Ing. Andrea BUCCHI. Funzionario Servizio Geologico Sismico e dei Suoli Regione Emilia-Romagna

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1 Funzionario Servizio Geologico Sismico e dei Suoli Regione Emilia-Romagna

2 PROGRAMMA Il significato del PAM Perdita Annuale Media attesa Il significato dell indice di sicurezza IS-V La determinazione della classe di rischio

3 RISCHIO: entità delle perdite che un certo tipo di fenomeno naturale, il terremoto nella fattispecie, può determinare. RISCHIO: PERICOLOSITA X VULNERABILITA X ESPOSIZIONE Probabilità di occorrenza dell evento Tendenzialmente riferita alle costruzioni Persone e cose oggetto di perdita per effetto dei danni Per definire un indice di rischio occorre prendere in esame: 1. Edificio; DANNI DIRETTI 2. Beni contenuti; 3. Attività svolte al suo interno; DANNI INDIRETTI 4. Persone PERDITA VALUTATA SEPARATAMENTE QUANTIFICARLI TUTTI IN UN UNICO PARAMETRO: PARAMETRO ECONOMICO

4 L operazione concettuale è quella di trasformare i fattori ingegneristici che descrivono il comportamento della costruzione per i diversi livelli di intensità sismica in perdite economiche omnicomprensive 1. Edificio; 2. Beni contenuti; 3. Attività svolte al suo interno; 4. Persone DANNI DIRETTI DANNI INDIRETTI PERDITA VALUTATA SEPARATAMENTE DIFFICILE VALUTAZIONE DIFFICOLTA ETICA DI MONETIZZAZIONE UNO DI NATURA ECONOMICA P.A.M. INTRODUZIONE DI 2 INDICI DI RISCHIO UNO LEGATO ALLA SALVAGUARDIA DELLA VITA UMANA IS-V

5 PAM Perdita Annuale Media Essa può essere valutata come l area sottesa alla curva rappresentante le perdite economiche dirette, in funzione della frequenza media annua di superamento (pari all inverso del periodo medio di ritorno) degli eventi che provocano il raggiungimento di uno stato limite per la struttura. Tale curva può essere discretizzata mediante una spezzata. y x y x Valori riferiti a situazioni tipiche di strutture in c.a. e muratura per civile abitazione I danni sono ancorati ai costi di riparazione desunti dalla ricostruzione de L Aquila 2009

6 1. Analisi sismica struttura per determinare i valori delle accelerazioni al suolo di capacità, PGAC(SLi), che inducono il raggiungimento degli stati limite indicati dalla norma (SLC, SLV, SLD, SLO). È possibile, in via semplificata, effettuare le verifiche limitatamenteallo SLV ed allo SLD; 2. Note le accelerazioni al suolo, PGAC(SLi), si determinano i corrispondenti periodi di ritorno, T r C, associati ai terremoti che generano tali accelerazioni attraverso la seguente formula: Valori di h tipici per E-R

7 3. Per ciascun periodo T r C, si determina il valore della frequenza media annua di superamento l = 1/ T rc. NOTA: per il calcolo del tempo di ritorno TrC associato al raggiungimento degli stati limite di esercizio (SLD ed SLO) è necessario assumere il valore minore tra quello ottenuto per tali stati limite e quello valutato per lo stato limite di salvaguardia della vita. Si assume, di fatto, che non si possa raggiungere lo stato limite di salvaguardia della vita senza aver raggiunto gli stati limite di operatività e danno. Se calcolati solo SLV ed SLD 4. Si definisce Stato Limite di Inizio Danno (SLID), quello a cui è comunque associabile una perdita economica nulla in corrispondenza di un evento sismico e il cui periodo di ritorno è assunto, convenzionalmente, pari a 10 anni, ossia l = 0,1.

8 5. Si definisce Stato Limite di Ricostruzione (SLR) quello a cui, stante la criticità generale che presenta la costruzione al punto da rendere pressoché impossibile l esecuzione di un intervento diverso dalla demolizione e ricostruzione, è comunque associabile una perdita economica pari al 100%. Convenzionalmente si assume che tale stato limite si manifesti in corrispondenza di un evento sismico il cui periodo di ritorno è pari a quello dello Stato Limite dei Collasso (SLC). l SLR = l SLC 6. Pertanto le copie di punti per diagrammare il PAM risultano: l 0 7. Noti i punti del grafico si calcola il PAM come area sottesa alla spezzata attraverso la formula: Da calcolo 1/Tr C,SLV Da calcolo 1/Tr C,SLD 0,1 i=1 per SLID; i=2 per SLO; i=3 per SLD; i=4 per SLV; i=5 per SLC

9 8. Noto il PAM si determina la CLASSE PAM 9. La determinazione della CLASSE IS-V è implicitamente calcolata durante il calcolo del PAM l SLV = 1/ T rc,slv T rc,slv = f(pga C,SLV ) IS-V = PGA C,SLV / PGA D,SLV

10 METODO SEMPLIFICATO ESEMPIO - Edificio di Civile Abitazione realizzato in Comune ricadente in zona sismica 3; - Struttura portante in muratura di mattoni pieni e malta di calce; - Solai di piano e copertura a capriate lignee; - Presenza di nicchie per termosifoni sotto finestra; CLASSE MEDIA V5 CLASSE DI VULNERABILITA V6 (con scostamento)

11 METODO SEMPLIFICATO ESEMPIO V6 Il combinato tra ZONA 3 e Vulnerabilità V6 porta ad una Classe di Rischio D* Qualunque intervento (la cui efficacia venga valutata con metodo Semplificato) non porta a cambi di classe.

12 12 METODO SEMPLIFICATO (variante) ESEMPIO - Edificio di Civile Abitazione realizzato in Comune di Bologna (zona sismica 3); - Struttura portante in muratura di mattoni pieni e malta di calce; - Solai di piano e copertura a capriate lignee; CLASSE MEDIA V5 CLASSE DI VULNERABILITA V5

13 METODO SEMPLIFICATO (variante) ESEMPIO - Posa catene metalliche; - Ripristino/Rinforzo dei martelli murari ATTENZIONE: il passaggio da V5 a V4 è contemplato dalle Linee Guida solo per tipologie costruttive con solai rigidi

14 METODO SEMPLIFICATO (variante) ESEMPIO CLASSE DI RISCHIO C* STATO DI FATTO STATO DI PROGETTO

15 METODO CONVENZIONALE - Edificio di Civile Abitazione realizzato in Comune ricadente in zona sismica 3; - Struttura portante in muratura di mattoni pieni e malta di calce; - Solai di piano e copertura a capriate lignee; ESEMPIO Valori di DOMANDA

16 METODO CONVENZIONALE - Edificio di Civile Abitazione realizzato in Comune di Bologna (zona sismica 3); - Struttura portante in muratura di mattoni pieni e malta di calce; - Solai di piano e copertura a capriate lignee; ESEMPIO Esecuzione analisi sismica Ipotesi: 1. struttura soddisfa lo SLV al 40% 2. Struttura soddisfa lo SLD al 75% Pertanto: PGAC(SLV) = 0,066 PGAC(SLD) = 0,05 TrC(SLV) = 51 TrC(SLD) = 24 CLASSE IS-V : D IS-V

17 CR [%] METODO CONVENZIONALE ESEMPIO PGAC(SLV) = 0,066 PGAC(SLD) = 0,05 TrC(SLV) = 51 TrC(SLD) = 24 l(slv) = 1/51 = 1,9674 % l(sld) = 1/24 = 4,0836 % l(slc) = 0,49*1,9674 = 0,9674 % l(slo) = 1,67*4,0836 = 6,8196 % l [%] CLASSE PAM : D PAM

18 CR [%] METODO CONVENZIONALE INTERVENTI: Ammessi interventi inquadrabili ai sensi del NTC08 ESEMPIO - Consolidamento impalcati; - Creazione di cordoli in sommità; - Ripristino/Rinforzo dei martelli murari; Ipotesi: 1. struttura che soddisfa lo SLV 2. Struttura che soddisfa lo SLD Pertanto: PGAC(SLV) = 0,166 PGAC(SLD) = 0,067 TrC(SLV) = 475 TrC(SLD) = 50 l(slv) = 1/475 = 0,2105 % l(sld) = 1/50 = 2,0 % l(slc) = 0,49*0,2105 = 0,103 % l(slo) = 1,67*2,0 = 3,34 % l [%]

19 CR [%] METODO CONVENZIONALE ESEMPIO CLASSE IS-V : A IS-V CLASSE IS-V : B PAM l [%] CLASSE di RISCHIO Stato di Fatto: CLASSE di RISCHIO Stato di Progetto: D B

20 RIEPILOGANDO 1. Metodo semplificato STIMA ATTENDIBILE ma non sempre coerente con il metodo convenzionale; 2. La valutazione va sempre condotta con riferimento all UNITA STRUTTURALE; 3. L attribuzione della classe di rischio va sempre condotta con lo stesso metodo ed analisi (pre e post interventi); 4. Con il metodo SEMPLIFICATO solo interventi locali ed aumento di una classe di rischio (70% o 75%); 5. Se l intervento non modifica la classe di rischio detrazione al 50%; 6. Presenza di interventi (e.g.: sistemazione elementi secondari, etc.) non trattati direttamente e quindi che non producono detrazioni superiori al 50%; 7. Con metodo CONVENZIONALE necessaria valutazione del comportamento GLOBALE pre e post intervento anche se l intervento è di tipo locale;

21 21 EDIFICI INDUSTRIALI Anche in ASSENZA del calcolo della classe di rischio pre intervento si ritiene che ci sia un AUMENTO di una CLASSE di RISCHIO se si eliminano le carenze tipiche: - Connessioni tra elementi portanti; - Connessioni tra tamponamenti e struttura portante; - Stabilità elementi interni; INTERVENTI tipo «agibilità provvisoria» detraibili al 75%

22 22 EDIFICI in CALCESTRUZZO ARMATO Anche in ASSENZA del calcolo della classe di rischio pre intervento si ritiene che ci sia un AUMENTO di una CLASSE di RISCHIO eseguendo interventi locali solo se: - Edificio concepito con telai in ambo le direzioni principali; E se si eseguiranno i seguenti interventi: - Confinamento di tutti i nodi perimetrali; - Opere anti ribaltamento delle tamponature; - Opere di ripristino zone degradate;

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24 24 Buon Lavoro.