di figura 2).

20 Come contribuiscono i tiranti ad incrementare la resistenza fuori dal piano di una parete

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22 Come contribuiscono i tiranti in corrispondenza di elementi spingenti Spesso gli edifici in muratura, soprattutto quelli più antichi, hanno gli orizzontamenti realizzati in elementi in muratura (archi, volte, ecc.). Questi elementi non sono veri e propri orizzontamenti, ma strutture tridimensionali sulle quali si dispone del materiale (riempimento) per ricavare piani orizzontali. Per loro natura, tali elementi tendono ad esercitare forze orizzontali che tendono generalmente a destabilizzare gli elementi su cui poggiano (vedi figura 3). Per ridurre l entità delle forze orizzontali è possibile consolidare con tiranti, che hanno la funzione di assorbire parte delle suddette forze.

23 In assenza di tiranti, per effetto delle rotazioni dei piedritti su cui poggiano le volte, si hanno parzializzazioni notevoli negli elementi che costituiscono la struttura (tali effetti si verifica sia nelle volte che nei piedritti vedi a) di figura 4). Nel caso in cui la volta si consolida con tiranti, le parzializzazioni si riducono notevolmente (spesso si annullano), consentendo distribuzioni delle tensioni su sezioni di muratura maggiori (vedi b) di figura 4). Quanto detto comporta ulteriori risorse per la struttura in caso di azioni sismiche. In effetti, come si vede dalla figura 4, nel caso in cui non sono presenti i tiranti alla base dei piedritti si raggiungono tensioni maggiori rispetto al caso in cui sono presenti. Questo comporta che l azione sismica necessaria per far raggiungere e superare ai piedritti la tensione limite deve essere necessariamente maggiore.

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26 Comune di Gualdo in Provincia d Macerata Ottobre 2016

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34 la prevenzione e la messa in sicurezza degli edifici e l educazione per la resilienza della comunità rappresentano il primo e più determinante fattore che ridurrebbe i danni dei disastri, cosiddetti naturali un terremoto di magnitudo 6 non dovrebbe provocare questi disastri. Di fatto dovrebbe essere fatto un grosso investimento statale per la messa in sicurezza di edifici e soprattutto di centri storici. Non è il terremoto che uccide ma la casa costruita male, senza manutenzione ordinaria e senza restauro consapevole (Mario Tozzi, geologo) Siamo ancora lontani dalle case levitanti (levitating houses) del Giappone per prevenire i sismi, ma ottimi sistemi di prevenzione più attuabili e metodi di ricostruzione sostenibili, esistono già, come le case con scheletro in legno.