il rischio sismico, la normativa tecnica, le strategie e...

Miglioramento sismico delle costruzioni – Strategie di intervento: Parte 2 – Interventi di miglioramento sismico in edifici in acciaio, legno e cemento armato

Bologna 15.10.15

Il rischio sismico, la normativa tecnica, le strategie e gli interventi di mitigazione

Mauro Dolce Direttore Generale - Dipartimento della Protezione Civile – Presidenza Consiglio dei Ministri

Ordinario di Tecnica delle Costruzioni - Università di Napoli Federico II

1. Il rischio sismico in Italia e la sua mitigazione

2. Le Norme tecniche per le costruzioni (DM 14 gennaio 2008)

3. Il rafforzamento locale negli interventi di riparazione post-sisma e di prevenzione

SOMMARIO

-

10.000,00

20.000,00

30.000,00

40.000,00

50.000,00

60.000,00

1968 1972 1978 1980 1983 1990 1997 2000 2002 2003 2003

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20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

1968

1969

1970

1971

1972

1973

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1975

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1997

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1999

2000

2001

2002

2003

COSTO TERREMOTI ITALIANI - ULTIMI 50 ANNI (M€-2005) B

ELI

CE

FRIU

LI

IRP

INIA

-BA

SIL

ICAT

A

UM

BR

IA

MA

RC

HE

MO

LIS

E-

PU

GLI

A

2005

+ ABRUZZO‘09 + EMILIA’12 = ~ € 160 Mld 3-3,5 Mld €/an.

∼4500 VITTIME

Rischio sismico

Pericolosità Vulnerabilità Esposizione

X X

Misura (probabilistica) degli effetti (perdite umane, feriti, danni alle proprietà e perturbazioni alle attività economiche) che i terremoti in una data zona determinano sugli elementi esposti

RISCHIO SISMICO

SSN-GNDT 2000 INGV 2004

Accelerazione massima al suolo con periodo di ritorno 475 anni (Prob. 10% in 50 anni)

PERICOLOSITÀ SISMICA (E CLASSIFICAZIONE)

ESPOSIZIONE

Abitazioni Popolazione

percentuale di abitazioni per epoca di costruzione e tipologia (ISTAT 2001)

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

16%

prima del1919

1919-1945

1946-1961

1962-1971

1972-1981

1982-1991

1991-2001

epoca di costruzione

%

c.amur

superfici delle abitazioni totali e non protette

0

200°000°000

400°000°000

600°000°000

800°000°000

1°000°000°000

1°200°000°000

1°400°000°000

1°600°000°000

c.a. muraturatipologia costruttiva

mq

totalecostr. prima della classif.

Abitazioni – ISTAT 2001

VULNERABILITÀ SISMICA

• 5% degli edifici in muratura • 15% degli edifici in c.a. COSTRUITI DOPO IL 1982

0

2000

4000

6000

8000

1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020

Year

Num

ber o

f Mun

icip

aliti

es

in s

eism

ic a

rea

1908 Messina

1980 Irpinia

2002 Molise

1915 Avezzano

Variazione No. Comuni in zona sismica nelle diverse classificazioni

1909 1975 1984

EVOLUZIONE DELLA CLASSIFICAZIONE SISMICA

La vulnerabilità del patrimonio edilizio italiano è anche determinata da altri fattori, tra cui:

• presenza di un gran numero di edifici storici, o di antica costruzione, e di edifici monumentali,

• degrado di estesi quartieri in aree metropolitane, • edilizia illegale (“spontanea”) diffusa nelle zone a

maggiore pericolosità sismica, • inadeguata conoscenza della pericolosità

sismica del territorio all’epoca della costruzione, • inadeguatezza nell’applicazione delle norme.

VULNERABILITÀ SISMICA

Popolazione coinvolta in crolli per comune. Percentuale media in 100 anni

Abitazioni crollate per comune. Percentuale media in 100 anni

ISTAT 2001

ISTAT 2001

RISCHIO SISMICO

AZIONI PER LA MITIGAZIONE DEL RISCHIO SISMICO

1. Miglioramento delle conoscenze 2. Riduzione della vulnerabilità e dell’esposizione 3. Mitigazione degli effetti

1. Azioni per il miglioramento delle conoscenze

1.1 Conoscenza tecnico-scientifica promozione e finanziamento di programmi di ricerca applicata (sismologica, geologica, ingegneristica) PFG GNDT Centri di competenza (INGV, ReLUIS, EUCENTRE…)

1.2 Conoscenza del territorio e del costruito (*)

promozione e finanziamento di studi sul territorio per: - conoscenza del patrimonio costruito pubblico e privato - microzonazione sismica

(*) Per la valutazione del fabbisogno economico complessivo e per singole categorie, per la definizione delle strategie di intervento generali e su

specifiche categorie, per la definizione degli interventi sulla singola costruzione

2. Azioni per la riduzione della vulnerabilità e dell’esposizione

2.1 Azioni indirette – miglioramento degli strumenti

• Per la progettazione: Pericolosità, Classificazione, Normativa Formazione e aggiornamento professionale

• Per la pianificazione: Microzonazione sismica Pianificazione territoriale Piani di emergenza

2.2 Azioni dirette – riduzione della vulnerabilità del costruito

• Interventi sul patrimonio edilizio e su opere infrastrutturali edifici strategici e rilevanti (ospedali, scuole, etc.) opere infrastrutturali, beni culturali, etc.

• Interventi sul patrimonio edilizio privato

3. Azioni per la mitigazione degli effetti 3.1 Miglioramento dell’organizzazione del sistema di protezione civile e dei

piani di protezione civile per una migliore risposta del sistema

3.2 Diffusione della consapevolezza del rischio e della cultura di protezione civile della popolazione e degli amministratori pubblici, attraverso la comunicazione e campagne di divulgazione sui corretti comportamenti e sulla prevenzione

3.3 Esercitazioni per la verifica dei piani di protezione civile 3.4 Preparazione del volontariato 3.5 Miglioramento del monitoraggio sismico del territorio e delle costruzioni

…..

Negli anni passati, a partire dal 1986 si è investito molto poco in prevenzione sismica, e quasi esclusivamente su edifici pubblici strategici e rilevanti (ospedali, scuole, etc.). • 1986 – 2003: complessivamente sono stati investiti circa

316 Milioni di euro per la prevenzione (prescindendo dagli interventi di ricostruzione post-sisma), di cui 66 M€ per l’edilizia privata in Sicilia (L. 433)

• 2003 – 2009: sono stati finanziati interventi per circa 750 milioni di euro prevalentemente per le scuole

LA PREVENZIONE SISMICA NEL RECENTE PASSATO

2.2 Azioni dirette – riduzione della vulnerabilità del costruito

Il D.L. n.39 “Abruzzo” del 28 Aprile 2009 (convertito dalla Legge N.77 del 23 Giugno 2009)

Oltre ai vari provvedimenti finalizzati al superamento dell’emergenza e alla ricostruzione, sono stati adottati anche due importanti provvedimenti di prevenzione sismica a livello nazionale:

• Entrata in vigore delle nuove Norme Tecniche (DM 14.01.08) anticipata al 1.07.09

• Stanziamenti per la prevenzione sismica pari a 965 M€ in 7 anni

1/28

Articolo 11: Interventi per la prevenzione del rischio sismico Nello stato di previsione del Ministero dell'economia e delle finanze è istituito un Fondo per la prevenzione del rischio sismico.

A tal fine è autorizzata la spesa di: - euro 44 (poi ridotti a 42.504) milioni per l'anno 2010. - euro 145.1 milioni per l'anno 2011. - euro 195.6 milioni per ciascuno degli anni 2012, 2013, 2014. - euro 145.1 milioni per l'anno 2015. - euro 44 milioni per l'anno 2016.

Totale 963.504 M

(Decreto-legge 28/4/09 n. 39) convertito dalla Legge n. 24/6/09 n. 77




SOMMARIO

NTC DM 14 gennaio 2008 NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI

1. Oggetto della norma 2. Sicurezza e prestazioni attese 3. Azioni sulle costruzioni 4. Costruzioni civili e industriali 5. Ponti 6. Progettazione geotecnica 7. Progettazione in presenza di azioni sismiche 8. Costruzioni esistenti 9. Collaudo statico 10. Norme per le redazioni dei progetti esecutivi e delle

relazioni di calcolo 11. Materiali e prodotti per uso strutturale 12. Riferimenti tecnici

CIRCOLARE 2 febbraio 2009, n. 617 Istruzioni per l'applicazione delle

«Nuove norme tecniche per le costruzioni»

C1. Oggetto della norma C2. Sicurezza e prestazioni attese C3. Azioni sulle costruzioni C4. Costruzioni civili e industriali C5. Ponti C6. Progettazione geotecnica C7. Progettazione in presenza di azioni sismiche C8. Costruzioni esistenti C9. Collaudo statico C10. Norme per le redazioni dei progetti esecutivi e delle relazioni di calcolo C11. Materiali e prodotti per uso strutturale C12. Riferimenti tecnici

NTC e costruzioni esistenti

• Problema fondamentale – elevata vulnerabilità (sismica e non solo) – valore storico, artistico e ambientale

• Problema complesso – difficile definizione di regole generali di verifica e di progetto – uso delle diverse tecnologie di intervento

• Soluzione nelle NTC: approccio prestazionale – poche regole di carattere generale – alcune indicazioni importanti su valutazione della sicurezza,

progettazione ed esecuzione degli interventi – Indicazioni di maggior dettaglio nella circolare

• 8.1 Oggetto

• 8.2 Criteri generali

• 8.3 Valutazione della sicurezza

• 8.4 Classificazione degli interventi • 8.4.1 Intervento di adeguamento • 8.4.2 Intervento di miglioramento • 8.4.3 Riparazione o intervento locale

• 8.5 Procedure per la valutazione della sicurezza e la redazione dei progetti • 8.5.1 Analisi storico-critica • 8.5.2 Rilievo • 8.5.3 Caratterizzazione meccanica dei materiali • 8.5.4 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza • 8.5.5 Azioni

• 8.6 Materiali

Indice Cap.8 NTC-08 e circolare

• 8.7 Valutazione e progettazione in presenza di azioni sismiche

– 8.7.1 Costruzioni in muratura • 8.7.1.1 Requisiti di sicurezza • 8.7.1.2 Azione sismica • 8.7.1.3 Combinazione delle azioni • 8.7.1.4 Metodi di analisi globale e criteri di verifica • 8.7.1.5 Modelli di capacità per la valutazione di edifici in muratura • 8.7.1.6 Metodi di analisi dei meccanismi locali • 8.7.1.7 Edifici semplici • 8.7.1.8 Criteri per la scelta dell’intervento • 8.7.1.9 Modelli di capacità per il rinforzo di edifici in muratura

– 8.7.2 Costruzioni in cemento armato o in acciaio • 8.7.2.1 Requisiti di sicurezza • 8.7.2.2 Azione sismica • 8.7.2.3 Combinazione delle azioni • 8.7.2.4 Metodi di analisi e criteri di verifica • 8.7.2.5 Modelli di capacità per la valutazione di edifici in c.a. • 8.7.2.6 Modelli di capacità per il rinforzo di edifici in c.a. • 8.7.2.7 Modelli di capacità per la valutazione di edifici in acciaio

– 8.7.3 Edifici misti – 8.7.4 Criteri e tipi d’intervento – 8.7.5 Progetto dell’intervento

Indice Cap.8 NTC-08 e circolare

Indice (Appendici circolare)

• 8.A Stima dei fattori di confidenza

• 8.B Tipologie e relativi parametri meccanici delle murature

• 8.C Aggregati edilizi

• 8.D Analisi dei meccanismi locali di collasso in edifici esistenti in muratura

• 8.E Criteri per gli interventi di consolidamento di edifici in muratura

• 8.F Valutazione delle rotazioni di collasso di elementi di strutture in calcestruzzo armato e acciaio

• 8.G Modelli di capacità per il rinforzo di elementi in calcestruzzo armato

• 8.H Indicazioni aggiuntive relative ai ponti esistenti

• 8.I Indicazioni aggiuntive per gli elementi non strutturali e gli impianti soggetti ad azioni sismiche

8.1 Oggetto

NTC Il presente capitolo definisce i criteri generali per la valutazione della sicurezza e per la progettazione, l’esecuzione ed il collaudo degli interventi sulle costruzioni esistenti.

È definita costruzione esistente quella che abbia, alla data della redazione della valutazione di sicurezza e/o del progetto di intervento, la struttura completamente realizzata.

Circolare

Per edifici in c.a. ed in acciaio in costruzione, si intende struttura completamente realizzata quella per cui, alla data della redazione della valutazione di sicurezza e/o del progetto di intervento, è stata redatta la relazione a struttura ultimata ai sensi dell’art. 65 del D.P.R. 6 giugno 2001 n. 380.

Per edifici in muratura in costruzione, si intende struttura completamente realizzata quella per cui, alla data della redazione della valutazione di sicurezza e/o del progetto di intervento, è stato redatto il certificato di collaudo statico ai sensi del capitolo 4 del D.M. 20 novembre 1987 o ai sensi delle Norme Tecniche per le Costruzioni.

8.2 Criteri generali

Si dovrà prevedere l’impiego di metodi di analisi e di verifica dipendenti dalla completezza e dall’affidabilità dell’informazione disponibile e l’uso, nelle verifiche di sicurezza, di adeguati “fattori di confidenza”, che modificano i parametri di capacità in funzione del livello di conoscenza relativo a geometria, dettagli costruttivi e materiali.

La valutazione della sicurezza ed il progetto degli interventi sono normalmente affetti da un grado di incertezza diverso, non necessariamente maggiore, da quello degli edifici di nuova progettazione. L’esistenza di fatto della struttura comporta la possibilità di determinare le effettive caratteristiche meccaniche dei materiali e delle diverse parti strutturali.

Nelle costruzioni esistenti è cruciale la conoscenza della struttura (geometria e dettagli costruttivi) e dei materiali che la costituiscono (calcestruzzo, acciaio, mattoni, malta). È per questo che viene introdotta un’altra categoria di fattori, i “fattori di confidenza”, strettamente legati al livello di conoscenza conseguito nelle indagini conoscitive

Livello di Conoscenza

Geometria (carpenterie) Dettagli strutturali Proprietà dei materiali Metodi di analisi FC

LC1

Progetto simulato in accordo alle norme dell’epoca e limitate verifiche in-situ

Valori usuali per la pratica costruttiva dell’epoca e limitate prove in-situ

Analisi lineare statica o dinamica 1.35

LC2

Disegni costruttivi incompleti con limitate verifiche in situ oppure estese verifiche in-situ

Dalle specifiche originali di progetto o dai certificati di prova originali con limitate prove in-situ oppure estese prove in-situ

Tutti 1.20

LC3

Da disegni di carpenteria originali con rilievo visivo a campione oppure rilievo ex-novo completo

Disegni costruttivi completi con limitate verifiche in situ oppure esaustive verifiche in-situ

Dai certificati di prova originali o dalle specifiche originali di progetto con estese prove in situ oppure esaustive prove in-situ

Tutti 1.00

App.8a - Fattori di confidenza

8.3 Valutazione della sicurezza

La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi sulle costruzioni esistenti potranno essere eseguiti con riferimento ai soli SLU. Le Verifiche agli SLU possono essere eseguite rispetto alla condizione di SLV o, in alternativa, di SLC. Le costruzioni esistenti devono essere sottoposte a valutazione della sicurezza quando ricorrano condizioni di grave riduzione della sicurezza determinate da una delle seguenti situazioni: ……..

Valutazione della sicurezza: procedimento quantitativo volto a: stabilire se una struttura esistente è in grado di resistere alle combinazioni delle azioni di progetto contenute nelle presenti norme, oppure determinare l’entità massima delle azioni…. che la struttura è capace di sostenere, con i margini di sicurezza richiesti dalle presenti norme, definiti dai coefficienti parziali di sicurezza sulle azioni e sui materiali. Lo Stato limite di collasso viene considerato solo per costruzioni in calcestruzzo armato o in acciaio.

- riduzione evidente della capacità …. della struttura … dovuta ad azioni ambientali, degrado e decadimento delle caratteristiche meccaniche dei materiali, azioni eccezionali ….., situazioni di funzionamento ed uso anomalo, deformazioni significative imposte da cedimenti del terreno..; - provati errori di progetto o di costruzione; - cambio della destinazione d’uso della costruzione o di parti di essa, con variazione significativa dei carichi variabili e/o della classe d’uso della costruzione; - interventi non dichiaratamente strutturali, qualora …. in modo consistente, ne riducano la capacità o ne modifichino la rigidezza.

Due categorie di situazioni nelle quali è obbligatorio effettuare la verifica di sicurezza, entrambe riconducibili ad un significativo peggioramento delle condizioni di sicurezza iniziali o di progetto …: Variazioni… indipendenti dalla volontà dell’uomo (ad esempio: danni dovuti al terremoto, a carichi verticali eccessivi, a urti, etc., danni dovuti a cedimenti fondali, degrado delle malte nella muratura, … Variazioni dovute all’intervento dell’uomo, che incide … volontariamente sulla struttura (v. par. 8.4) oppure sulle azioni (es. aumento dei carichi verticali..), o che incide indirettamente sul comportamento della struttura (es. gli interventi non dichiaratamente strutturali, già discussi nel paragrafo 8.2).

8.3 Valutazione della sicurezza

8.4 Classificazione degli interventi

Categorie di intervento: –interventi di adeguamento

atti a conseguire i livelli di sicurezza previsti dalle presenti norme;

–interventi di miglioramento atti ad aumentare la sicurezza strutturale esistente, pur senza necessariamente raggiungere i livelli richiesti dalle presenti norme;

–riparazioni o interventi locali che interessino elementi isolati, e che comunque comportino un miglioramento delle condizioni di sicurezza

Gli interventi di adeguamento e miglioramento devono essere sottoposti a collaudo statico. GLI INTERVENTI LOCALI NO

Interventi primariamente finalizzati alla eliminazione o riduzione significativa di carenze gravi legate ad errori di progetto e di esecuzione, a degrado, a danni, a trasformazioni, etc. per poi prevedere l’eventuale rafforzamento della struttura esistente, anche in relazione ad un mutato impegno strutturale. Sui beni del patrimonio culturale vincolato, sono applicabili le “Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle norme tecniche per le costruzioni”. Tali linee guida sono adottabili per le costruzioni di valenza storico-artistica, anche se non vincolate.

8.4.1 Intervento di adeguamento

Obbligo di valutazione di sicurezza e, se necessario, adeguamento:

a) sopraelevazione o ampliamento;

b) variazioni di classe e/o destinazione d’uso con incrementi dei carichi globali in fondazione superiori al 10% (obbligo di verifica locale delle singole parti e/o elementi della struttura, con variazioni del carico superiori al 20%);

c) interventi strutturali volti a trasformare la costruzione mediante un insieme sistematico di opere che portino ad un organismo edilizio diverso dal precedente.

Le sopraelevazioni, nonché gli interventi che comportano un aumento del numero di piani, sono ammissibili solamente ove siano compatibili con gli strumenti urbanistici. Non è, in generale, necessario il soddisfacimento delle prescrizioni sui dettagli costruttivi purché siano garantite le prestazioni in termini di resistenza, duttilità e deformabilità previste per i vari stati limite.

8.4.2 Intervento di miglioramento

Interventi che siano comunque finalizzati ad accrescere la capacità di resistenza delle strutture esistenti alle azioni considerate. Miglioramento possibile se non è obbligatorio l’adeguamento.

Il progetto e la valutazione della sicurezza dovranno essere estesi a tutte le parti della struttura potenzialmente interessate da modifiche di comportamento, nonché alla struttura nel suo insieme.

Nel caso di intervento di miglioramento sismico, la valutazione della sicurezza è obbligatoria e riguarda la struttura nel suo insieme e i possibili meccanismi locali.

Ricadono anche interventi che varino significativamente la rigidezza, la resistenza e/o la duttilità dei singoli elementi o parti strutturali e/o introducano nuovi elementi strutturali, così che il comportamento strutturale locale o globale ne sia significativamente variato.

Quale livello di miglioramento?

RICOSTRUZIONI POST-TERREMOTO

• Ricostruzione Umbria-Marche ’97 >65% • Ricostruzione Pollino ’98 >65% • Ricostruzione Molise-Puglia ’02 >65% • Ricostruzione Abruzzo ’09 (1a fase) 60%-80%(*) • Ricostruzione Abruzzo ’09 (2a fase) >60% • Ricostruzione Emilia ’12 >60%

(*) Il limite superiore si applica all’intervento finanziato con il contributo pubblico.

Ai sensi delle NTC08, 60% e 80% corrispondono mediamente a una vita nominale di 15 e 30 anni, se 100% corrisponde a 50 anni

RICOSTRUZIONE ABRUZZO 2009

1. Riparazione con massimo rimborso di 10000 + 2500 €/appartamento per edifici “A” (agibili)

2. Rimborso completo delle riparazioni + rafforzamento locale (di parti strutturali critiche e elementi non strutturali) con 150-250 €/mq per edifici “B”, “C” e per edifici “E” con danni strutturali leggeri o assenti

3. Rimborso completo delle riparazioni + miglioramento sismico (fino a 80%) con 400-600 €/mq per edifici “E”

4. Ricostruzione o sostituzione per edifici crollati

5. Disposizioni specifiche per gli aggregati murari

Quale livello di miglioramento?

INTERVENTI DI PREVENZIONE SISMICA

• Prima del 2002 100% • Art. 80 Legge n. 289/2002 – Scuole ≥ 0% • Art. 32bis L.326/03 – Pubblici 100% (*) • Art. 32bis L.326/03, L.244/08 – Scuole ≥ 100% • Art.11 L.77/09 – Pubblici ≥ 60% (**) • Art. 11 L.77/09 – Privati ≥ 60% (**)

(*) Interventi di adeguamento o miglioramento

(**) Incremento di sicurezza ∆ ≥20%

8.4.3 Riparazione/Interventi locali

Riguardano singole parti e/o elementi della struttura. Il progetto e la valutazione sono riferiti alle sole parti interessate e documentano che non siano prodotte sostanziali modifiche al comportamento delle altre parti e della struttura nel suo insieme. Relazione di cui al par. 8.3 limitata alle sole parti interessate.

Può rientrare anche la sostituzione di coperture e solai senza variazione significativa di rigidezza, né aumento dei carichi verticali. Ricadono gli interventi di ripristino o rinforzo delle connessioni tra elementi strutturali diversi.

L’apertura di un vano in una parete muraria, accompagnata da opportuni rinforzi, può rientrare se non cambia rigidezza e resistenza e se la capacità di deformazione non peggiora.

1/28

C. 9.1.2. Intervento di miglioramento. Si definisce intervento di miglioramento l'esecuzione di una o più opere riguardanti i singoli elementi strutturali dell'edificio con lo scopo di conseguire un maggior grado di sicurezza senza peraltro modificarne in maniera sostanziale il comportamento globale. E’ fatto obbligo di eseguire interventi di miglioramento a chiunque intenda effettuare interventi locali volti a rinnovare o sostituire elementi strutturali dell'edificio. Tale tipologia d’intervento si applica, in particolare, al caso degli edifici di carattere monumentale, di cui all’art. 16 della legge 2 febbraio 1974, n. 64, in quanto compatibile con le esigenze di tutela e di conservazione del bene culturale. (solo DM96)

D.M.LL.PP. 24 gennaio 1986 D.M.LL.PP. 16 gennaio 1996 Norme tecniche relative alle costruzioni antisismiche

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C.9.2.2. Progetto esecutivo degli interventi di miglioramento. Nel caso di interventi di miglioramento il progetto deve contenere la documentazione prescritta per gli interventi di adeguamento limitatamente alle opere interessate. Nella relazione tecnica deve essere dimostrato che gli interventi progettati non producano sostanziali modifiche nel comportamento strutturale globale dell’edificio.

D.M.LL.PP. 24 gennaio 1986 D.M.LL.PP. 16 gennaio 1996 Norme tecniche relative alle costruzioni antisismiche

Quando il rafforzamento locale?

RICOSTRUZIONI POST-TERREMOTO (*)

• Abruzzo ’09 - riabilitazione rapida scuole inagibili B-C • Abruzzo ’09 - edifici privati inagibili B-C • Emilia ’12 - edifici danno/vulnerabilità B-C • Emilia ’12 - agibilità capannoni industriali

Il Rafforzamento Locale è stato adottato anche nelle ricostruzioni di terremoti minori avvenuti dopo l’entrata in vigore delle NTC-08.

INTERVENTI DI PREVENZIONE SISMICA

• Art.11 L.77/09 – Pubblici (strategici e rilevanti) • Art. 11 L.77/09 – Edifici privati




SOMMARIO

Lesioni ad andamento verticale in corrispondenza di incroci tra muri

EDIFICI IN MURATURA: MECCANISMI LOCALI

Ribaltamento dell’intera parete

EDIFICI IN MURATURA: MECCANISMI LOCALI

EDIFICI IN C.A.: COLLASSI DELLE TAMPONATURE

EDIFICI IN C.A.: INTERAZIONI SFAVOREVOLI

Schiacciamento della tamponatura in prossimità degli angoli dove è applicata direttamente la pressione di contatto con conseguente fessura diagonale in testa al pilastro

EDIFICI IN C.A.: ROTTURE NODI TRAVE-COLONNA

Assenza di staffe nel nodo Instabilità armatura pilastro passante nel nodo

www.protezionecivile.gov.it

Crisi della forcella in testa ai pilastri per martellamento della trave in un edificio monopiano prefabbricato con trave principale trasversale

Collasso capriata per perdita di appoggio

Danni agli edifici industriali: carenza collegamenti

– Riparazione e rafforzamento di 35 edifici scolastici poco danneggiati (A e B) per 7000 studenti a L’Aquila e altri 24 fuori L’Aquila (Provveditorato OOPP) (31 M€)

– 32 Moduli ad Uso Scolastico Provvisori (MUSP) per 6 000 studenti + nuovo Conservatorio A. Casella (85 M€)

A maggio 2009 è stato messo a punto un programma pressoché completato alla fine di settembre per la ripresa dell’anno scolastico

Il programma per la sicurezza delle scuole

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

Rafforzamento del nodo

Rafforzamento delle tamponature

Rafforzamento locale di nodi trave-colonna con fibre di carbonio

Rafforzamento antiribaltamento di tramezzi e tamponature

EDIFICIO SCUOLASTICO IN C.A.

INTERVENTI VOLTI AD ELIMINARE I MECCANISMI FUORI PIANO

II e III impalcato: INCATENAMENTO DIFFUSO - cerchiatura metallica esterna ed interna (saldata ai profilati metallici dei solai)

I impalcato: nessun intervento data la presenza di solai in c.a.

Cerchiatura esterna

Cerchiatura interna

EDIFICIO PRIVATO IN MURATURA

INCATENAMENTO – Costo a mq: 110 €/mq Costo totale: 42000 €

Ante-operam T2= T3=0 2,001,20

B0,2502,3650,3341,0006,751,1641,3701,396

21,2000,209

Ribaltamento delle

elevazioni:

Baricentro delle linee di vincolo

Z [m]ψ(Z) = Z/H ag(SLV)

(C8A.4.9)Se(T1)

(C8A.4.10)

2 - 1 0,0822 2,70 0,400 0,131 3,748- - - - -- - - - -

Ribaltamento delle

elevazioni:

ag(SLV)min(C8DA.4.9;

C8A.4.10)

2 - 1 0,0822 0,116- -- -

PGA-SLV

PARAMETRI DI

CALCOLO

Coefficiente di amplificazione stratigrafica SSCoefficiente CC

Periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro TC* Fattore di smorzamento η

Coefficiente di partecipazione modale γPrimo periodo di vibrazione dell'intera struttura T1 [sec]

Numero di piani dell'edificio N

Fattore di struttura qCoefficiente di amplificazione topografica ST

Categoria suolo di fondazione

Altezza della struttura H [m]

PGA di riferimento ag(PVR) [g]

Fattore di amplificazione locale del suolo di fondazione S

Fattore di amplificazione massima dello spettro FO

2,001,20

B0,2502,3650,3341,0006,751,1641,3701,396

21,2000,209

Ribaltamento delle

elevazioni:

Baricentro delle linee di vincolo

Z [m]ψ(Z) = Z/H ag(SLV)

(C8A.4.9)Se(T1)

(C8A.4.10)

2 - 1 0,6212 2,70 0,400 0,637 18,187- - - - -- - - - -

Ribaltamento delle

elevazioni:

ag(SLV)min(C8DA.4.9;

C8A.4.10)

2 - 1 0,6212 0,561- -- -

PGA-SLV

PARAMETRI DI

CALCOLO

Coefficiente di amplificazione stratigrafica SSCoefficiente CC

Periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro TC* Fattore di smorzamento η

Coefficiente di partecipazione modale γPrimo periodo di vibrazione dell'intera struttura T1 [sec]

Numero di piani dell'edificio N

Fattore di struttura qCoefficiente di amplificazione topografica ST

Categoria suolo di fondazione

Altezza della struttura H [m]

PGA di riferimento ag(PVR) [g]

Fattore di amplificazione locale del suolo di fondazione S

Fattore di amplificazione massima dello spettro FO

F = σs x Af =432 kN σs = 235 N/mm2

Post-operam T2=T3=432 kN

PGA ≈ 0,09g

PGA ≈ 0,60g

Valutazione del tiro esercitato dalla cerchiatura

metallica

adeguato per i mecc. fuori piano

Incidenza sul totale (95200€): 44% Incidenza sui rafforzamenti (46000€): 91%

COSTI AL NETTO DI IVA E ALTRI ONERI

OGGETTO ED OBIETTIVI DELL’INTERVENTO L’Ordinanza ammette al rimborso, oltre che la semplice riparazione o il reintegro degli elementi strutturali danneggiati, anche gli interventi di rafforzamento locale coerenti con le disposizioni del paragrafo 8.4.3 delle Norme tecniche di cui al D.M. 14.01.09 e del par. C.8.4.3 della relativa circolare applicativa n. 617 del 2 febbraio 2009, recante “Istruzioni per l'applicazione delle nuove norme tecniche per le costruzioni”.

Indirizzi per l’esecuzione degli interventi di

cui all’OPCM 3779 del 6/6/2009

OGGETTO ED OBIETTIVI DEGLI INTERVENTI

Gli interventi sugli elementi strutturali, condotti per conseguire un rafforzamento locale e non una semplice riparazione, saranno finalizzati ad eliminare le principali carenze strutturali dell’edificio oggetto dell’intervento, che danno luogo ai danni e ai meccanismi di collasso che più frequentemente si manifestano per effetto dei terremoti e dunque a conseguire un maggiore livello di sicurezza della costruzione.

Non è richiesta l’analisi sismica dell’intera costruzione ma solo la valutazione dell’incremento di sicurezza, in termini di resistenza e/o di duttilità, della parte strutturale su cui si interviene.



Tipologie di intervento ammesse ……… Gli interventi volti a migliorare le condizioni di sicurezza di parti strutturali critiche, in coerenza con gli art. 8.4.3 e 8.7.4 del D.M. 14 gennaio 2008, dovranno mirare prioritariamente a contrastare lo sviluppo di meccanismi locali e/o di meccanismi fragili e, quindi, a migliorare il comportamento globale della costruzione.

Indirizzi per l’esecuzione degli interventi di cui all’OPCM 3779 del 6/6/2009

60

Tipologie di intervento ammesse

Sono, inoltre, ammessi a finanziamento fino ad un importo

massimo pari a 150 €/mq di superficie coperta lorda, inclusi i costi di finitura, le spese tecniche e l’IVA, i seguenti interventi di rafforzamento locale:

1. gli interventi su tamponature e paramenti esterni non

danneggiati volti a prevenire crolli pericolosi per l’incolumità delle persone

2. gli interventi di rafforzamento locale di elementi strutturali ai sensi dell’art. 8.4.3 del DM 14.01.08



Tipologie di intervento ammesse - Muratura

- miglioramento dei collegamenti tra solai e pareti o tra copertura

e pareti e fra pareti confluenti in martelli murari ed angolate, conseguibile attraverso l’applicazione di tiranti;

- riduzione ed eliminazione delle spinte non contrastate di coperture, archi e volte, conseguibile mediante tiranti;

- sostituzione di architravi e/o rafforzamento delle pareti intorno alle aperture



Il volume è disponibile, in libero accesso su WEB:

http://www.doppiavoce.it/doc/doppiavoce_edizioni.htm

Linee guida per il terremoto Abruzzo 2009

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• Articolo 11: Interventi per la prevenzione del rischio sismico

• Nello stato di previsione del Ministero dell'economia e delle finanze è istituito un Fondo per la prevenzione del rischio sismico. A tal fine è autorizzata la spesa di: - euro 42.504 (44 inizialmente) milioni per l'anno 2010. - euro 145.1 milioni per l'anno 2011. - euro 195.6 milioni per ciascuno degli anni 2012. 2013 e 2014. - euro 145.1 milioni per l'anno 2015 e - euro 44 milioni per l'anno 2016: Totale 963.504 M

(Decreto-legge 28/4/09. n. 39) Legge n. 24/6/09 n. 77

1. Per gli interventi di rafforzamento locale o di miglioramento

sismico, o, eventualmente, di demolizione e ricostruzione, destinatari dei contributi di cui all’articolo 1, comma 2, lettera b), il costo convenzionale di intervento, ivi inclusi i costi …, è determinato nella seguente misura massima: a. rafforzamento locale:

100 €/mc di volume lordo edificio 300 €/mq di impalcato di ponte;

b. miglioramento sismico: 150 €/mc di volume lordo edificio, 450 €/mq di impalcato di ponte;

c. demolizione e ricostruzione: 200 €/mc di volume lordo edificio, 600 €/mq di impalcato di ponte.

Articolo 8 (Interventi su edifici e opere pubbliche)

Articolo 12 (Interventi sugli edifici privati)

1. Per gli interventi … di cui all’art. 2, c. 1, lettera c), il contributo per il singolo edificio è stabilito … destinato unicamente agli interventi sulle parti strutturali: a. rafforzamento locale: 100 €/mq di superficie lorda coperta

complessiva di edificio soggetta ad interventi, con il limite di 20.000 € per ogni unità abitativa e 10.000 € per altre unità immobiliari;

b. miglioramento sismico: 150 €/mq di superficie lorda coperta complessiva di edificio soggetta ad interventi, con il limite di 30.000 € per ogni u.a. e 15.000 € per altre u.i;

c. demolizione e ricostruzione: 200 €/mq di superficie lorda coperta complessiva di edificio soggetta ad interventi, con il limite di 40.000 € per ogni u.a. e 20.000 € per altre u.i..

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Articolo 9 (Interventi di Rafforzamento e miglioramento)

1. Gli interventi di rafforzamento locale, ..., sono finalizzati a ridurre od eliminare i comportamenti di singoli elementi o parti strutturali, che danno luogo a condizioni di fragilità e/o innesco di collassi locali.

2. Ricadono, tra l'altro, nella categoria di cui al comma 1 gli interventi volti a:

a) aumentare duttilità e/o resistenza a compressione e a taglio di pilastri, travi e nodi delle strutture in c.a.;

b) ridurre il rischio di ribaltamenti di pareti o di loro porzioni nelle strutture in muratura, eliminare le spinte o ad aumentare la duttilità di elementi murari;

c) mettere in sicurezza elementi non strutturali, quali tamponature, sporti, camini, cornicioni …

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Allegato 5: Condizioni per l’applicabilità del rafforzamento locale (assenza di carenze gravi) - articolo 11, c.2

EDIFICI IN MURATURA : • altezza non oltre 3 piani fuori terra, • assenza di pareti portanti in falso, • assenza di murature portanti in laterizio non strutturale, • assenza di danni strutturali medio - gravi visibili, • tipologie di muratura ricomprese nella tabella C8A.2.1 … con

esclusione della … muratura in pietrame disordinata, • compressione media nei setti murari per effetto dei soli carichi

permanenti e variabili non superiore a 1/5 della resistenza media a compressione; …

• buone condizioni di conservazione.

Allegato 5: Condizioni per l’applicabilità del rafforzamento locale (assenza di carenze gravi) - articolo 11, c.2

EDIFICI IN C.A. O IN ACCIAIO: • realizzazione successiva al 1970; • struttura caratterizzata da un sistema resistente alle forze

orizzontali in entrambe le direzioni ortogonali, • altezza non oltre 4 piani fuori terra; • forma in pianta relativamente compatta; • assenza di danni strutturali medio - gravi visibili, • compressione negli elementi strutturali verticali portanti in c.a. per

effetto dei soli carichi permanenti e variabili inferiore a 4 MPa; • compressione negli elementi … in acciaio … inferiore a 1/3 della

tensione di snervamento e snellezza delle colonne inferiore a 100 • buone condizioni di conservazione.

CONCLUSIONI

• Negli ultimi due decenni gli interventi di prevenzione strutturale con fondi pubblici sono orientati al miglioramento e rafforzamento locale piuttosto che al pieno adeguamento per massimizzare i risultati in termini di mitigazione del rischio in condizione di budget limitato.

• Gli interventi di rafforzamento locale, qualora ci siano le condizioni per la loro applicabilità, consentono di conseguire in maniera rapida ed efficace gli obiettivi della prevenzione, sia nel post-evento, sia nella più generale mitigazione del rischio.

• Oggi esistono gli strumenti normativi, progettuali ed esecutivi per poter applicare razionalmente, velocemente ed efficacemente anche il rafforzamento locale, come dimostrano le esperienze negli interventi post-terremoto.

Miglioramento sismico delle costruzioni – Strategie di intervento: Parte 2 – Interventi di miglioramento sismico in edifici in acciaio, legno e cemento armato

Bologna 15.10.15

Il rischio sismico, la normativa tecnica, le strategie e gli interventi di mitigazione

Mauro Dolce Direttore Generale - Dipartimento della Protezione Civile – Presidenza Consiglio dei Ministri

Ordinario di Tecnica delle Costruzioni - Università di Napoli Federico II

il rischio sismico, la normativa tecnica, le strategie e...

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