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Norme Tecniche per le Norme Tecniche per le CostruzioniCostruzioni

Circolare Circolare

Capitolo 8 Capitolo 8 -- Costruzioni esistenti Costruzioni esistenti .

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Articolazione dei documentiArticolazione dei documenti

Capitolo 8 delle NTC:(8 pagine) Principi generali ispirati ad un approccio prestazionale

Circolare :(23 pagine) commentario commentario che spiega gli aspetti fondamentali e fornisce una guida alla applicazione del cap. 8 senza però entrare in aspetti tecnici di dettaglio, che sono trattati in Appendici

Appendici alla Circolare :(48 pagine) procedure e regole di dettaglio

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NTC e costruzioni esistentiNTC e costruzioni esistentiProblema 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 contenuta nelle NTC: approccio prestazionale– poche regole di carattere generale– alcune indicazioni importanti su valutazione della sicurezza,

progettazione ed esecuzione degli interventiNovità importanti– Introduzione dei concetti di adeguamento, miglioramento e

intervento locale anche per azioni non sismiche

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1962

2003

PREVISIONI

SU BASE

SCIENTIFICA

1976

>1980

1980

2008

Reticolo

5 Km x 5 Km

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IndiceIndice del del CommentarioCommentario8.1 Oggetto8.2 Criteri generali8.3 Valutazione della sicurezza8.4 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

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IndiceIndice del del CommentarioCommentario (cont.)(cont.)

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 Analisi sismica globale e criteri di verifica• 8.7.1.5 Modelli di capacità per la valutazione• 8.7.1.6 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

– 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 cls. armato• 8.7.2.6 Modelli di capacità per il rinforzo di edifici in cls. armato• 8.7.2.7 Modelli per la valutazione di capacità di edifici in acciaio

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

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8.1 Oggetto8.1 OggettoNTC

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.

CommentarioPer 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.

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8.2 Criteri generali8.2 Criteri generaliSi 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

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8.3 Valutazione sicurezza8.3 Valutazione sicurezzaLa 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, alla condizione 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.

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8.4 Classificazione interventi8.4 Classificazione interventiCategorie 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 localiche 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

Interventi primariamente finalizzati alla eliminazione o riduzione significativa di carenze gravilegate 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 culturalevincolato, applicabili “Linee Guidaper 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

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8.4.1 Intervento di adeguamento8.4.1 Intervento di adeguamentoObbligo 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.

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8.4.2 Intervento di miglioramento8.4.2 Intervento di miglioramentoMiglioramento = interventi finalizzati ad accrescere la capacità di resistenza delle strutture esistenti alle azioni considerate.Miglioramento possibile se non obbligatorio 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, valutazione della sicurezza riguarda struttura nel suo insieme e possibili meccanismi locali.

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

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8.4.3 Riparazione/Interventi locali8.4.3 Riparazione/Interventi localiRiguardano 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.

Apertura di un vano in una parete muraria, accompagnata da opportuni rinforzi, possono rientrare se non cambia rigidezza e resistenza e capacità di deformazione non peggiorano.

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8.5 Valutazione e progettazione8.5 Valutazione e progettazione8.5.1 Analisi storico-critica8.5.2 Rilievo8.5.3 Caratterizzazionemeccanica dei materiali8.5.4 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza8.5.5 Azioni8.6 Materiali8.7 Valutazione e progettazionein presenza di azioni sismiche8.7.1 Costruzioni in muratura8.7.2 Costruzioni in cementoarmato o in acciaio8.7.3 Edifici misti8.7.4 Criteri e tipi d’intervento8.7.5 Progetto dell’intervento

8.5.18.5.28.5.3 Vedi Appendice 8.B .8.5.4 Vedi Appendice 8.A .8.5.58.68.7 .8.7.1 Vedi App. 8.C, 8.D. 8.E8.7.2 Vedi App. 8.F, 8.G, 8.H .8.7.38.7.4 Vedi Appendice 8.I8.7.5

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II dati necessari per la valutazionedati necessari per la valutazione

Documenti di progettoDocumenti di progettoRilievo strutturaleRilievo strutturaleProve in Prove in situsitu e in laboratorioe in laboratorio

Le fonti da considerare per la acquisizione dei dati necessari sonoLe fonti di informazioneLe fonti di informazione

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LIVELLI DI CONOSCENZAinformazione disponibile / metodi di analisi ammessi / fattori di confidenza

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 originali1

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

C.a. e acciaio

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Livello di Conoscenza Geometria Dettagli

costruttivi Proprietà dei materiali Metodi di analisi FC

LC1 verifiche in situ limitate

Indagini in situ limitate Resistenza: valore minimo di Tabella 8.B.1 Modulo elastico: valore medio intervallo di Tabella 8.B.1

1.35

LC2

Indagini in situ estese Resistenza: valore medio intervallo di Tabella 8.B.1 Modulo elastico: media delle prove o valore medio intervallo di Tabella 8.B.1

1.20

LC3

Rilievo muratura, volte, solai, scale. Individuazione carichi gravanti su ogni elemento di parete Individuazione tipologia fondazioni. Rilievo eventuale quadro fessurativo e deformativo.

verifiche in situ estese ed esaustive

Indagini in situ esaustive caso a) (disponibili 3 o più valori sperimentali di resistenza) Resistenza: media dei risultati delle prove Modulo elastico: media delle prove o valore medio intervallo di Tabella 8.B.1 caso b) (disponibili 2 valori sperimentali di resistenza) Resistenza: se valore medio sperimentale compreso in intervallo di Tabella 8.B.1, valore medio dell’intervallo di Tabella 8.B.1; se valore medio sperimentale maggiore di estremo superiore intervallo, quest’ultimo; se valore medio sperimentale inferiore al minimo dell'intervallo, valore medio sperimentale. Modulo elastico: come LC3 – caso a). caso c) (disponibile 1 valore sperimentale di resistenza) Resistenza: se valore sperimentale compreso in intervallo di Tabella 8.B.1, oppure superiore, valore medio dell'intervallo; se valore sperimentale inferiore al minimo dell'intervallo, valore sperimentale. Modulo elastico: come LC3 – caso a).

Tutti

1.00

Muratura

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8.B8.B -- ProprietProprietàà meccaniche muraturameccaniche muraturafm

(N/cm2) τ0

(N/cm2) E

(N/mm2) G

(N/mm2) w

(kN/m3) Tipologia di muratura Min-max min-max min-max min-max

Muratura in pietrame disordinata (ciottoli, pietre erratiche e irregolari)

100 180

2,0 3,2

690 1050

230 350 19

Muratura a conci sbozzati, con paramento di limitato spessore e nucleo interno

200 300

3,5 5,1

1020 1440

340 480

20

Muratura in pietre a spacco con buona tessitura 260 380

5,6 7,4

1500 1980

500 660 21

Muratura a conci di pietra tenera (tufo, calcarenite, ecc.) 140 240

2,8 4,2

900 1260

300 420 16

Muratura a blocchi lapidei squadrati 600 800

9,0 12,0

2400 3200

780 940

22

Muratura in mattoni pieni e malta di calce 240 400

6,0 9,2

1200 1800

400 600

18

Muratura in mattoni semipieni con malta cementizia (es.: doppio UNI foratura ≤ 40%)

500 800

24 32

3500 5600

875 1400 15

Muratura in blocchi laterizi semipieni (perc. foratura < 45%)

400 600

30,0 40,0

3600 5400

1080 1620 12

Muratura in blocchi laterizi semipieni, con giunti verticali a secco (perc. foratura < 45%)

300 400

10,0 13,0

2700 3600

810 1080 11

Muratura in blocchi di calcestruzzo o argilla espansa (perc. foratura tra 45% e 65%)

150 200

9,5 12,5

1200 1600

300 400

12

Muratura in blocchi di calcestruzzo semipieni (foratura < 45%)

300 440

18,0 24,0

2400 3520

600 880 14

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8.C 8.C –– Aggregati ediliziAggregati ediliziAggregato edilizio– insieme di parti risultato di una genesi articolata e non unitaria

Analisi di un edificio facente parte di un aggregato– possibili interazioni derivanti dalla contiguità strutturale (schiere)

Individuazione dell’unità strutturale– unitarietà del comportamento strutturale – tipologia costruttiva– continuità da cielo a terra per il flusso dei carichi verticali– di norma delimitata da spazi aperti, giunti strutturali, edifici contigui

caratterizzati da tipologie strutturali, materiali o epoche diverseVerifica globale semplificata– analisi statica non lineare analizzando e verificando separatamente

ciascun interpiano dell'edificio– si trascura la variazione della forza assiale nei maschi

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8.E 8.E –– Consolidamento muraturaConsolidamento muraturaRiduzione delle carenze dei collegamentiRiduzione delle spinte di archi e volteRiduzione della eccessiva deformabilità dei solaiInterventi in coperturaModifica della distribuzione degli elementi verticali resistentiIncremento della resistenza nei maschi murariPilastri e colonneRinforzo delle pareti intorno alle aperture Interventi alle scaleCollegamenti degli elementi non strutturaliInterventi in fondazione Giunti sismici

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8.G 8.G –– Rinforzo elementi c.a.Rinforzo elementi c.a.

Obiettivi– aumento della capacità portante verticale– aumento della resistenza a flessione e/o taglio;– aumento della capacità deformativa– miglioramento dell’efficienza delle giunzioni per

sovrapposizioneIncamiciatura in c.aIncamiciatura in acciaioPlaccatura e fasciatura in materiali fibrorinforzati

)25,1(25h

Lf);01,0(max)';01,0(max)3,0(016,01 d100cf

ywfsx35,0

V225.0

cel

umρ⎟⎟

⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛αρ

ν ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ωω

⋅γ

=θ

Modelli di capacitModelli di capacitàà deformativadeformativaRotazione ultima Rotazione ultima

Lv

Mu

Lv

φu

φy

Lpl

My

)/( cc fAN=ν

)/( cys bhffA=ω

)/( cys bhffA′=ω′

hwsxsx sbA=ρ

dρ

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=α ∑

oo

2i

o

h

o

h6

12

12

1bhb

hs

bs

lo sforzo assiale normalizzato agente su tutta la sezione Ac

percentuali meccaniche di armatura

percentuali meccaniche di armatura

percentuale di armatura trasversale

percentuale di eventuali armature diagonali

fattore di efficienza del confinamento Importanza dello sforzo normale(che fa dimunire la duttilità)

Importanza del Taglio (complessa)(che fa diminuire la duttilità)

Importanza dell’armatura compressa(che fa aumentare la duttilità)

Importanza delle staffe(che fanno aumentare la duttilità)

α=0 se staffe inefficaciθu ridotta del 15% se dettagli

non antisimiciθu moltiplicata per

se scarsa sovrapposizione in barre nervate

θu moltiplicata per

se scarsa sovrapposizione in barre nervate

)d/l,40min(025.0 bLo⋅

[ ])d/l,40min(1002.0 bLo+⋅

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8.H 8.H –– PontiPonti

In caso di interventi antisismici– preferibile l’adeguamento– accettabile il miglioramento

• se si interviene su tutto un ramo con risorse limitate, purché livelli di sicurezza uniformi

Livello di conoscenza e fattore di confidenzaModello strutturaleMetodi di analisi e criteri di verifica

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Componente Vulnerabilità(1) Importanza

Costo & interruzione per l’adeguamento

Valutazione / adeguamento se esistenti nelle zone(2):

Ancoraggi se nuovi nelle zone(2,3):

Apparecchiature e rifornimenti medici

Scaffali per stoccaggio di medicinali e altri importanti materiali medici di scorta

Alta Alta Basso 1 2 1 2 3

Apparecchiature mediche Variabile Alta Variabile 1 2 1 2 3

Componenti fissati al pavimento o sul tetto(4)

Caldaie Media Medio-alta Basso 1 2 1 2 3

Cabine contenenti i trasformatori elettrici Bassa Alta Medio-basso 1 1 2 3

Tipici componenti da installarsi sul pavimento o sul tetto montati su isolatori per le vibrazioni

Medio-alta Media Medio-basso 1 2 1 2 3

Tipici componenti o serbatoi fissati al pavimento o installati sul tetto con un rapporto di ribaltamento >1.6, componenti soggetti al ribaltamento

Alta Media Basso 1 2 1 2 3

Tipici componenti o serbatoi fissati al pavimento o installati sul tetto con un rapporto di ribaltamento tra 1 e 1.6.

Media Media Basso 1 2 1 2 3

Tipici componenti o serbatoi fissati al pavimento o installati sul tetto con un rapporto di ribaltamento < 1

Media Media Basso 1 2 1 2

Pedane d’appoggio Medio-bassa Variabile Medio-alto 1 2

(continua nella pagina seguente)

Raccomandazioni per la valutazione e l’adeguamento di componenti esistenti e l’ancoraggio di componenti nuovi

8.I 8.I –– Elementi Elementi non strutturali non strutturali e impiantie impianti

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Criterio di confronto

Valvole ad attivazione manuale

Valvole sismiche ad attivazione automatica

Valvole ad eccesso di flusso (istallazione al contatore)

Valvole ad eccesso di flusso (istallazione all’apparecchio)

Sensori di metano

Sistemi ibridi

Principio di funzionamento

Sono istallate dal fornitore in corrispondenza di ogni contatore

Interrompono automaticamente il flusso del gas quando avvertono una eccitazione sismica al di sopra di una soglia di taratura

Interrompono automaticamente il flusso di gas se un danno provoca, a valle del dispositivo, una perdita di entità superiore ad una soglia di taratura

Interrompono automaticamente il flusso di gas se un danno provoca, a valle del dispositivo, una perdita di entità superiore ad una soglia di taratura

Individuano la elevata concentrazione di gas metano e producono un segnale di allarme

Sistema modulare costituito da una unità centrale di controllo, sensori, dispositivi di controllo e di allarme

Requisiti di installazione e manutenzione

Nessuno, in quanto già previste come parte dell’impianto

Installazione da parte di personale qualificato

Installazione da parte di personale qualificato.

Devono essere dimensionate per uno specifico carico di lavoro dell’impianto e adeguate in caso di modifiche dell’impianto.

Installazione anche da parte dell’utente.

Devono essere dimensionate per uno specifico carico di lavoro dell’apparecchio e adeguate in caso di modifiche dell’apparecchio.

Installazione anche da parte dell’utente.

Di solito istallazione da parte di personale qualificato (se in associazione con dispositivi di intercettazione automatica)

Benefici Presenti in ogni impianto.

Istruzioni per il loro utilizzo di solito sono presenti nelle informazioni divulgate dal fornitore.

Interrompono il flusso quando il livello di eccitazione potrebbe essere sufficiente a danneggiare le tubature del gas.

Devono essere certificate in base ad uno standard

Interrompono il flusso solo quando si verificano condizioni di pericolo dovute ad una perdita di gas.

Devono essere certificate in base ad uno standard

Interrompono il flusso solo quando si verificano condizioni di pericolo dovute ad una perdita di gas.

Devono essere certificate in base ad uno standard

Avvisano l’utente quando si verifica una situazione potenzialmente pericolosa, lasciandogli la scelta su come intervenire.

Sono modulari e possono essere personalizzati per varie esigenze. Ogni modulo è dotato di funzioni specifiche.

(continua nella pagina seguente)

Alternative per la limitazione del rischio di fuoriuscite di gas

8.I 8.I –– Elementi Elementi non strutturali non strutturali e impiantie impianti

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