Lezione 1. Obiettivi prestazionali e normativa vigente. Laboratorio progettuale (Tecnica delle Costruzioni)

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1 Lezione 1 Obiettivi prestazionali e normativa vigente Laboratorio progettuale (Tecnica delle Costruzioni)

2 Obiettivi prestazionali

3 Obiettivi progettuali Sono definiti dall associazione associazione tra livelli di carico e livelli di prestazione Livelli di carico nf Livelli di prestazione 1... np-1 np Obiettivo A Obiettivo B

4 Quali obiettivi progettuali? Zona non sismica Una struttura deve essere progettata e costruita in modo che: Con accettabile probabilità rimanga adatta all uso per il quale è prevista, tenendo nel dovuto conto la sua vita presupposta e il suo costo Con adeguati livelli di accettabilità sia in grado di sopportare tutte le azioni o influenze, cui possa essere sottoposta durante la sua realizzazione e il suo esercizio, e abbia adeguata durabilità in relazione ai costi di manutenzione Eurocodice 2, punto 2.1

5 Quali obiettivi progettuali? Zona non sismica 1. Sopportare tutte le azioni... cioè evitare il collasso... Verifica allo stato limite ultimo (SLU) 2. Rimanere adatta all uso... ovvero limitare: deformazioni fessurazione (per c.a.) ecc. Verifica allo stato limite di esercizio (SLE)

6 ..E in zona sismica???

7 Evoluzione del concetto di protezione sismica Prime normative: Unico obiettivo 1. Evitare perdite di vite umane nel caso di terremoto con periodo di ritorno molto alto

8 Evoluzione del concetto di protezione sismica Normative attuali: Doppio livello di protezione 1. Evitare perdite di vite umane nel caso di terremoto con periodo di ritorno molto alto 2. Limitare i danni nel caso di terremoto con periodo di ritorno più basso Normativa italiana, a partire dal 1996 Normativa europea (Eurocodice 8)

9 Quali obiettivi progettuali? Zona sismica 1. Sopportare tutte le azioni... evitare il collasso nel caso di terremoto con periodo di ritorno alto Verifica allo stato limite ultimo (SLU) 2. Rimanere adatta all uso... limitare i danni nel caso di terremoto con periodo di ritorno basso Verifica allo stato limite di danno (SLD) Normativa italiana, a partire dal 1996 Normativa europea (Eurocodice 8)

10 Evoluzione del concetto di protezione sismica Tendenza della normativa: Più livelli di prestazione 1. Evitare il crollo 2. Evitare perdite di vite umane 3. Consentire un rapido ripristino dell operatività 4. Mantenere l operatività associati a diversi livelli di intensità sismica Normativa americana FEMA Capitolo 11 dell Ordinanza 3274

11 Livelli di prestazione 1. Evitare il crollo ( Near collapse ) La capacità dell edificio di portare azioni orizzontali e verticali è compromessa. L uso dell edificio dopo l evento sismico comporterebbe un sensibile livello di rischio. 2. Evitare perdite di vite umane ( Life safety ) Significativi danni agli elementi strutturali e non strutturali. Esiste ancora un consistente margine nei confronti del collasso. La funzionalità dell edificio è compromessa.

12 Livelli di prestazione 3. Consentire un rapido ripristino dell operatività ( Operational ) Danni modesti agli elementi non strutturali e quasi nulli a quelli strutturali. L utilizzo dell opera dopo il sisma dovrebbe essere consentito, anche se alcune funzionalità potrebbero risultare compromesse. 4. Mantenere l operatività ( Fully operational ) Danni estremamente modesti agli elementi non strutturali, tali da non compro-mettere in alcun modo la funzionalità dell edificio.

13 Livelli di intensita sismica Livello Frequente Occasionale Raro Estremamente raro Periodo di ritorno 43 anni 72 anni 475 anni 970 anni Probabilità di superamento 50% in 30 anni 50% in 50 anni 10% in 50 anni 10% in 100 anni

14 Quadro normativo (aggiornato al novembre 2006)

15 Normativa base italiana D.M. 14/9/05, Norme tecniche per le costruzioni Definisce i criteri generali. Azione sismica (punto 3.2) Particolari prescrizioni per la progettazione in presenza di azioni sismiche (punto 5.7) Effetti dell azione sismica sulle fondazioni (punto 7.4) Rinvia per le regole applicative ad altre norme: - Eurocodice 8 - OPCM

16 Eurocodice 8, EN 1998 (versione 2003, in inglese) È diviso in più parti - si segnala in particolare: Parte 1, Regole generali, azione sismica e regole per edifici. Cap. 2, Requisiti generali Cap. 3, Azione sismica Cap. 4, Progettazione di edifici Cap. 5-9, Regole costruttive per i principali materiali costruttivi (cemento armato, acciaio, strutture miste, legno, muratura) Cap. 10, Isolamento alla base Parte 3, Rinforzo e riparazione di edifici esistenti.

17 O.P.C.M L OPCM 3274 contiene i seguenti allegati: Criteri per l individuazione delle zone sismiche Norme tecniche per il progetto, la valutazione e l adeguamento sismico degli edifici Norme tecniche per il progetto sismico dei ponti Norme tecniche per il progetto sismico delle opere di fondazione e sostegno dei terreni L OPCM 3431 fornisce una versione aggiornata delle norme tecniche relative ad edifici e ponti

18 O.P.C.M Norme per edifici È diviso in più capitoli. In particolare: Cap. 2, Requisiti di sicurezza e criteri di verifica Cap. 3, Azione sismica Cap. 4, Criteri generali di progettazione Cap. 5-9, Regole costruttive per i principali materiali costruttivi (cemento armato, acciaio, strutture miste, legno, muratura) Cap. 10, Edifici con isolamento sismico Cap. 11, Edifici esistenti Si noti l analogia con l Eurocodice 8

19 Requisiti di sicurezza e criteri di verifica Due livelli di verifica: Sicurezza nei confronti della stabilità (SLU) per azione con alto periodo di ritorno le strutture, pur subendo danni di rilevante entità, devono mantenere una residua resistenza e rigidezza nei confronti delle azioni orizzontali e la capacità portante nei confronti dei carichi verticali Protezione nei confronti del danno (SLD) per azione con basso periodo di ritorno le costruzioni non devono subire danni gravi ed interruzioni d uso; i danno strutturali devono essere di entità trascurabile D.M. 14/9/05, punto OPCM 3431, cap. 2

20 Obiettivi prestazionali Frequente ccasionale OPCM 3274 Non accettabili Raro OPCM 3274 Molto raro Fully operational Operational Life safety Near collapse

21 Requisiti di sicurezza e criteri di verifica Due livelli di verifica: Sicurezza nei confronti della stabilità (SLU) Protezione nei confronti del danno (SLD) Per gli edifici esistenti si aggiunge: Protezione nei confronti del collasso (CO) OPCM 3431, cap. 11

22 Livelli di protezione antisismica Le costruzioni devono essere dotate di un livello di protezione antisismica differenziato in funzione della loro importanza e del loro uso L OPCM amplificava l azione sismica con il fattore di importanza γ I (1, 1.2, 1.4) Il DM05 introduce in generale (per tutte le azioni) il concetto di classi di importanza (classe 1, classe 2); per classe 2 varia la probabilità di superamento, in pratica l accelerazione sismica è aumentata di 1.4 D.M. 14/9/05, punto OPCM 3431, punto 2.5

23 Impostazione della normativa Precedente normativa italiana: Impostazione cogente, prescrizionale indicazioni da seguire, obbligatoriamente Norme europee, nuova normativa italiana: Impostazione prestazionale Principi Regole applicative obiettivi da raggiungere, obbligatori come farlo, consigli autorevoli ma non obbligatori

24 Impostazione prestazionale Principi Regole applicative Giusto, ma... obiettivi da raggiungere, obbligatori come farlo, consigli autorevoli ma non obbligatori Come si capisce se un punto della norma è un principio oppure una regola applicativa? Se è una regola applicativa, come si giustifica un modo di procedere diverso da quello indicato? Come si valuta la responsabilità - del progettista - di chi controlla?

25 FINE