IDEE PER UNA NUOVA POLITICA DI PREVENZIONE

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1 UCITecnici GESTIONE SOSTENIBILE DEL COSTRUITO: Proposte per la Sicurezza e l'efficienza Energetica Roma, 22 maggio 2012 ENEA - Via Giulio Romano, 41 IDEE PER UNA NUOVA POLITICA DI PREVENZIONE Paolo Clemente, PhD

2 NORMATIVA Il regolamento serve a chi non si sa regolare L arte del costruire è molto di più che seguire le prescrizioni normative Il rispetto delle norme non garantisce la buona riuscita di un opera Tecnica delle Costruzioni Normativa Legge: sintetica, essenziale, deve stabilire criteri e obiettivi Allegato tecnico: non è legge, non è obbligatorio seguirlo, non garantisce a fronte della legge Warning! La Normativa va usata cum grano salis

3 TERREMOTO PIANURA PADANA EMILIANA 2012 Data Ora (UTC) Prof (Km) M L 2012/05/20 13:21: /05/20 13:18: /05/20 09:13: /05/20 03:02: /05/20 02:39: /05/20 02:35: /05/20 02:12: /05/20 02:11: /05/20 02:03: /05/19 23:13: Fonte: iside.rm.ingv.it

4 PGA DA INGV PROGETTO DPC-INGV S1 T R = 475 anni a g = g T R = 2475 anni a g = / g

5 SISMICITÀ STORICA Sismicità storica: non significativa in R = km dall epicentro 17/11/1570, Ferrara (30 km a est), M = 5.5, I 0 = VIII 11/07/1987, Prov. Bologna e Ferrara (20 km a sud) M = lug. 2011, Prov. Reggio Emilia (20 km a nordest), M = 4.7 Terremoti con M 6 a sud, nell Appennino settentrionale Allineamento est-ovest di circa 40 km tra le province di MO e FE

6 SISMICITÀ DAL 2005 La stella arancione al centro della mappa rappresenta l epicentro del terremoto di M=5.9. Come si vede la zona non presenta una sismicità molto elevata negli ultimi anni. Fonte: iside.rm.ingv.it. Fonte:ingv.it

7 MECCANISMO Si tratta di un meccanismo compressivo con direzione di massima compressione nord-sud.

8 COSTRUZIONE E MANUTENZIONE Costruzioni recenti: eventuali carenze sono da attribuire a difetti di progettazione o esecuzione Costruzioni antiche: eventuali carenze sono da attribuire a una cattiva manutenzione e/o mancanza di adeguati controlli COSTRUZIONI VECCHIE? Vita nominale 50 anni (NCT 2008) 1975 = anno delle prime norme sismiche di moderna concezione Edifici recenti = costruiti dopo il 1975 Edifici antichi = costruiti prima del 1975

9 VITA NOMINALE V N E FATTORE D USO C U V N = numero di anni in cui la struttura deve potere essere usata per lo scopo al quale è destinata (con manutenzione ordinaria) C U = funzione dell importanza dell opera V 50 anni N C = U (costr. ordinarie - rilevanti - strategiche) R V R=VN C R U VR Vita di riferimento V T= -ln 1-P Periodo di ritorno Edif. V N C U V R A 50 2 (classe IV) 100 Edificio A: dopo una carriera di 50 anni in classe IV, potrebbe proseguire il suo lavoro in cl. II, con un periodo di prepensionamento di 50 anni B (classe II) 100 Edificio B: promosso in classe IV, almeno per i primi 50 anni, per poi essere declassato in II Non giochiamo con questi numeri, ossia con la sicurezza!! V N deve essere legato alla funzionalità e non alla sicurezza La sicurezza non può essere legata alla durata della vita dell opera

10 a g (g) UCITecnici MASSIMO PERIODO DI RITORNO T R 2475 anni Se assumiamo T R,SLC = 2475 anni e C U = 2 e andiamo a ritroso: V N = 64 anni e T R,SLV = 1215 anni Questo è il livello di sicurezza massimo cui possiamo pensare VN=100 VN=64 VN= T R (anni) Se assumiamo V N > 64 anni si ha: T R,SLC = 2475 anni e T R,SLV T R,SLC ossia T R,SLC / T R,SLV < 2

11 Opere ordinarie: Vita nominale: UCITecnici V N, C U, T R : PROPOSTA V N = 50 anni La sicurezza dipende solo da C U = 1 C U,max (= 2) Opere particolari (grandi opere, con grossi investimenti e tempi di esecuzione lunghi): V N > 50 anni ma coerentemente: C U = C U,max e, quindi, in pratica (C U = 2): V N 64 anni Periodo di ritorno: T R,SLV = 475 anni: SLV edifici ordinari, si accetta un certo livello di danno; T R,SLC = 2475 anni: SLC strutture strategiche, indiendentemente da V N T R = anni: T R,SLC con T R,SLV = 475 o T R,SLV con T R,SLC = 2475 anni L evento con T R = 2475 anni potrebbe essere sostituito dal massimo terremoto credibile, ossia dal massimo evento atteso nell area.

12 S e (g) 0.2 UCITecnici ZONE A SISMICITÀ MOLTO BASSA S e (T) a g S F 0 Zona 4 (OPCM 3274/2003): a g 0.05 g = acc. di picco al bedrock (dipende da peric. base) Se - fond. Se - bedrock a g S T (s) a g T R = 475 NTC future: a g S g = acc. di picco al piano di posa delle fondazioni (dipende anche da amplificazione locale e quota fond.) Effetti sulle strutture: a g S F g = acc. max spettro e, a meno di f(t, ), sulla struttura, Posto a g S = 0.075g, si ha F a g (g) F 0 = (val. medio) (val. max) a g S F g 0.20 g Strutture poco sensibili ai terremoti al sito: S e (T) 0.20g (dipende anche dalla struttura e vale soprattutto per strutture isolate alla base)

13 S e (g) S e (g) UCITecnici FATTORE DI STRUTTURA Non è possibile (per motivi economici e architettonici) progettare in campo elastico in zone ad elevata sismicità (HSA) q Se-HSA Sd-HSA Se-LSA Sd-LSA S d (HSA) > S e (LSA) (zone a bassa sismicità): quindi in LSA si può progettare senza affidarsi alla duttilità T (s) Fissato S d,max (=0.4g) (valore massimo accettabile, sulla base di considerazioni economiche e di funzionalità) Se-HSA Se-MSA Se-LSA S d,max se S e >S d,max S d =S d,max con q = S e /S d,max minimo necessario T (s)

14 N p /N UCITecnici MASSIMA AMPIEZZA SPETTRALE a g F 0 (g) Massima pseudo-accelerazione a g F 0 (g) per suolo rigido (S=1) (T R = 475 anni) Funzione di distribuzione (uniforme distribuzione dei tipi di suolo) Tr=475 Tr= a g S F 0

15 VALUTAZIONE SICUREZZA La valutazione della sicurezza è obbligatoria in caso di: riduzione evidente della capacità resistente e/o deformativa della struttura, o delle caratteristiche meccaniche dei materiali, azioni eccezionali, cedimenti del terreno di fondazione; provati gravi errori di progetto o di costruzione; cambio della destinazione d uso (carichi e/o classe d uso); interventi non strutturali, se interagiscano con elementi strutturali. In tali casi, la valutazione della sicurezza deve permettere di stabilire se: l uso della costruzione possa continuare senza interventi; l uso debba essere modificato (declassamento, cambio di destinazione, ); sia necessario procedere ad aumentare o ripristinare la capacità portante. La valutazione della sicurezza va sempre effettuata in caso di (cap. 8.4): interventi di adeguamento o di miglioramento; riparazioni o interventi locali su elementi isolati, che comunque comportino un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti. Le norme non impongono di intervenire sugli edifici esistenti.

16 S (g) 1.2 UCITecnici ADEGUAMENTO O MIGLIORAMENTO? Se - 100% Se - 70% Sd - 100% Sd - 70% Migliorare = assumere un sisma di progetto meno severo di quello reale, ossia T R minore e, quindi, V R minore T (s) Ciò si può ottenere (V R =V N C U ) : Riducendo il fattore d uso C U, ossia declassando l edificio (C U 1) Riducendo la Vita nominale V N Per un edificio ordinario (C U =1) ciò si traduce nell accettare V N <50, in pratica un livello di sicurezza inferiore a quello minimo (T R,SLV =475, con V N =50, C U =1, V R =50) È INACCETTABILE!!

17 ADEGUAMENTO E ISOLAMENTO SISMICO Isolamento sismico di edifici esistenti: non ha senso il miglioramento Strutture che hanno subito lievi danni a causa del sisma: normalmente non vengono adeguati/migliorati ma soltanto, se necessario, riparati. Invece, dovrebbero essere adeguati, per es. con moderne tecnologie

18 TAMPONATURE: TAMPOPLAST Cappello Fascia Parete Elemento verticale

19 SICUREZZA = VALORE SICUREZZA STRUTTURALE VALORE DI MERCATO Indice di sicurezza = misura la sicurezza dell edificio e deve essere non inferiore ad un minimo prefissato Il valore di mercato degli edifici deve dipendere dall indice di sicurezza Va impedita la vendita di immobili con grado di sicurezza inferiore ad un minimo prefissato variabile a seconda dell'azione di riferimento (ad esempio sisma, azioni gravitazionali, etc).

20 ASSICURAZIONE E FONDO Assicurazione obbligatoria sui fabbricati a fronte di eventi naturali Sollevare lo Stato dagli oneri delle ricostruzioni a seguito di eventi calamitosi Incentivare controlli e verifiche accurate (da parte delle assicurazioni) al fine di definire i premi in funzione del grado di sicurezza dell immobile e della pericolosità del sito Stime preliminari portano a /anno per unità immobiliare. L assicurazione in parte potrebbe finanziare il Fondo per la Sicurezza e l efficienza Energetica (FSE) destinato agli interventi preventivi sugli edifici, intesi a renderli conformi alla norme vigenti in termini di sicurezza strutturale ed efficienza energetica, ai fini di una gestione sostenibile.

21 EDIFICI STORICI Costruiti senza tener conto delle azioni sismiche in modo adeguato Vulnerabili perfino a eventi moderati Caratterizzati da: Forma irregolare sia in pianta che in elevazione Connessioni non efficaci tra le pareti Solai deformabili nel loro piano Fondazioni superficiali Adeguamento sismico particolarmente delicato: Edifici affollati quotidianamente Vanno preservate le caratteristiche originali e il valore storico Vanno cercate nuove soluzioni

22 STRUTTURA ISOL. SISMICO EDIFICI ESISTENTI Brevetto internaz.: P. Clemente (ENEA), A. De Stefano, G. Barla (POLITO) Gap Terreno Settore cilindrico superiore Parete esterna Parete interna Isolatori Inseriti previa rimozione degli elementi di connessione Connessione rigida tra l edificio e il sistema di isolamento Settore cilindrico inferiore Tubi in c.a. inseriti a con tecnica spingitubo o microtunnelling (diametro 2 m)

23 P.M.: PROGETTO SOLES

24 PREVENZIONE = INFORMAZIONE All'ingresso degli edifici non adeguati sismicamente, soprattutto quelli pubblici e meta di turisti EDIFICIO NON ADEGUATO SISMICAMENTE

25 EDIFICIO ENEA - ANDIL - SULMONA Nuovo Centro Servizi Comunali, in muratura in laterizio con isolamento sismico Obiettivo: promuovere e valorizzare un tipo di architettura basata sull uso di un materiale strutturale affidabile e di moderne tecnologie antisismiche, ma anche di rispondere in termini di eccellenza ai parametri previsti dalla normative per l efficienza energetica e la sostenibilità ambientale.

26 FINE Grazie per la Vostra cortese attenzione