La vulnerabilità sismica degli edifici

La vulnerabilità sismica degli edifici
Prof. Ing. Stefano Lenci
DICEA – Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Architettura
Università Politecnica delle Marche, Ancona, Italy
[email protected]
Credits: F. Clementi, S. Vallucci
Sommario
1. La vulnerabilità sismica
2. Vulnerabilità generali
3. Edifici in muratura
4. Edifici in c.a.
5. Edifici industriali (capannoni
prefabbricati)
6. Riferimenti
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Una piccola premessa
RISCHIO SISMICO
probabilità che si verifichi o che venga superato un certo livello di danno o di perdita in
un prefissato intervallo di tempo e in una data area, a causa di un evento sismico
R = f (P,V,E)
Pericolosità sismica
stima quantitativa dello scuotimento del terreno dovuto ad un
evento sismico, in una determinata area. Esprimibile tramite
l’accelerazione al suolo attesa (PGA)
Vulnerabilità sismica
propensione di un sistema al danno o alla perdita a seguito di un
dato evento sismico.
Viene detta primaria se relativa al danno fisico subito dal
sistema, secondaria se relativa alla perdita subita dal sistema a
seguito del danno fisico
Esposizione
dislocazione, quantità, qualità e valore dei beni e delle attività
che possono essere presenti sul territorio ed essere influenzate
dall’evento sismico
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Cosa è dunque la vulnerabilità sismica?
• La propensione di una struttura (ma anche
altri manufatti, attività, beni, ecc.) a subire un
danno di un determinato livello a fronte
di un evento sismico di data intensità
•
Viene espressa come la probabilità che l’edificio possa subire
danni o modificazioni per effetto di un evento sismico di
assegnata energia
•
Misura della perdita o della riduzione di efficienza a
svolgere le funzioni che normalmente vengono esplicate a
regime
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Vulnerabilità sismica in pratica
• In sostanza è l’elenco dei “punti deboli”
dell’edificio: ogni “debolezza”
costituisce una specifica vulnerabilità,
che contribuisce alla vulnerabilità
globale dell’edificio
• L’individuazione dei “punti deboli” è
fatta sostanzialmente a partire
dall’osservazione dei danni subiti dagli
edifici nei passati terremoti
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Valutazione della vulnerabilità sismica (1)
• La valutazione della vulnerabilità in
pratica spesso consiste nella
determinazione di un numero che
misura l’attitudine a danneggiarsi
dell’edificio
0 = molto vulnerabile
1 = non vulnerabile
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Valutazione della vulnerabilità sismica (2)
• La valutazione è un processo che può
essere molto semplice o molto complesso:
1. METODI TIPOLOGICI
Concepiscono l’edificio come membro indifferenziato di una classe tipologica definita in funzione dei materiali,
della tecnica costruttiva o di altri fattori (tipi di struttura verticale, orizzontale, scale e copertura).
2. METODI SEMEIOTICI
Considerano l’oggetto (edificio, centro storico, ecc.) come un organismo la cui vulnerabilità può essere descritta
attraverso “sintomi”, rappresentati da indicatori di idoneità a sopportare le azioni sismiche o a valutarne gli effetti.
Un indice parziale di vulnerabilità viene assegnato ad ogni indicatore con lo scopo di determinare l’indice di
vulnerabilità totale dell’oggetto in esame.
3. METODI MECCANICISTICI (analisi strutturale)
Sostituiscono all’edificio un suo modello meccanico teorico. La vulnerabilità sismica è valutata tramite
modellazione dell’edificio, applicazione di forze verticali e orizzontali, determinazione dello stato tensionale e
della capacità di resistere alle azioni sismiche.
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Sommario
1. La vulnerabilità sismica
2. Vulnerabilità generali
3. Edifici in muratura
4. Edifici in c.a.
5. Edifici industriali (capannoni
prefabbricati)
6. Riferimenti
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Irregolarità in pianta
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Irregolarità in altezza
portici
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Cattiva qualità dei materiali
Ossidazione barre
Carbonatazione cls
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Vulnerabilità indotte (vicinanza ad elementi vulnerabili)
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Sommario
1. La vulnerabilità sismica
2. Vulnerabilità generali
3. Edifici in muratura
4. Edifici in c.a.
5. Edifici industriali (capannoni
prefabbricati)
6. Riferimenti
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Solai non rigidi, sfalzati, non collegati alle murature
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Solai rigidi (o meglio pesanti) e mal collegati alle murature
Cordoli eccessivamente rigidi e
coperture in c.a. pesanti
Cordoli in breccia su murature a
sacco o non monolitiche
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Solai spingenti
A
B
C
Coperture e a capriate
lignee appoggiate su un
solo paramento murario
D
E
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F
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Aperture non allineate (in orizzontale e in verticale)
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Cattivi collegamenti con i muri di spina
Buona connessione
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Disomogeneità tipologiche e di materiale, assenza di giunti
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Presenza di strutture ipogee
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1. La vulnerabilità sismica
2. Vulnerabilità generali
3. Edifici in muratura
4. Edifici in c.a.
5. Edifici industriali (capannoni
prefabbricati)
6. Riferimenti
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Carenza di staffe
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Pilastri tozzi
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Travi eccessivamente snelle (per esempio a spessore)
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Pilastri deboli / travi forti
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Nodi non armati (in particolare assenza di staffe)
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Piano soffice (edifici a “pilotis”)
Villa Savoye – Le Corbusier
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Interazione telaio-tamponatura
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Sommario
1. La vulnerabilità sismica
2. Vulnerabilità generali
3. Edifici in muratura
4. Edifici in c.a.
5. Edifici industriali (capannoni
prefabbricati)
6. Riferimenti
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Assenza (o debolezza) dei collegamenti trave-pilastro (1)
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Assenza (o debolezza) dei collegamenti trave-pilastro (2)
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Assenza (o debolezza) dei collegamenti trave-pilastro (3)
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Pareti esterne (prefabbricate) non collegate alla struttura
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Assenza cordoli di collegamento in fondazione
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Scaffalature interne
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Carriponte (e linee di produzione appese)
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Sommario
1. Che cosa è una vulnerabilità (sismica)
2. Vulnerabilità generali
3. Edifici in muratura
4. Edifici in c.a.
5. Edifici industriali (capannoni
prefabbricati)
6. Riferimenti
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Riferimenti normativi
[1] D.M. 14.01.2008, Nuove norme tecniche per le costruzioni, G.U. 4.02.2008, n.29, Ministero delle
Infrastrutture, dell’Interno e Dipartimento Protezione Civile, Roma, 2008.
[2] Circolare 2.02.2009, n.617, Istruzioni per l’applicazione delle “Norme Tecniche per le Costruzioni” di cui al
D.M. 14 gennaio 2008, Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, Roma, 2009.
[3] DPCM 26.02.2011, Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale
con riferimento alle norme tecniche per le costruzioni, G.U. 26.02. 2011 n.47, Roma, 2011.
[4] UNI ENV 1998-1, Eurocodice 8. Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture. Parte 1-1:
Regole generali, azioni sismiche e requisiti generali per le strutture.
[5] UNI ENV 1998-2, Eurocodice 8. Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture. Parte 1-2:
Regole generali per gli edifici.
[6] UNI ENV 1998-3, Eurocodice 8. Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture. Parte 1-3:
Regole generali – Regole specifiche per i diversi materiali ed elementi.
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Riferimenti bibliografici (1)
[1] AA.VV., Repertorio dei meccanismi di danno, delle tecniche di intervento e dei relativi costi negli edifici in
muratura, Tipografia Grafiche Scarponi srl, Osimo, 2007.
[2] Boscotrecase L., Piccarreta F., Edifici in muratura in zona sismica, Dario Flaccovio Editore, Palermo, 2006.
[3] Cangi G., Caraboni M., De Maria A., Analisi strutturale per il recupero antisismico. Calcolo dei cinematismi
per edifici in muratura secondo le NTC 2008, Dei, Roma, 2010.
[4] Carocci C., Tocci C. (a cura di), Leggendo il libro delle antiche architetture. Aspetti statici del restauro,
saggi 1985-1997, Gangemi Editore, Roma, 2010.
[5] Doglioni F., Moretti A., Petrini V., Le chiese e il terremoto, ed. LINT, Trieste, 1994.
[6] Vallucci S., Quagliarini E., Lenci S., Costruzioni storiche in muratura. Vulnerabilità sismica e progettazione
degli interventi, Wolters Kluwer Italia, 2013.
[7] Galasco. F., Frumento S., Analisi sismica delle strutture murarie. Calcoli strutturali, Sistemi Editoriali,
Napoli, 2011.
[8] Lombardo S., Valutazione della vulnerabilità sismica degli edifici esistenti in cemento armato, Dario
Flaccovio Editore, Palermo, 2012.
[9] Colombini S., Vulnerabilità sismica di edifici esistenti in cemento armato e in muratura, EPC Libri 2014.
[10] Dolce. M, Moroni C., La valutazione della vulnerabilità e del rischio sismico degli edifici pubblici mediante
le procedure vc (vulnerabilità c.a.) e vm (vulnerabilità muratura), Dipartimento di Strutture, geotecnica,
Geologia applicata all’ingegneria, Atti di dipartimento vol. n.4 anno 2005.
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Riferimenti bibliografici (2)
[11] Baggio C. et al. (a cura di), Manuale per la compilazione della scheda di 1° livello di rilevamento danno,
pronto intervento e agibilità per edifici ordinari nell’emergenza post-sismica (AeDES), Reprint, Dipartimento
della Protezione Civile, Roma, 2009.
[12] GNDT, Scheda di 1° livello edifici,http://rischiosismico.regione.marche.it/web/RISCHIOSI/Vulnerabil/Schede--1-/Scheda-L1-EDIFICI.pdf, settembre 2014.
[13] GNDT, Manuale per il rilevamento della vulnerabilità sismica degli edifici. Istruzioni per la compilazione
della scheda di 1° livello, GNDT, Roma, 2007, Appendice n.1 a Rischio sismico di edifici pubblici. Parte I
Aspetti metodologici, GNDT, Roma, 1993.
[14] GNDT, Scheda di 2° livello edifici in muratura, http://rischiosismico.regione.marche.it/web/RISCHIOSI/Vulnerabil/Schede--2-/schedaL2_muratura.pdf, settembre 2014.
[15] GNDT, Manuale per il rilevamento della vulnerabilità sismica degli edifici. Istruzioni per la compilazione
della scheda di 2° livello, GNDT, Roma, 2007, Appendice n.1 a Rischio sismico di edifici pubblici. Parte I
Aspetti metodologici, GNDT, Roma, 1993.
[16] GNDT, Scheda di 2° livello edifici in cemento armato,
http://rischiosismico.regione.marche.it/web/RISCHIO-SI/Vulnerabil/Schede--2-/SCHEDA-L2CEMENTOARMATO.pdf, settembre 2014.
[17] Istruzioni per la compilazione della scheda di secondo livello – edifici in cemento armato
http://rischiosismico.regione.marche.it/web/RISCHIO-SI/Vulnerabil/Manuali/05---manuale2ca.pdf, settembre
2014.
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