NORMESISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA · a seguito del terremoto di S. Giuliano di Puglia ......

NORME SISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA

SOMMARIO

Storia

Eurocodici – Norme italianeEurocodici – Norme italiane

Norme attuali: Costruzioni nuove

Norme attuali: Costruzioni esistenti

Giacomo Di Pasquale, Dipartimento della Protezione Civile Nazionale


•Prima del 1908:

- norme per la ricostruzione dopo i terremoti - regole qualitative :1783 Calabria,

1859 Norcia, 1883 Ischia, 1908 Messina e Reggio Calabria.

• 1909:

-Regio Decreto n. 193 del 18 Aprile: Norme per la ricostruzione dopo i terremoti: -Regio Decreto n. 193 del 18 Aprile: Norme per la ricostruzione dopo i terremoti:

regole qualitative, n. piani, terreni, larghezza strade, forze verticali incrementate

e forze orizzontali non specificate quantitativamente, classificazione sismica.

•1916-1935:

- Decreto-legge n. 1526 del 5 novembre 1916: forze proporzionali alle masse

F=W/8 al 1 piano F=W/6 al secondo piano… Regio decreto n. 431 del 13 marzo 1927

istituite due zone sismiche, nella II F=W/10…. Regio decreto n. 640 del 25 marzo 1935

forze perpendicolari F=0,1W in zona I e F=0,07W in zona II; calcoli con metodo delle

tensioni ammissibili (TA).


•1962:

- legge n. 1684 del 25 novembre, aumentano il numero di piani, azione verticale

solo per le mensole, forze costanti sull’altezza.

• 1974 - 1975:

- norme sismiche generali Legge n. 64 del 1974 disciplina i controlli, la

pianificazione alle Regioni, rimanda le regole tecniche a Decreti Ministeriali pianificazione alle Regioni, rimanda le regole tecniche a Decreti Ministeriali

(DM) che possono essere aggiornati più rapidamente per tener conto degli

sviluppi della tecnica. I DM si basano sulla classificazione sismica e sul metodo

delle tensioni ammissibili (TA).

-Il DM 3 marzo 1975 definisce l’azione sismica mediante lo spettro di risposta F =

C R εβγW, con C= 0.1 e 0,07 (coefficiente sismico): R = 1.0 per T<0.8 sec.

R=0,862 T-2/3 per T>0,8 sec.; ε = 1.0 – 1.3 (coefficiente di fondazione), β= 1.0 –

1.4 (coefficiente di struttura), γ = coefficiente di distribuzione delle forze su H.

•1975:

- norme per la ricostruzione dopo i terremoti: regole qualitative


•1976 - 2003:

- si succedono i DM di aggiornamento fino al 1984 , quando viene introdotto il

coefficiente di Importanza I = 1,0 1,2 1,4 e al 1996 e relativa circolare del

1997 n. 65 con la quale si spiega che il sisma atteso è molto più severo di quello

di calcolo.

- Nel 2001 è emanato il Decreto del Presidente della Repubblica (DPR) n. 380 - Nel 2001 è emanato il Decreto del Presidente della Repubblica (DPR) n. 380

Testo unico delle disposizioni legislative e regolamentari in materia edilizia: i

beni culturali ed ambientali hanno una disciplina specifica :D.L. 490/1999 -

DLgs. 42/2004)

•2003:

- Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3274 del 20/3/2003

“Primi elementi in materia di classificazione sismica del territorio nazionale e di

normative tecniche per le costruzioni in zona sismica”: provvedimento urgente

a seguito del terremoto di S. Giuliano di Puglia (il comune non era classificato ).

Coerente con l’Eurocodice 8


2003 - 2010:

-Con OPCM 3274/2003 Riclassificazione sismica su base studi di pericolosità del 1998,

norme specifiche urgenti ispirate ad EC8 ma adattate; Obbligo di verifica sismica delle

opere strategiche e rilevanti entro il 2008 (poi 2010).

-Nel 2005 Norme Tecniche per le costruzioni integrate per tutte le azioni – Le azioni

sismiche sono definite da accelerazioni ag = 035g 0,25g, 0,15 g nelle Zone 1, 2 e 3,

migliore valutazione dell’effetto del suolo di fondazione ripresa da EC8migliore valutazione dell’effetto del suolo di fondazione ripresa da EC8

-nel 2006 Mappa di pericolosità sismica di base nazionale espressa in accelerazione

orizzontale al suolo “ag” (OPCM 3519/2006), Con il progetto DPC-INGV S1 vengono

definiti su una griglia di punti i valori di riferimento di ag e delle ordinate spettrali per

diversi periodi di ritorno (30 – 2475anni);

-Nel 2008 il DM 14.1.2008 adotta le azioni sismiche definite nel progetto S1

utilizzando il valore di ag e tarando le ordinate spettrali su una forma tipo EC8 ma con

Fa e T*c derivati da S1. il DM si ispira ad EC8 ma lo semplifica e lo adatta alla realtà

italiana delle costruzioni.


•2003 - 2010:

- le NTC08 prevedono 4 stati limite SLO, SLD, SLV, SLC con pe = 81, 63,10 e 5% i

primi due sono di esercizio e gli altri ultimi;

-metodo di verifica agli stati limite, con l’eccezione della Zona 4 per costruzioni

provvisorie o ordinarie (Classi I e II) per le quali si può usare il metodo delle

tensioni ammissibili con coefficiente sismico C = 0,03; tensioni ammissibili con coefficiente sismico C = 0,03;

-utilizzo di metodi di analisi lineari e non lineari, statici e dinamici

-due classi di duttilità: Alta (A) e Bassa (B) con coefficienti di struttura differenti e

dipendenti dalla ridondanza e dalla regolarità in altezza;

-Progetto basato sulla gerarchia delle resistenze a livello di nodo e di elemento

-Le norme sulle strutture esistenti sono calibrate alla realtà italiana, in particolare

le proprietà meccaniche sono tarate sulle tipologie costruttive italiane.

- Obbligatorietà della verifica di sicurezza di una costruzione esistente nei casi di

riduzioni evidenti di capacità, gravi errori di progetto o costruzione, variazione

d’uso con conseguente variazione dei carichi e/o classe.


•2003 - 2010:

- Mappa sismica di riferimento nazionale (OPCM 3519/06) con gli spettri a

probabilità uniforme su tutto il territorio nazionale e per periodi di ritorno fra 30

e 2475 anni. DM 14/9/2005 che detta nuove norme tecniche per le costruzioni e

recepisce la mappa nazionale. DM 14.1.2008 che rappresenta la normativa

attualmente vigente e che diverrà obbligatoria per tutti dal 1 luglio 2010.attualmente vigente e che diverrà obbligatoria per tutti dal 1 luglio 2010.

-Le Norme adottate con DM 14.1.2008 prevedono l’analisi di risposta sismica

locale e, nei casi in cui è possibile, l’utilizzo di un metodo semplificato di

valutazione delle modifiche prodotte da effetti stratigrafici basato sulle categorie

di sottosuolo, simile a quello EC8.

- Precisano anche il Collaudo Statico (cap. 9), i materiali (cap. 11) e l’utilizzo di

tecnologie innovative di progettazione antisismica (Isolamento e dissipazione).


•Evoluzione della classificazione sismica:

Garfagnana

1920

Rimini 1916

Monte Amiata

1917

1909 1915 1920

1984

1998

prop 2003


•classificazione sismica 2010:


Pericolosità sismica di base TR=30 - 2475 anni – valori puntuali – spettri UHS

TR=475 anni


Spettri elastici di norma compatibili con la forma EC8 e congruenti con UHS del

Progetto DPC – INGV S1

Spettro di risposta 10%/50 anni

ID 20979 (43.585, 13.49)

0,6 50 percentile

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 0,5 1 1,5 2

T (sec)

Se(T) (g)

50 percentile

84 percentile

16 percentile

NTC 08

aagg

aaggFF00

T*T*CC


Risposta sismica locale e categorie di suolo : RSL specifica, salvo casi semplici


Modifica degli spettri prodotta dalla risposta sismica locale: Sisma 1997 Cesi

CESI VILLA

I ≈≈≈≈ VII MCS

Minor damages

Accelerometric

station

CESI - 7.10.97 SSN - Spettri di risposta d=0.05

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

PSA (g/10)

Monte EW

Valle EW

Monte NS

Valle NS

SOFT SOIL

Recent sand-clay deposits

0 - 10 m: VS = 80 ÷ 100 m/s

10 m – valley floor: VS = 200 ÷ 400 m/s

~ 35 m

Minor damages

I ≈≈≈≈ IX MCS

Severe damagesCollapses

CESI BASSA

Bedrock

VS = 1000 ÷ 2000 m/s

~ 60 m

~ 350 m

Accelerometric

station

station

0.0

1.0

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Periodo (s)

Registrazioni SSN 7.10.97

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

1.50

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0

tempo (s)

accelerazione (g/10)

MONTE - NS

VALLE - NS


Valutazione semplificata dell’effetto di amplificazione locale del moto

Amplificazione dello spettro

S = SS x ST

ST = 1,0 1,2 1,4

Tc = Cc x T*cTc = Cc x T*c


Modifica degli spettri in funzione delle classi d’uso e categorie di sottosuolo

0,75

1,00

Opere in classe II SLV effetti stratigrafici

SeA

SeB

SeC0,75

1,00

Opere in classe IV SLV effetti stratigrafici

SeA

SeB

SeC

0,00

0,25

0,50

0 0,5 1 1,5 2

SeC

SeD

SeE

0,00

0,25

0,50

0 0,5 1 1,5 2

SeC

SeD

SeE

EUROCODICI – NORME ITALIANE

•Gli Eurocodici strutturali pubblicati dal CEN sono applicabili in Italia con le

precisazioni riportate nelle Appendici nazionali, o in assenza di esse,nella forma

internazionale EN;

•l’Ordinanza del Presidente del Consiglio dei ministri n. 3274 del 20 marzo 2003 ha

emanato una nuova classificazione sismica del territorio e nuove norme tecniche

per le costruzioni in zona sismica adottate con urgenza , ispirate all’EC8 ma adattate per le costruzioni in zona sismica adottate con urgenza , ispirate all’EC8 ma adattate

alla specificità italiana, soprattutto per le costruzioni esistenti;

•I contenuti dell’OPCM 3274 sono sostanzialmente confluiti nel Decreto Ministeriale

del 14 gennaio 2008, Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 08);

•Le NTC08 sono ispirate agli Eurocodici ma con l’obiettivo di rappresentare un corpo

normativo coerente, relativamente compatto, dotato di specificità soprattutto nel

settore delle costruzioni esistenti.

NORME SISMICHE: COSTRUZIONI NUOVE IN ITALIA NTC08 2.4

VITA NOMINALE DELLE COSTRUZIONI E CLASSI D’USO

Classi d’uso I) Presenza II)Affollamenti III)Affollamenti IV)Affollamenti Classi d’uso I) Presenza

occasionale,

edifici agricoli

Cu = 0,7

II)Affollamenti

normali senza

pericoli per

l’ambiente e

non pubblici

Cu=1,0

III)Affollamenti

significativi, industrie

a rischio di incidente,

reti viarie extraurbane

non in classe IV

Cu=1,5

IV)Affollamenti

significativi,

industrie a rischio

di incidente, reti

infrastrutturali

critiche per le

comunicazioni

post-sisma

Cu=2,0

provvisorie ordinarie grandi opere

VN = ≤≤≤≤ 10 anni ≥≥≥≥ 50 anni ≥≥≥≥ 100 anniPeriodo di riferimento per l’azione sismica VR = VN ×××× Cu ≥≥≥≥ 35

Costruzioni

NORME SISMICHE: COSTRUZIONI NUOVE IN ITALIA

OBIETTIVI E PERIODI DI RIFERIMENTO

Periodo di riferimento dell’azione sismica VR = VN CU (anni)

Classe d’uso � I II III IV

Coeff. CU � 0.70 1.00 1.50 2.00

TIPI DI COSTRUZIONE VN VR

Opere provvisorie – Opere provvisionali - Strutture in

fase costruttiva 10 35 35 35 35

Vita nominale di un’opera strutturale VN = periodo nel quale la

struttura, soggetta a manutenzione ordinaria, deve potere essere usata.

fase costruttiva

Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di

dimensioni contenute o di importanza normale 50 35 50 75 100

Grandi opere, ponti, opere infrastrutturali e dighe di

grandi dimensioni o di importanza strategica 100 70 100 150 200

OPERE con VN=50

CLASSE USO � I II III IV

PVR ↓ TR

SLO 0.81 30 30 45 60

SLD 0.63 35 50 75 101

SLV 0.1 332 475 712 949

SLC 0.05 682 975 1462 1950

OPERE con VN=100

CLASSE USO � I II III IV

PVR ↓ TR

SLO 0.81 42 60 90 120

SLD 0.63 70 101 151 201

SLV 0.1 664 949 1424 1898

SLC 0.05 1365 1950 2475 2475


REGOLE CONCETTUALI E COSTRUTTIVE NTC08

Tipo di regola * raccomandazione

** eccezione da giustificare

*** obbligatoria

7.2.1 Il sistema di fondazione deve essere dotato di elevata rigidezza

Classi

I e II

Classi

III e IV

**

7.2.3 Con l’esclusione dei soli tamponamenti interni di spessore non

superiore a 100 mm, gli elementi costruttivi senza funzione strutturale il

cui danneggiamento può provocare danni a persone, devono essere

verificati, insieme alle loro connessioni alla struttura, per l’azione sismica

corrispondente a ciascuno degli stati limite considerati

***

7.1 Fanno eccezione a quanto detto le costruzioni di classe d’uso III e IV,

per gli elementi non strutturali e gli impianti delle quali è richiesto

anche il rispetto delle verifiche di sicurezza relative allo SLO,….

7.2.1 Il sistema di fondazione deve essere dotato di elevata rigidezza

estensionale nel piano orizzontale e di adeguata rigidezza flessionale **

***


CRITERI DI VERIFICA DEL DIMENSIONAMENTO NTC08

7.3.6 STATI LIMITE ULTIMI

Le verifiche nei confronti degli stati limite ultimi degli elementi strutturali, degli elementi non

strutturali e degli impianti si effettuano in termini di resistenza e di duttilità.

7.3.6.1 Verifiche degli elementi strutturali in termini di resistenza Ed ≤≤≤≤ γγγγ Rd Rd

Ed = valore di progetto di ciascuna sollecitazione compresi gli effetti delle non linearità Ed = valore di progetto di ciascuna sollecitazione compresi gli effetti delle non linearità

geometriche e le regole di gerarchia delle resistenze .

Rd = resistenza di progetto , γγγγRd fattore di sovraresistenza

7.3.6.2 Verifiche degli elementi strutturali in termini di duttilità e capacità di deformazione

La duttilità posseduta da elementi e struttura nel complesso deve essere coerente con il fattore

di struttura q adottato.

Questa condizione si può ritenere soddisfatta applicando le regole di progetto e di gerarchia

delle resistenze indicate per le diverse tipologie costruttive.

In alternativa e coerentemente con modello e metodo di analisi utilizzato, si deve verificare che

la capacità di spostamento sia superiore alla domanda.

NORME SISMICHE: COSTRUZIONI ESISTENTI IN ITALIA

CRITERI DAL CAP. 8 DELLE NTC08

8.2 CRITERI GENERALI

Salvo quanto diversamente specificato, le disposizioni generali contenute negli altri capitoli della

presente norma costituiscono il riferimento anche per le costruzioni esistenti.

Nel caso di interventi dichiarati non strutturali (impiantistici, di ridistribuzione degli spazi, ecc.)

valutare la loro possibile interazione con gli SLU e gli SLE della struttura o parti di essa.valutare la loro possibile interazione con gli SLU e gli SLE della struttura o parti di essa.

La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi devono tenere conto che:

- la costruzione riflette lo stato delle conoscenze al tempo della sua realizzazione;

- possono essere insiti e non palesi difetti di impostazione e di realizzazione;

- la costruzione può essere stata soggetta ad azioni, anche eccezionali, i cui effetti non siano

completamente manifesti;

- le strutture possono presentare degrado e/o modificazioni significative rispetto alla situazione

originaria.



8.2 CRITERI GENERALI

Nella definizione dei modelli strutturali tenere conto che:

- la geometria e i dettagli costruttivi sono definiti e la loro conoscenza dipende solo dalla

documentazione disponibile e dal livello di approfondimento delle indagini conoscitive;

- la conoscenza delle proprietà meccaniche dei materiali non risente delle incertezze legate alla

produzione e posa in opera ma solo della omogeneità dei materiali stessi all’interno dellaproduzione e posa in opera ma solo della omogeneità dei materiali stessi all’interno della

costruzione, del livello di approfondimento delle indagini conoscitive e della loro affidabilità;

- i carichi permanenti sono definiti e la loro conoscenza dipende dal livello di approfondimento

delle indagini conoscitive.

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,



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 salvaguardia della vita

umana (SLV) o, in alternativa, alla condizione di collasso (SLC).umana (SLV) o, in alternativa, alla condizione di collasso (SLC).

Le costruzioni esistenti devono essere sottoposte a valutazione della sicurezza quando ricorra

anche una delle seguenti situazioni:

- riduzione evidente della capacità resistente e/o deformativa della struttura o di sue parti

dovuta ad azioni ambientali (sisma, vento, neve e temperatura),

- significativo degrado e decadimento delle caratteristiche meccaniche dei materiali, azioni

eccezionali (urti, incendi, esplosioni), funzionamento ed uso anomalo, cedimenti di fondazione;

- provati gravi 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; ………..

-



8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA…………

La valutazione della sicurezza deve permettere di stabilire se:

- l’uso della costruzione possa continuare senza interventi;

- l’uso debba essere modificato (declassamento …. imposizione di limitazioni e/o cautele d’uso);

- sia necessario procedere ad aumentare o ripristinare la capacità portante.- sia necessario procedere ad aumentare o ripristinare la capacità portante.

La valutazione della sicurezza si effettua quando si eseguano gli interventi strutturali di cui al

punto 8.4, e deve determinare il livello di sicurezza prima e dopo l’intervento.

8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI

Si individuano le seguenti categorie di intervento:

- interventi di adeguamento, che raggiungono i livelli di sicurezza previsti dalle norme;

- interventi di miglioramento che aumentano la sicurezza senza raggiungere i livelli delle norme;

- riparazioni o interventi locali che interessano elementi isolati, e che comunque comportino un

miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti.

Gli interventi di adeguamento e miglioramento devono essere sottoposti a collaudo statico


ESEMPI

6/17/2005CURVE DI CAPACITA'sisma X - distribuzione lineare

confronto tra le due motodologie

0.12

0.14

0.16

3

4

0

5

10

15

20

25

30

35

0,000 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008

estensimetri

trasduttori

pistone

Serie4

spostamento punto di controllo [m]

a/g

0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.2 0.24 0.28 0.32 0.36 0.40

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

2

1

2: listrib. lineare - modello a fibre

1: distrib. lineare - modello lineare

3: distrib. costante - modello lineare

4: distrib. costante - modello a fibre


ESEMPICorrelazione peso specifico-resistenza a compressione del tufo

5

10

15

20

25

Resistenza (N/mmq)

0

0 500 1000 1500 2000

Peso specifico (Kg/mc)

A / B distanza sicurezza con γm=2B

A

NΝ1 Ν2

M

M2

M1

1 = condizione statica2 = condizione sismica con q=3

1

2

dominio di resistenza a pressoflessione (γm=2)

percorso di carico con q=3

dominio di resistenza a pressoflessione (γm=1)

2'

Ν2'

M2'

B'

A'

A' / B' distanza sicurezza con γm=1

percorso di carico con q=1

2' = condizione sismica con q=1

LEGENDA

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