Valutazione della Vulnerabilità Sismica degli edifici strategici della Provincia di Bologna

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1 Valutazione della Vulnerabilità Sismica degli edifici strategici della Provincia di Bologna Bologna, 19 ottobre 2012

2 Esempi di applicazione del Metodo Speditivo e della Classe di Resistenza RE.SIS.TO. su alcuni fabbricati della Provincia di Bologna Relatore: Ing. Gianluca Perri U.O. Progettazione e D.L. Strutture, Sismica Settore LL.PP. - Provincia di Bologna

3 Gruppo di lavoro IL DIRETTORE SETTORE LAVORI PUBBLICI PROVINCIA DI BOLOGNA Ing. Davide Parmeggiani IL DIRETTORE CIRI UNIVERSITA DI BOLOGNA Prof. Ing. Marco Savoia IL RESPONSABILE U.O. Progettazione e D.L. Strutture-Sismica Ing. Gianluca Perri I Collaboratori dott. Ing. Irene Cavina Ing. Riccardo Stanzani IL RESPONSABILE SCIENTIFICO Prof. Ing. Claudio Mazzotti I Collaboratori Ing. Francesco Carrea Hanno collaborato alla redazione delle Valutazioni di Vulnerabilità di alcuni edifici: l ING. TOMMASO PAZZAGLIA e l ING. MARCO RAINIERO in qualità di professionisti incaricati dall Ente, nonché l ING. ANA JUEZ FERNANDENZ nell ambito dell attività di stage formativo. Hanno collaborato inoltre, per la Provincia di Bologna: per la parte di ricerca ed organizzazione il Servizio Archivio e Protocollo Generale e il Servizio Comunicazione per la realizzazione grafica del logo RE.SIS.TO.

4 O.P.C.M. n del 20 marzo art.2 comma 3 ha previsto l obbligo di verifica a cura dei rispettivi proprietari di tutte le opere strategiche per le finalità della Protezione Civile e quelle suscettibili di conseguenze rilevanti in caso di collasso. Decreto Legge n.216 del 29/12/12 art.3 (Decreto Milleproroghe) ulteriore proroga per le Verifiche sismiche sugli edifici strategici con termine il 31/12/2012 Circ. Dip. Prot.Civile 20/05/2010 ha richiesto, entro il 31 dicembre 2010, almeno la conoscenza delle caratteristiche generali, attraverso una scheda di Livello 0 invio avvenuto per via telematica entro il termine.

5 La Pericolosità sismica del territorio italiano comporta la necessità di conoscere le Vulnerabilità del patrimonio edilizio esistente ed in particolar modo di quello pubblico Un analisi approfondita, richiede però un dispendio di risorse, e soprattutto di tempo, che spesso non è compatibile con l impellenza dell indagine e le disponibilità economiche. L ampio patrimonio edilizio pubblico impone l adozione di Metodi Speditivi Provincia di Bologna Zona sismica 2 e 3 che permettano la realizzazione di indagini conoscitive in grado di definire le priorità su cui basare gli interventi locali o di miglioramento

6 PROVINCIA DI BOLOGNA Elevato N. edifici strategici in gestione/ di proprietà - Scuole di 2 grado superiore dislocate nel territorio - Sede della Provincia - alcune sedi distaccate dei Vigili del Fuoco - alcune Caserme dei Carabinieri A partire dal 2009 la Provincia di Bologna ha intrapreso un percorso che portasse alla definizione di una Metodologia Speditiva per la Valutazione di Vulnerabilità Sismica degli Edifici Strategici Redazione di una classifica degli edifici strategici in base al loro rapporto PGAofferta-PGAdomanda ed alla successiva classificazione RE.SIS.TO. SCOPO procedere alla programmazione delle Verifiche Sismiche mirate (da concepire ai sensi della OPCM n del 20 marzo 2003) ovvero alla progettaz. degli interventi di consolidamento locale e di Miglioramento Sismico globale necessari

7 SUDDIVISIONE EDIFICI STRATEGICI DELLA PROVINCIA DI BOLOGNA

8 CAMPIONE DI PARTENZA N. 62 complessi strategici N. 198 corpi di fabbrica (scolastici,istituzionali) Sez.A Sez.B Sez.C 5% 22% 72% Sezione A Edifici scolastici Bo e Provincia Sezione B Edifici scolastici Imolese Sezione C Edifici istituzionali di cui: - N.53progettati PER AZIONI SISMICHE - N. 2 realizzati con strutture in acciaio o legno per i quali non è applicabile il Metodo Speditivo UTILIZZATI PER LE VALUTAZIONI MEDIANTE METODO SPEDITIVO N.145 corpi di fabbrica

9 1) OPERAZIONI PRELIMINARI da effettuare su tutti i corpi di fabbrica 1) ricerca di materiale storico relativo alle strutture 2) sopralluoghi visivi mirati alla verifica della tipologia strutturale ed eventuali carenze 3) rilievo di massima in sito per il confronto con gli elaborati grafici in nostro possesso 4) rilievo fotografico ed indagini pacometriche e sclerometriche 2) DOCUMENTAZIONE DA PRODURRE per ogni corpo di fabbrica Redazione di apposita Relazione con l Applicazione del Metodo Speditivo per la Valutazione di Vulnerabilità Sismica degli edifici strategici (Provincia di Bologna - CIRI Università di Bologna) Compilazione della scheda CNR-GNDT di II livello Redazione Scheda di Sintesi (riepilogo dei dati più significativi delle Valutazioni di Vulnerabilità) Documentazione fotografica con localizzazione planimetrica delle tipologie strutturali e vulnerabilità locali Scheda documentazione strutturale reperita, detta Carta d identità strutturale.

10 ES. DI VALUTAZIONE DI VULNERABITA SISMICA Sede Via Zamboni muratura Corpo A c.a. Corpo B

11 3) ELABORAZIONI E DATI DI SINTESI Rapporto PGAofferta-PGAdomanda valutato con Metodo Speditivo Provincia di Bologna -CIRI A Classificazione RE.SIS.TO. B Vulnerabilità locali rilevate durante i sopralluoghi Elenco priorità per eseguire le Verifiche sismiche approfondite sugli edifici strategici e di interventi locali/miglioramenti

12 PGA g ELABORAZIONI E DATI DI SINTESI PGA g 0,3500 0,3000 0,2500 0,2000 0,1500 A) Rapporto PGAofferta-PGAdomanda Occorre evidenziare mediante istogrammi a colore il rapporto tra offerta e domanda in termini di accelerazioni al suolo con relativa percentuale, per ogni corpo di fabbrica e distinti per: muratura cemento armato 86,91% 49,60% 37,10% 100% 69,13% 44,48% 49,20% 67,30% 54,34% 100% 97,44% 100% 0,3500 0,3000 0,2500 0,2000 0, % 100% 100% 100% 100% 56,43% 60,24% 46,29% 89,72% 39,31% 84,12% 0,3132 0,1000 0,0500 0, PGA domanda 0,3155 0,3145 0,3259 0,3000 0,2720 0,2720 0,2720 0,2720 0,2720 0,3089 0,3089 0,3089 PGA offerta 0,2740 0,1560 0,1210 0,3000 0,1880 0,1210 0,1340 0,1830 0,1480 0,3089 0,3010 0,3089 0,1000 0,0500 0, PGA domanda 0,308 0,308 0,308 0,307 0,307 0,315 0,315 0,315 0,315 0,315 0,315 0,313 PGA offerta 0,308 0,308 0,308 0,307 0,307 0,178 0,190 0,146 0,283 0,124 0,265 0,313 Inoltre è necessario elencare i corpi di fabbrica in ordine decrescente del rapporto PGAofferta/PGAdomanda

13 ELABORAZIONI E DATI DI SINTESI B) Vulnerabilità locali: Durante i sopralluoghi è necessario fare attenzione ad eventuali elementi vulnerabili che possono creare dei punti deboli nelle strutture e fungere da innesco in caso di sisma. lesioni consistenti su architravature dei vani finestre Copriferri deteriorati Mancanza ritegni negli appoggi isostatici delle struttura Ricucitura lesioni presenti Ricostruzione copriferri e eventuale integrazione armatura Analizzare l appoggio e eventualmente potenziarlo

14 Esempi vulnerabilità locali Presenza di arellati Presenza di elementi in muratura a sostegno della copertura vulnerabili Scale di sicurezza parzialmente collegate alle strutture Indagini al fine di valutarne la stabilità Consolidamento muretti del sottotetto Valutare la possibilità di scollegarle

15 Classificazione RE.SIS.TO. Nata al fine di migliorare l immediatezza della percezione dei risultati dell analisi di vulnerabilità Sismica. La rappresentazione viene effettuata mediante una scala cromatica (utilizzando i colori dal rosso al verde) ed assegnando delle Classi Qualitative da I a V assegnate in funzione 1) del Rapporto tra PGAofferta e PGAdomanda 0-25% 25%-50% 50%-75% 75%-100% >100% 2) degli Elementi strutturali vulnerabili riscontrati durante i sopralluoghi, e ritenuti significativi RE.SIS.TO. (sigla che deriva da Resistenza sismica totale ) vuole inquadrare, all interno di macrocategorie, la possibile resistenza dell edificio in presenza di azioni sismiche previste nel sito.

16 In funzione dei considerevoli elementi vulnerabili presenti in un corpo di fabbrica, deve essere riconosciuta una classe superiore a quella che risulta dal solo rapporto PGAofferta-PGAdomanda (quindi peggiorativa in termini di classificazione qualitativa). 100 Classe RE.SIS.TO Esempio di classificazione: COD. PATRIM. E DENOMINAZIONE EDIFICIO Nome corpo di fabbrica CLASSE RE.SIS.TO X001 1 V X002 2 V X003 1 IV X004 2 IV X005 1 III X007 2 III X007 1 III X008 1 II X009 2 I X010 2 I V V IV IV III III III II I I X001 X002 X003 X004 X005 X006 X007 X008 X009 X010 20,00% 10,00% V IV III II I 20,00% 20,00% 30,00%

17 Scheda di Sintesi con classificazione RE.SIS.TO.

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19 I corpi di fabbrica risultati in Classe V RE.SIS.TO. avranno la priorità su tutti gli altri e saranno pertanto il punto di partenza per: eseguire le Verifiche Sismiche previste dall OPCM 3274/2003 programmare interventi di riparazione locale e/o miglioramento sismico per assicurare, in caso di evento sismico, la funzione di salvaguardia della vita. In un secondo momento si procederà ad effettuare le opportune verifiche/interventi per tutti i restanti edifici strategici, seguendo l ordine delle Classi RE.SIS.TO. (quindi seguendo l ordine delle Classe IV, III, II, I).

20 VANTAGGI OTTENUTI DALLA CLASSIFICAZIONE RE.SIS.TO. 1) Consente una miglior programmazione delle Verifiche Sismiche previste dall OPCM sulla base ad un ordine di priorità, con precedenza a quelli risultati in V Classe RE.SIS.TO., e via via per le Classi IV, III, II, I 2) Permette la conoscenza delle vulnerabilità locali presenti nella struttura, grazie ai sopralluoghi visivi effettuati, e quindi la programmazione di interventi locali di riparazione e/o di miglioramento sismico globale 3) Realizzabile in tempi sufficientemente rapidi e con limitate risorse economiche

21 RAFFRONTI MODELLAZIONE SEMPLIFICATA - MODELLAZIONE ACCURATA Metodo speditivo Modellazioni globali e analisi locali Raffronto eseguito su 17 unità strutturali per la maggior parte in muratura salvo alcuni casi isolati di edifici in cemento armato monopiano. Le unità strutturali esaminate sono state oggetto, in seguito ad interventi migliorativi programmati o in seguito a verifiche tecniche finalizzate alla valutazione della vulnerabilità sismica, ad indagini e studi effettuati con maggior cura e con maggior dispendio di tempo energia e fondi, studi eseguiti a partire dal 2006 a oggi. Raffronti effettuati al fine di stabilire l attendibilità della classifica RE.SIS.TO. effettuata.

22 Raffronti in termini di PGA accelerazione al suolo Paragonando le accelerazioni di collasso ottenute con il metodo semplificato (e di conseguenza il rapporto PGAofferta-PGAdomanda) con quelle ricavabili dalle analisi accurate si evidenzia come i valori risultino abbastanza similari errore medio riscontrato pari al 14%

23 Raffronti in termini di classe RE.SIS.TO. Analizzando le classi di rischio si riscontra che sui 17 complessi esaminati: n. 9/17 hanno dato la medesima classe di rischio n. 6/17 hanno dato un valore superiore (a favore di sicurezza) n. 2/17 hanno dato un differente valore di classe inferiore.

24 ULTERIORE VANTAGGIO NELL UTILIZZO DEL METODO SPEDITIVO Grazie ad un sistema di acquisizione dati, installato all estradosso del solaio della Sala Rossa della Sede di Via Zamboni, costituito da sensori di accelerazione integrati (Smartbrick), ed alla Valutazione di Vulnerabilità sismica effettuata con Metodo speditivo dalla Provincia e risultato interessante comparare, in occasione del sisma 20 maggio 2012, le accelerazioni che ha subito la struttura (Smartbrick) e quelle che si prevedeva subisse (Metodo Speditivo)

25 Smartbrick Importante sistema di monitoraggio che ha consentito la registrazione, ad altissima velocità in risposta, di fenomeni improvvisi come gli eventi sismici che insistono attualmente nei pressi del nostro territorio. Accelerazione in struttura [ milli-g 10-3 ] Tempo (s) Valore medio picco-picco Accelerazione in struttura (letta dal sensore) 0,047 g

26 Utilizzando la Scheda di Sintesi (prodotta sulla base del Metodo Speditivo) È possibile estrarre velocemente i valori della PGA c in struttura e la PGA c al suolo Es. caso Sede della Provincia

27 Il passaggio dall accelerazione in struttura S a,c, all accelerazione al suolo PGA c che porta al collasso la struttura è stabilito da questa relazione, presente nel Metodo Accelerazione in struttura (letta dai sensori) 0,047g Accelerazione al suolo effettiva 0,058g Accelerazione in struttura (da Valutazione di Vuln.) 0,097g Accelerazione al suolo prevista 0,122g Accelerazione al suolo rilevata a Sant Agostino 0,30g Sisma 20/05/2012: la struttura ha subito un accelerazione al suolo pari a 1/2 di quella prevista che porta al collasso la struttura.

28 Grazie per l attenzione