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La vulnerabilità sismica degli edifici

Prof. Ing. Stefano LenciDICEA – Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Architettura

Università Politecnica delle Marche, Ancona, [email protected]

Credits: F. Clementi, S. Vallucci

mailto:[email protected]

Sommario

2Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici

1. La vulnerabilità sismica

2. Vulnerabilità generali

3. Edifici in muratura

4. Edifici in c.a.

5. Edifici industriali (capannoni

prefabbricati)

6. Riferimenti

Una piccola premessa


Pericolosità sismicastima quantitativa dello scuotimento del terreno dovuto ad un evento sismico, in una determinata area. Esprimibile tramite l’accelerazione al suolo attesa (PGA)

RISCHIO SISMICOprobabilità 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)

Vulnerabilità sismicapropensione 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

Esposizionedislocazione, quantità, qualità e valore dei beni e delle attività che possono essere presenti sul territorio ed essere influenzate dall’evento sismico

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

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

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

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).

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.

2. METODI SEMEIOTICI

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.

3. METODI MECCANICISTICI (analisi strutturale)

Sommario





4. Edifici in c.a.


prefabbricati)

6. Riferimenti

Irregolarità in pianta


Irregolarità in altezza


portici

Cattiva qualità dei materiali


Carbonatazione cls

Ossidazione barre

Vulnerabilità indotte (vicinanza ad elementi vulnerabili)


Sommario





4. Edifici in c.a.


prefabbricati)

6. Riferimenti

Solai non rigidi, sfalzati, non collegati alle murature


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

Solai spingenti


A BC

D

EF

A. Cerniera cilindrica connessa alribaltamento fuori del piano(primo modo di danno).

B. Lesioni verticali sui muritrasversali conseguenti al moto diribaltamento della parete esterna.

C. Lesioni nelle pareti trasversali(secondo modo di danno).

D. Scivolamento dei puntoni del tettocon effetto di spinta sulla parete.

E. Sfilamento delle travi dei solaiconseguente alla oscillazione dellaparete esterna attorno alla base.

F. Spanciamento di un muro a doppiacortina con espulsione della suaparete esterna.

Coperture e a capriate lignee appoggiate su un

solo paramento murario

Aperture non allineate (in orizzontale e in verticale)


Cattivi collegamenti con i muri di spina


Buona connessione

Disomogeneità tipologiche e di materiale, assenza di giunti


Presenza di strutture ipogee


Sommario





4. Edifici in c.a.


prefabbricati)

6. Riferimenti

Carenza di staffe


Pilastri tozzi


Travi eccessivamente snelle (per esempio a spessore)


Pilastri deboli / travi forti


Nodi non armati (in particolare assenza di staffe)


Piano soffice (edifici a “pilotis”)


Villa Savoye – Le Corbusier

Interazione telaio-tamponatura


Sommario





4. Edifici in c.a.


prefabbricati)

6. Riferimenti

Assenza (o debolezza) dei collegamenti trave-pilastro (1)






Pareti esterne (prefabbricate) non collegate alla struttura


Assenza cordoli di collegamento in fondazione


Scaffalature interne


Carriponte (e linee di produzione appese)


Sommario


1. Che cosa è una vulnerabilità (sismica)



4. Edifici in c.a.


prefabbricati)

6. Riferimenti

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.


Regole generali per gli edifici.


Regole generali – Regole specifiche per i diversi materiali ed elementi.

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.

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/RISCHIO-

SI/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/RISCHIO-

SI/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-L2-

CEMENTOARMATO.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.

Ma…


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