Post on 15-Feb-2019
La vulnerabilità sismica degli edifici
Prof. Ing. Stefano LenciDICEA – Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Architettura
Università Politecnica delle Marche, Ancona, Italylenci@univpm.it
Credits: F. Clementi, S. Vallucci
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
3Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
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?
4Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
• 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
5Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
• 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)
6Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
• 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)
7Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
• 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
8Stefano 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
Cattiva qualità dei materiali
11Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
Carbonatazione cls
Ossidazione barre
Vulnerabilità indotte (vicinanza ad elementi vulnerabili)
12Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
Sommario
13Stefano 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
Solai non rigidi, sfalzati, non collegati alle murature
14Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
Solai rigidi (o meglio pesanti) e mal collegati alle murature
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Cordoli eccessivamente rigidi e
coperture in c.a. pesanti
Cordoli in breccia su murature a
sacco o non monolitiche
Solai spingenti
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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)
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Cattivi collegamenti con i muri di spina
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Buona connessione
Disomogeneità tipologiche e di materiale, assenza di giunti
19Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
Sommario
21Stefano 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
Travi eccessivamente snelle (per esempio a spessore)
24Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
Nodi non armati (in particolare assenza di staffe)
26Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
Piano soffice (edifici a “pilotis”)
27Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
Villa Savoye – Le Corbusier
Sommario
29Stefano 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
Assenza (o debolezza) dei collegamenti trave-pilastro (1)
30Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
Assenza (o debolezza) dei collegamenti trave-pilastro (2)
31Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
Assenza (o debolezza) dei collegamenti trave-pilastro (3)
32Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
Pareti esterne (prefabbricate) non collegate alla struttura
33Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
Assenza cordoli di collegamento in fondazione
34Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
Carriponte (e linee di produzione appese)
36Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
Sommario
37Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
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
Riferimenti normativi
38Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
[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.
Riferimenti bibliografici (1)
39Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
[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)
40Stefano Lenci - UNIVPM – Vulnerabilità sismica degli edifici
[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.