L’evoluzione delle normative sismiche...Amatrice – 24/08/2016 (298 vittime) Visso-Norcia –...

Strutture: sistemi di indagine e metodi di consolidamento

− L’evoluzione delle normative sismiche

Ing. Massimo Morelli

L’evoluzione delle normative sismiche:

L’AZIONE SISMICA E I SUOI EFFETTI

IL RISCHIO SISMICO ED IL QUADRO NORMATIVO

L’EVOLUZIONE DELLE NORME SISMICHE IN ITALIA

L’ATTUALE NORMATIVA APPLICATA ALLE STRUTTURE ESISTENTI



Tra le moltepici azioni che con accertata probabilità sollecitano un sistema

strutturale durante la sua vita di progetto, i terremoti rappresentano senza

dubbio gli eventi più pericolosi e devastanti per numero di vittime e danni

arrecati.



Le azioni sismiche, che possono essenzialmente essere considerate come forze

d'inerzia generate da una storia di accelerazioni trasmesse attraverso l'interfaccia

terreno-fondazione, determinano nelle costruzioni, normalmente progettate e

concepite per resistere ad azioni gravitazionali di tipo statico, regimi di

sollecitazioni di tipo dinamico. Tali sollecitazioni, per terremoti particolarmente

intensi, possono portare al collasso i manufatti, causando purtroppo la perdita di

numerose vite umane.



Principali eventi sismici in Italia a partire dal 1900:

Messina – 28/12/1908 (80’000 vittime)

Avezzano – 13/01/1915 (32’000 vittime)

Irpinia – 23/07/1930 (1’400 vittime)

Belice – 15/01/1968 (370 vittime)

Friuli – 06/05/1976 (965 vittime)

Irpinia – 23/11/1980 (2’750 vittime)



Principali eventi sismici in Italia a partire dal 1900:

Umbria-Marche - 26/09/1997 (12 vittime)

Molise – 30/10/2002 (29 vittime)

L’Aquila – 06/04/2009 (308 vittime)

Emilia – 20-29/05/2012 (27 vittime)

Amatrice – 24/08/2016 (298 vittime)

Visso-Norcia – 26-30/11/2016



Per far fronte ai quadro catastrofico che si e delineato negli ultimi decenni e

tentare quindi di ridurre in modo significativo il rischio sismico, si è concordi nel

ritenere che una moderna strategia di prevenzione debba necessariamente

essere basata su un approccio unitario che contempli rispettivamente:

1. La classificazione sismica del territorio per la stima, su basi probabilistiche,

delle azioni sismiche e la loro distribuzione sul territorio nazionale;

2. La progettazione antisismica delle nuove costruzioni;

3. L'adeguamento degli edifici esistenti.



È evidente che un siffatto approccio, anche in relazione alle sue ricadute in

termini sociali ed economici, non può essere lasciato ai libero arbitrio dei

progettisti ma debba necessariamente essere inquadrato in specifici ambiti

normativi.

D'altra parte, il legame funzionale tra evento sismico e normativa è testimoniato

dall'analisi storica, che dimostra inequivocabilmente come le norme di

progettazione antisismica sono quasi sempre scaturite e si sono

progressivamente evolute a seguito di terremoti particolarmente devastanti

instaurando una palese relazione causa-effetto tra evento sismico e norma

corrispondente.



Terremoti Normative

Messina – 28/12/1908 R.D. 193/1909: Norme tecniche per la

riparazione di edifici danneggiati dal sisma

e per la costruzione di nuovi edifici.

• Non consentivano di costruire su siti inadeguati (franosi, paludosi, molto acclivi) e individuavano i sistemi resistenti con cui edificare nuovi edifici (muratura animata, squadrata, listata, telai in ca).

• Limitavano l'altezza degli edifici, il numero di piani, la larghezza minima delle strade e gli spazi tra gli edifici.

• Introducevano forze statiche orizzontali e verticali, proporzionali alle masse, ma non quantificate

• Richiedevano opportuni dettagli costruttivi (cordoli, luce degli sbalzi a 60-70 cm, assenza di strutture spingenti)



Terremoti Classificazione sismica

Messina – 28/12/1908 RD 542/1909



Terremoti Normative

Avezzano – 13/01/1915 D.L. 1526/1916: Normativa tecnica per la

riparazione ed il rafforzamento degli

edifici danneggiati dal sisma

• Quantificano le forze statiche equivalenti al sisma

Sisma Verticale: Fv=O.5(G+Q)

Sisma Orizzontale

Fh=(1/8)(G+Q) al piano terreno

Fh=(1/G)(G+Q) agli altri piani

• Considerando edifici di 1, 2 e 3 piani, il rapporto tra taglio resistente alla base e peso totale dell'edificio vale:

Edificio ad 1 piano C=Vb/W=1/8 = 0.125

Edificio a 2 piani C=Vb/W= (1/8+1/6)/2 = 0.145

Edificio a 3 piani C=Vb/W= (1/8+1/6+1/6)/3 = 0.152




Avezzano – 13/01/1915 R.D.L. 573/1915



Terremoti Normative

Garfagnana – 07/09/1920 Regio Decreto n. 431/1927

• Introducono il concetto di zona sismica (I e II categoria)


Sisma Verticale Fv=0.5(G+Q)

Sisma Orizzontale

Fh=(1/8)(G+Q) al piano terreno

Fh=(1/6)(G+Q) agli altri piani

• Considerando edifici di 1, 2 e 3 piani, il rapporto tra taglio resistente alla base e peso totale dell'edificio vale:

Zona I Zona II

• Edificio ad 1 piano C=Vb/W=0.125 C=Vb/W=0.100

• Edificio a 2 piani C=Vb/W= 0.145 C=Vb/W=0.100

• Edificio a 3 piani C=Vb/W=0.100




Garfagnana – 07/09/1920 R.D. n. 431/1927




Irpinia – 23/07/1930 R.D. 682/1930



Terremoti Normative

Maiella – 26/09/1933 Regio Decreto n. 640/1935


• Sisma Verticale

Fv = O.50(G+sQ) I Categoria

0.25(G+sQ) II Categoria

• Sisma Orizzontale

Fh = 0.10(G+sQ) a tutti i piani I Categoria

Fh = 0.07(G+sQ) a tutti i piani II Categoria

• ll rapporto tra taglio resistente alla base e peso totale edificio vale:

I Categoria II Categoria

Qualunque num. piani C=Vb/W= 0.100 C=Vb/W= 0.07




Maiella – 26/09/1933 R.D. n. 640/1935 R.D. n. 2125/1937

Pieve d’Alpago - 18/10/1936




Irpinia – 21/08/1962 1962



Terremoti Normative

Belice – 15/01/1968 Legge n. 64 del 2 febbraio 1974 Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche

• Demanda a decreti ministeriali del Ministero dei LL.PP., e

non più a leggi, l’emanazione delle norme tecniche

• Introduce la denuncia/deposito dei lavori presso gli Uffici del Genio Civile o delle regioni e la preventiva autorizzazione scritta nelle zone ad alta sismicità

• Demanda a decreti ministeriali del Ministero dei LL.PP. l’emanazione della classificazione sismica con valori differenziati del grado di sismicità




Belice – 15/01/1968 1975



Terremoti Normative

Irpinia – 23/11/1980 D.M.LL.PP. 2 luglio 1981: Normativa tecnica

per la riparazione ed il rafforzamento degli

edifici danneggiati dal sisma

Si è visto che fino al 1980 solo le zone dove avvenivano i terremoti venivano classificate come sismiche

“SI CORREVA DIETRO AI TERREMOTI”

Il processo di classificazione stava durando da circa 80 anni e si erano quindi classificati sismici solo quei Comuni che avevano risentito un evento distruttivo negli ultimi 80 anni.

L’idea poteva andare bene se il processo degli eventi avesse avuto un periodo di ritorno nell’ordine del centinaio di anni. Tuttavia il periodo di ritorno di un evento catastrofico può essere anche nell’ordine del migliaio di anni.

Avremmo quindi dovuto aspettare altri 900 anni per avere il territorio italiano adeguatamente protetto, almeno per quanta riguarda le nuove costruzioni.




Irpinia – 23/11/1980 1984



Terremoti Normative

Molise – 30/10/2002 O.P.C.M. n.3274/2003: Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica.

• Normativa prestazionale. Norme per edifici nuovi, edifici esistenti, edifici isolati, ponti, opere di sostegno.

• Il Dip. Della Prot. Civile si sostituì al Ministero dei LL.PP/Infrastrutture.

• Grande salto qualitativo e concettuale rispetto alle precedenti normative.

• Sono introdotte 5 categorie di suolo.




Molise – 30/10/2002 2003/2004



Terremoti Normative

L’Aquila – 06/04/2009 N.T.C 14/01/2008: Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni

.

• Continuano a esistere le 5 categorie di suolo.

• Introduce parametri di amplificazione di suolo e topografici.

• Diverso modo di calcolare l’azione sismica

• Cambia la filosofia di progettazione.

• Introduce distinte forme spettrali per la verifica dello SLO, SLD , SLV, e SLC.


LE NTC 08 E LE STRUTTURE ESISTENTI

A seguito del terremoto dell’Aquila e del forte impatto sociale, economico e

pubblico, le NTC 08 “Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni” entrano in vigore

il 01.07.2009, cancellando in un sol colpo i troppi periodi di transizione normativi

che hanno di fatto ritardato l’utilizzo della nuova Normativa, maggiormente

cautelativa rispetto ai criteri precedenti.

Una delle novità più importanti di questa norma riguarda l’azione sismica, che

non viene più definita sulla base delle 4 zone sismiche indicate nell’OPCM

3274/2003 e s.m.i., ma si determina puntualmente per ogni sito. Questo lavoro è

stato svolto dall’INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia).



L’azione sismica di riferimento per la

progettazione (riportata nell’allegato A delle

NTC2008) è stata definita sulla base delle stime di

pericolosità sismica per il Territorio nazionale,

secondo una griglia regolare di nodi (con passo di

5 km, per un totali di oltre 10000 nodi) per

ognuno dei quali sono stati calcolati i parametri

che descrivono in maniera esaustiva la

pericolosità sismica (picchi di accelerazione,

accelerazioni spettrali, ecc…., tutti calcolati per

diverse probabilità di accadimento in 50 anni).



Il capitolo 8 delle “Norme tecniche per le Costruzioni” del 14 gennaio 2008 e il

capitolo C8 e l’Allegato A della circolare ll.pp. n. 617 del 2 febbraio 2009 si occupano

degli edifici esistenti. Uno degli argomenti trattati è quello della valutazione della

sicurezza dei fabbricati che in Italia assume una importanza primaria sia per l’elevata

vulnerabilità degli edifici, soprattutto rispetto alle azioni sismiche, sia per il valore

storico-architettonico-artistico-ambientale di gran parte del patrimonio esistente.



Si riportano sinteticamente le fasi progettuali che permettono la valutazione della

sicurezza di un fabbricato esistente:

1. Analisi storico-critica – Rilievo – Caratterizzazione meccanica dei materiali;

2. Definizione dei Livelli di Conoscenza (LC) e dei Fattori di Confidenza (FC);

3. Progettazione in presenza di azioni sismiche e Valutazione del Livello di sicurezza

presente;

4. Definizione degli eventuali interventi da effettuare affinché l’uso della struttura

possa essere conforme ai criteri di sicurezza definiti dalla norma;

5. Ridefinizione dei livelli di sicurezza raggiunti con l’intervento, nonché le eventuali

conseguenti limitazioni da imporre nell’uso della costruzione.



L’aspetto fondamentale è senza dubbio l’introduzione del concetto di Livello di

Conoscenza che definisce le procedure per il rilievo geometrico-strutturale, per i

dettagli strutturali, per la caratterizzazione meccanica dei materiali, per il metodo di

analisi da utilizzare. Inoltre sono definite le azioni e i materiali da utilizzare negli

eventuali interventi.

Il rilievo si può attuare secondo tre metodologie, ovvero mediante Verifiche in situ

limitate, estese ed esaustive che sono caratterizzate da un livello crescente di

conoscenza degli elementi costruttivi (vedi tabella C8A.1.3 per le strutture in c.a. e

cap.C8A.1.A.2 per le strutture in muratura).



Per le murature le Verifiche in situ sono basate su rilievi di tipo visivo effettuati

ricorrendo, generalmente, a rimozione dell'intonaco e saggi nella muratura.

Per le strutture in c.a. invece le Verifiche in-situ si riferiscono alla quantità e alla

disposizione dell’armatura che devono essere verificate per un numero crescente di

elementi strutturali principali (15%-35%-50%).

Le Prove e le Indagini in situ invece possono essere limitate, estese ed esaustive: per

le murature vanno dalle indagini visive alle prove sperimentali (prove di

compressione e di compressione-taglio) sui materiali in situ e in laboratorio mentre

per le opere in c.a. prevedono un numero crescente di provini di calcestruzzo e di

campioni di acciaio da fare analizzare in laboratorio. Si possono utilizzare anche

“prove non distruttive” ma per non più del 50% delle “prove distruttive” previste.

Per le opere in c.a. il numero delle “prove non distruttive” devono essere in numero

almeno il triplo delle “prove distruttive”.



Per quanto riguarda le costruzioni esistenti in muratura, la norma stabilisce che la

sicurezza della costruzione debba essere valutata sia nei confronti dei meccanismi di

collasso locali e che meccanismi d’insieme.

Per quanto riguarda le costruzioni esistenti in c.a. e in acciaio invece è previsto che

possa essere attivata la capacità di elementi con meccanismi resistenti sia “duttili”

che “fragili”.

A seconda del Livello di Conoscenza conseguito, ovvero Conoscenza Limitata (LC1),

Conoscenza Adeguata (LC2) e Conoscenza Accurata (LC3) viene definito un Fattore di

Confidenza (FC), che assume valori pari a 1.35, 1.20, 1.00 e che riduce i valori medi

di resistenza dei materiali della struttura esistente che, a loro volta, saranno

ulteriormente ridotti dai coefficienti parziali di sicurezza.



Appare dunque evidente l’importanza di risalire ad un Livello di Conoscenza elevato

poiché ciò ha pesanti ripercussioni sugli eventuali interventi strutturali sia dal punto

di vista della quantità di operazioni da svolgere che da quello economico.


LE NTC 18 – LE INNOVAZIONI NORMATIVE RIGUARDO IL PRELIEVO DEI CAMPIONI

Il 22 marzo 2018 è entrato in vigore l’aggiornamento

delle Norme Tecniche per le Costruzioni: non è stata

emanata ancora la Circolare attuativa da parte del

CSLLPP, in attesa della quale si possono seguire le

indicazioni di quella precedente.

Il CSLLPP ha emanato una nota riguardo alcune novità

delle NTC18 in merito al Prelievo dei Campioni dalla

struttura:

• §8.4.2. Costruzioni Esistenti – Caratterizzazione meccanica dei materiali;

• §§11.2.2 e 11.2.6 Controlli di qualità sul calcestruzzo – Carotaggi



§8.4.2. Costruzioni Esistenti – Caratterizzazione meccanica dei materiali • Il prelievo dei campioni dalla struttura e l’esecuzione delle prove

stesse devono essere effettuate a cura di un laboratorio autorizzato dal Ministero delle Infrastrutture.

• Il prelievo dovrà essere effettuato direttamente dal Laboratorio, mediante sperimentatori inclusi nel proprio organigramma, cui il laboratorio dovrà garantire l’adeguato grado di competenza.

• Ai fini della certificazione delle conseguenti prove i Laboratori daranno evidenza, nel verbale di accettazione dei campioni e nel certificato di prova stesso, della conformità dell’avvenuto prelievo a quanto disposto dal §8.4.2 o dal §11.2.2 delle NTC18; diversamente i campioni non potranno essere accettati ai fini dell’attività di certificazione ufficiale del Laboratorio.



§§11.2.2 e 11.2.6 Controlli di qualità sul calcestruzzo – Carotaggi • La domanda di prove al laboratorio deve essere sottoscritta dal

Direttore dei Lavori e deve contenere precise indicazioni sulla posizione delle strutture interessate da ciascun prelievo.

• Le prove a compressione vanno eseguite … tra il 28° e il 30° giorno di maturazione e comunque entro 45 giorni dalla data di prelievo. In caso di mancato rispetto di tali termini le prove di compressione vanno integrate da quelle riferite al controllo della resistenza del calcestruzzo in opera.

• La media delle resistenze a compressione dei due provini di un prelievo rappresenta la “Resistenza di prelievo” che costituisce il valore mediante il quale vengono eseguiti i controlli del calcestruzzo. Il prelievo non viene accettato se la differenza fra i valori di resistenza dei due provini supera il 20% del valore inferiore.


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