Diapositiva 1 - CIRI Edilizia e costruzioni
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Valutazione della Vulnerabilità Sismica degli edifici Strategici della Provincia di Bologna Bologna, 19 Ottobre 2012 METODOLOGIA SPEDITIVA PER LA VALUTAZIONE DI VULNERABILITA’ SISMICA DI EDIFICI IN MURATURA E C.A. Prof. Ing. Marco Savoia Bologna, 19 Ottobre 2012 Sommario 1) Metodologie esistenti per ampi patrimoni edilizi - Procedure qualitative - Procedure basate su principi meccanici 2) Metodologia speditiva proposta 3) Confronti con altre tecniche 4) Limiti e osservazioni Metodologie qualitative osservazionali-1 • Compilazione della Scheda GNDT di II livello • Procedura operativa consolidata • Valutazione sostanzialmente qualitativa • Valutazione di un indice di vulnerabilità come prodotto finale Pinho R., Calvi G.M., Crowley H., Colombi M., Goretti A., Meroni F. Strumenti speditivi per la definizione di priorità di intervento per edifici non adeguati. INGV-DPC 2004-2006/Progetto S1. Novembre 2006. Metodologie qualitative osservazionali-2 Grimaz S., Meroni F., Petrini V., Tomasoni R., Zonno G.(1982), Il ruolo dei dati di danneggiamento del terremoto del friuli nello studio di modelli di vulnerabilita’ sismica degli edifici in muratura, Istituto di Ricerca sul Rischio Sismico - Consiglio Nazionale delle Ricerche. Associazione Indice di vulnerabilità - PGA di collasso 1 PGAC = αc + βc ∙ 25 + V γ Accelerazione di collasso dell’edificio Metodologie quantitative -1 Dolce M., Moroni C., 2005. La valutazione della Vulnerabilità e del Rischio Sismico degli Edifici Pubblici mediante le procedure VC e VM, progetto Strumenti Aggiornati per la Vulnerabilità sismica del patrimonio Edilizio e dei sistemi urbani (SAVE). • Ricerca informazioni tecniche - Reperimento documentazione - Sopralluoghi e saggi - Rilievo geometrico di massima • Modello semplificato per determinare il taglio resistente - Muratura - C.A. Metodologie quantitative -2 • Vulnerabilità sismica e Rischio di collasso Limiti del modello: - Incompletezza delle informazioni sulla geometria della struttura e sulle resistenze dei materiali - Non considera gli effetti torsionali - Non tratta la vulnerabilità delle parti non strutturali VALUTAZIONI comunque QUALITATIVE METODOLOGIA PROPOSTA • Compilazione della Scheda GNDT di II livello • Valutazione del taglio resistente del sistema tr (Muratura) VR (C.A.) • Determinazione dell’accelerazione di collasso dell’edificio (Dolce) VALUTAZIONE DI VULNERABILITA’ SISMICA Procedura 1. 2. 3. 4. Premessa Individuazione dell’area Descrizione della struttura Elementi di vulnerabilità sismica 5. Valutazione della domanda 6. Stima della capacità 7. Vulnerabilità e confronto domanda offerta 8. Possibili interventi 9. Riferimenti bibliografici 10. Allegato1: scheda di sintesi 11. Allegato2: documentazione fotografica PREMESSA METODOLOGIA APPROSSIMATA Procedura operativa 1) Ricerca di materiale storico documentale relativo ai fabbricati e alle strutture 2) Sopralluoghi visivi per ogni corpo di fabbrica mirati alla verifica della tipologia strutturale e delle eventuali carenze 3) Rilievo di massima in sito per il confronto con gli elaborati grafici in nostro possesso 4) Rilievo fotografico ed indagini pacometriche e sclerometriche 5) Valutazione della vulnerabilità del sistema Procedura operativa 1) Ricerca di materiale storico documentale relativo ai fabbricati e alle strutture Ricerca di materiale storico documentale • Fondamentale la partecipazione del personale dell’Ente gestore del Patrimonio edilizio investigato • Attività non appaltabile! Tavole strutturali Abachi ferri Indagini geotecniche Procedura operativa 2) Sopralluogo ispettivo presso il fabbricato a) Coordinamento con il personale addetto alla gestione del fabbricato per l’apertura e la visita dei locali. b) Testimonianza di tale personale in merito a criticità e alla storia del fabbricato. c) Composizione della squadra: - Tecnico incaricato - Referente Ente gestore - Persona operante nel fabbricato - Eventuale operaio d) Tempo del sopralluogo: circa mezza giornata Sopralluogo ispettivo • Verifica rispondenza dei disegni esistenti • Individuazione dei reali sistemi resistenti presenti • Misura a campione delle dimensioni di elementi strutturali (pareti, travi, pilastri, etc…) • Ispezione visiva della tipologia di orizzontamenti (importanti per la valutazione delle masse) • Valutazione dello stato di degrado delle strutture Sopralluogo ispettivo Risultati rilievo in sito Sopralluogo ispettivo Edifici in muratura • Messa a nudo in 1 / 2 punti dell’apparecchiatura muraria per valutarne la tipologia (se intonacata). • Proprietà meccaniche assegnate sulla base di tabelle previste in Normativa. Sopralluogo ispettivo Edifici in c.c.a. • Saggio di un pilastro per piano per valutare la consistenza delle armature Sopralluogo ispettivo Edifici in c.c.a. • Battute sclerometriche per la valutazione di massima della classe del calcestruzzo. • Pacometro per verifica più diffusa della presenza delle armature ELEMENTI DI VULNERABILITA’ SISMICA C.A. Muratura • • • • • Murature molto estese non efficacemente controventate da murature disposte ortogonalmente Scarsa consistenza delle malte che consegue una scarsa resistenza a taglio nei maschi murari Capriate di copertura appoggiate in modo precario Assenza di catene e cordoli Lesioni consistenti in alcune architravature dei vani finestre • • • • • Presenza di considerevoli irregolarità in pianta e in elevazione Presenza di elementi pilastri di altezza ridotta Presenza al piano terra di zone a pilotis alternate a zone tamponate Presenza di nuclei in c.a. eccentrici che rendono vulnerabile la struttura nei riguardi degli effetti torsionali Presenza di giunti non conformi dal punto di vista sismico con la possibilità di creare martellamenti strutturali in caso di sisma Risultato del sopralluogo VALUTAZIONE DELLA DOMANDA (1) VALUTAZIONE DELLA DOMANDA (2) TR VR ln(1 PVR ) TR Coordinate geografiche del sito in esame ag, F0, TC* Parametri di pericolosità sismica VALUTAZIONE DELLA DOMANDA (3) 𝑃𝐺𝐴 = 𝑎𝑔 ⋅ 𝑆 𝑇 ⋅ 𝑆 𝑆 ST coefficiente di amplificazione topografica SS coefficiente di amplificazione stratigrafica PGA STIMA DELLA CAPACITA’ 1) Valutazione del taglio resistente dell’edificio - Muratura - c.c.a. 2) Calcolo del coefficiente riduttivo del taglio resistente dell’edificio 3) Calcolo dell’accelerazione al suolo di collasso dell’edificio (capacità) DIAGRAMMA DI SINTESI (Muratura e C.A.) Taglio resistente dell’edificio 1 2 Coefficiente riduttivo 3 Accelerazione di collasso dell’edificio TAGLIO RESISTENTE DELL’EDIFICIO (Muratura) Si determinano le aree delle sezioni orizzontali dei vari elementi resistenti nelle due direzioni x ed y. 𝑁𝑀𝑦,𝑖 𝑁𝑀𝑥,𝑖 𝐴𝑥,𝑖 = 𝐴𝑥,𝑛,𝑖 𝐴𝑦,𝑖 = 𝑛=1 𝐴𝑦,𝑛,𝑖 𝑛=1 analisi dei carichi dei solai 𝐴𝑥,𝑖 + 𝐴𝑦,𝑖 ∙ ℎ𝑖 𝑞𝑖 = ∙ 𝑝𝑚,𝑖 + 𝑝𝑠,𝑖 𝐴𝑡𝑜𝑡,𝑖 ℎ𝑖 𝐴𝑡𝑜𝑡,𝑖 𝑝𝑚,𝑖 𝑝𝑠,𝑖 (carico per unità di superficie al generico piano i-esimo) altezza di piano area totale coperta di piano peso specifico della muratura (da Scheda GNDT di II livello) carico permanente per unità di superficie del solaio 𝑊𝑖 = 𝑞𝑖 ∙ 𝐴𝑡𝑜𝑡,𝑖 (peso totale del piano i-esimo) TAGLIO RESISTENTE DELL’EDIFICIO (Muratura) Rappresentazione grafica delle aree resistenti Ay Ax TAGLIO RESISTENTE DELL’EDIFICIO (Muratura) 𝜎0,𝑖 = 𝑁 𝑘=𝑖 𝑊𝑘 𝐴𝑥,𝑖 + 𝐴𝑦,𝑖 (tensione normale media di compressione) 𝑁 numero di piani dell’edificio TAGLIO RESISTENTE del piano i-esimo 𝑉𝑟,𝑖 = 𝐴𝑚𝑖𝑛,𝑖 ∙ 𝜏𝑟,𝑖 𝐴𝑚𝑖𝑛,𝑖 𝜏𝑟,𝑖 𝜎0,𝑖 ∙ 1+ 1.5 ∙ 𝜏𝑟,𝑖 (Turnsek - Cacovic) valore minimo tra 𝐴𝑥,𝑖 e 𝐴𝑦,𝑖 , resistenza tangenziale media della muratura Proprietà meccaniche della muratura 𝜏𝑟,𝑖 appendici della Circolare dell’ NTC del 2 Febbraio 2009, n.617 (in funzione della tipologia di muratura) TAGLIO RESISTENTE DELL’EDIFICIO (C.A.) Pilastri: Pilastro tipo per ogni piano Caratteristiche geometriche ed armatura longitudinale Stima delle proprietà meccaniche dei materiali (fc, fy) Sforzo normale 𝑥 𝑀𝑝𝑖𝑙,𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 𝑦 𝑀𝑝𝑖𝑙,𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 Momenti resistenti lungo x, y TAGLIO RESISTENTE DELL’EDIFICIO (C.A.) INCASTRO – INCASTRO SCORREVOLE Taglio resistente del pilastro tipo lungo x,y 𝑥 𝑉𝑝𝑖𝑙,𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 = 𝑥 2 ∙ 𝑀𝑝𝑖𝑙,𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 ℎ𝑖 𝑦 𝑦 𝑉𝑝𝑖𝑙,𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 = 2 ∙ 𝑀𝑝𝑖𝑙,𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 ℎ𝑖 Taglio che manda in crisi il pilastro per presso-flessione Taglio resistente del pilastro tipo lungo x,y 𝑥 𝑉𝑝𝑖𝑙,𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 = 𝑥 𝑀𝑝𝑖𝑙,𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 𝑦 𝑦 𝑉𝑝𝑖𝑙,𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 = ℎ𝑖 𝑀𝑝𝑖𝑙,𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 ℎ𝑖 MENSOLA TAGLIO RESISTENTE DELL’EDIFICIO (C.A.) Pilastri: 𝑥 𝑉𝑝𝑖𝑙,𝑛,𝑖 Taglio resistente del generico pilastro lungo x,y 𝑦 𝑉𝑝𝑖𝑙,𝑛,𝑖 = 𝑥 𝑉𝑝𝑖𝑙,𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 ∙ 𝐽𝑦,𝑛,𝑖 𝐽𝑦,𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 𝐽𝑥,𝑛,𝑖 𝑦 = 𝑉𝑝𝑖𝑙,𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 ∙ 𝐽𝑥,𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 Ipotesi Variabilità della sezione dei pilastri Valutazione del comportamento di tutti i pilastri TAGLIO RESISTENTE DELL’EDIFICIO (C.A.) In presenza di setti in calcestruzzo armato: Setto tipo per ogni piano Caratteristiche geometriche, armatura longitudinale e trasversale Stima delle proprietà meccaniche dei materiali (fc, fy) VRc = 0.2 ∙ 𝑑 ∙ 𝑏 ∙ 𝑓𝑐 𝐴𝑠𝑤 VRs = 0.8 ∙ 𝑑 ∙ ∙ 𝑓𝑦 𝑠 𝑑 𝑏 𝑓𝑐 𝐴𝑠𝑤 𝑠 𝑓𝑦 Taglio resistente lungo x, y dove 𝑉𝑠𝑒𝑡𝑡𝑜,𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 = 𝑚𝑖𝑛 VRc , VRs NTC 2008 altezza utile della sezione larghezza della sezione resistenza a compressione cilindrica del calcestruzzo area efficace dell’armatura trasversale passo delle staffe tensione di snervamento dell’acciaio TAGLIO RESISTENTE DELL’EDIFICIO (C.A.) In presenza di setti in calcestruzzo armato: Taglio resistente del setto tipo 𝑉𝑠𝑒𝑡𝑡𝑜,𝑛,𝑖 𝐴𝑛,𝑖 = 𝑉𝑠𝑒𝑡𝑡𝑜,𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 ∙ 𝐴𝑡𝑖𝑝𝑜,𝑖 Proporzionalità del taglio con la sezione trasversale TAGLIO RESISTENTE DELL’EDIFICIO (C.A.) Edificio: 𝑁𝑃 Taglio resistente del generico piano lungo x,y 𝑥 𝑉𝑟,𝑖 = 𝑁𝑆𝑥 𝑥 𝑉𝑝𝑖𝑙,𝑛,𝑖 + 𝑛=1 𝑁𝑃 𝑦 𝑛=1 𝑁𝑆𝑦 𝑦 𝑉𝑟,𝑖 = 𝑉𝑝𝑖𝑙,𝑛,𝑖 + 𝑛=1 𝑁𝑃 𝑁𝑆𝑥 , 𝑁𝑆𝑦 𝑉𝑠𝑒𝑡𝑡𝑜,𝑛,𝑖 𝑉𝑠𝑒𝑡𝑡𝑜,𝑛,𝑖 𝑛=1 numero di pilastri del generico piano i-esimo, numeri di setti del generico piano i-esimo in direzione x ed y 𝑦 𝑥 𝑉𝑟,𝑖 = min 𝑉𝑟,𝑖 , 𝑉𝑟,𝑖 TAGLIO RESISTENTE del piano i-esimo TAGLIO RESISTENTE DELL’EDIFICIO (C.A. e Muratura) Forza agente al generico piano Taglio sollecitante del generico piano 𝐹𝑖 = 1𝑔 ∙ 𝑊 ∙ 𝑔 Sa=1g 𝑧𝑖 ∙ 𝑊𝑖 𝑁 𝑗=1 𝑧𝑗 ∙ 𝑊𝑗 𝑁 𝑉𝑠,𝑖 = 𝐹𝑘 𝑘=𝑖 rapporto minimo 𝑽𝒓,𝒊 𝑽𝒔,𝒊 individua il piano critico TAGLIO RESISTENTE dell’edificio Fine della parte più strettamente meccanica ! Necessità di adeguare la valutazione del taglio alle reali condizioni del fabbricato Uso di un coefficiente riduttivo COEFFICIENTE RIDUTTIVO Si considerano 10 degli 11 parametri delle schede GNDT di II livello e si utilizzano per ottenere un coefficiente riduttivo del parametro escluso: il taglio resistente dell’edificio (parametro n.3) • C.A. Muratura Taglio resistente dell’edificio Per ogni parametro: - 4 classi di vulnerabilità 4 punteggi Pesi diversi • Per ogni parametro: - - Schede GNDT: 3 classi di vulnerabilità (ad eccezione dell’ultimo) 3 punteggi (ad eccezione dell’ultimo) Pesi unitari Riconosciute a livello nazionale Struttura consolidata Molte esperienze già fatte Esistenza di manuali per la compilazione COEFFICIENTE RIDUTTIVO (Muratura) 1. Tipo e organizzazione del sistema resistente Esprime il grado di funzionamento scatolare dell’organismo murario attraverso il rilievo della presenza e dell’efficacia dei collegamenti delle murature con ammorsature agli spigoli ai diversi piani. 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐴) 5 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) 𝑝1 = 20 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) 45 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐷) 𝑤1 = 1.5 punteggio peso COEFFICIENTE RIDUTTIVO (Muratura) 2. Qualità del sistema resistente La qualità del sistema resistente dipende dai seguenti fattori: A. il tipo di materiale; B. il tipo di apparecchiatura muraria; C. il tipo di connessioni. 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐴) 5 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) 𝑝2 = 20 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) 45 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐷) 𝑤2 = 0.25 punteggio peso COEFFICIENTE RIDUTTIVO (Muratura) 4. Posizione edificio e fondazioni Esprime una valutazione sintetica sia della posizione dell’edificio, in relazione al terreno della zona circostante, che delle fondazioni, in relazione al tipo di terreno e alle differenze del piano di posa 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐴) 5 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) 𝑝4 = 20 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) 45 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐷) 𝑤4 = 0.75 punteggio peso COEFFICIENTE RIDUTTIVO (Muratura) 5. Orizzontamenti Esprime il ruolo degli orizzontamenti nell’ottica di un buon funzionamento scatolare dell’edificio, attraverso buoni collegamenti alle pareti verticali ed un’elevata rigidezza dell’orizzontamento nel proprio piano. 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐴) 5 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) 𝑝5 = 20 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) 45 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐷) 𝑤5 = 0.5 ∙ 100 𝛼0 punteggio peso 𝛼0 percentuale di orizzontamenti rigidi ben collegati COEFFICIENTE RIDUTTIVO (Muratura) 6. Configurazione planimetrica Si valuta se l’edificio è regolare in pianta o meno 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐴) 5 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) 𝑝6 = 20 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) 45 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐷) 𝑤6 = 0.5 punteggio peso COEFFICIENTE RIDUTTIVO (Muratura) 7. Configurazione in elevazione Si valuta se l’edificio è regolare in altezza o meno 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐴) 5 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) 𝑝7 = 20 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) 45 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐷) 𝑤7 = punteggio 0.5 Se l’irregolarità è data solamente dai porticati al PT 1.0 altrimenti COEFFICIENTE RIDUTTIVO (Muratura) 8. Distanza massima fra le murature Si tiene conto della presenza di pareti (esclusi tramezzi) intersecate da muri trasversali, capaci di costituire un vincolo efficace per i tratti considerati, posti a distanza eccessiva fra loro. La presenza dei muri ortogonali contrasta l’instaurarsi dei meccanismi di danno di primo modo (ribaltamento fuori del piano) della parete in esame. 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐴) 5 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) 𝑝8 = 20 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) 45 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐷) 𝑤8 = 0.25 punteggio peso COEFFICIENTE RIDUTTIVO (Muratura) 9. Copertura 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐴) 5 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) 𝑝9 = 20 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) 45 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐷) 𝑤9 = 0.5 + 𝛼1 + 𝛼2 punteggio peso 2 0.25 copertura in latero-cemento o comunque di peso maggiore o uguale a 200 kg/m 𝛼1 = 0 altrimenti 𝛼1 = 0.25 rapporto tra perimetro copertura e la lunghezza compl delle zone d’appoggio è >2.0 0 altrimenti COEFFICIENTE RIDUTTIVO (Muratura) 10. Elementi non strutturali Si tiene conto con questa voce di infissi, appendici e aggetti che possono causare con la caduta danno a persone o a cose 𝑝10 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐴) 5 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) = 20 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) 45 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐷) 𝑤10 = 0.25 punteggio peso COEFFICIENTE RIDUTTIVO (Muratura) 11. Stato di fatto Si tiene conto con questa voce dello stato di conservazione degli edifici 𝑝11 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐴) 5 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) = 20 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) 45 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐷) punteggio 𝑤11 = 1.00 peso COEFFICIENTE RIDUTTIVO (Muratura) Riepilogo COEFFICIENTE RIDUTTIVO (Muratura) Vi nel caso peggiore 𝑉𝑖 𝐷 = 𝑝𝑖 𝐷 ∙ 𝑤𝑖 10 𝑉𝑖 = 𝑝𝑖 ∙ 𝑤𝑖 𝑉𝑝𝑒𝑔𝑔 = 𝑉𝑖 𝐷 Taglio resistente dell’edificio ridotto 10 𝐶𝑟𝑖𝑑 = 1−𝛼∙ 𝑖=1 𝛼 Hp 𝑉𝑟,𝑟𝑖𝑑 = 𝐶𝑟𝑖𝑑 ∙ 𝑉𝑟 𝑖=1 𝑉𝑖 𝑉𝑝𝑒𝑔𝑔 coefficiente di calibrazione 𝐶𝑟𝑖𝑑 = 0.5 (caso peggiore) 𝐶𝑟𝑖𝑑 = 1.0 (caso migliore) COEFFICIENTE RIDUTTIVO (C.A.) 1. Tipo e organizzazione del sistema resistente Classi A - Struttura rigida-resistente B - Struttura rigida-fragile / deformabileresistente. C - Struttura rigida-fragile / deformabiledebole 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒𝐴) 𝑝1 = −1.00 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) −2.00 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) 𝑤1 = 1.00 punteggio peso COEFFICIENTE RIDUTTIVO (C.A.) 2. Qualità del sistema resistente Si considerano: a) Tipo e qualità dei materiali usati b) Caratteristiche di esecuzione dell’opera c) Caratteristiche di progettazione dell’opera 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒𝐴) 𝑝2 = −0.25 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) −0.50 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) 𝑤2 = 1.00 punteggio peso COEFFICIENTE RIDUTTIVO (C.A.) 4. Posizione dell’edificio e fondazioni Gli aspetti da prendere in esame sono: 1) Esistenza (o meno) di fondazioni e loro tipologia 2) Caratteristiche del terreno 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒𝐴) 𝑝4 = −0.25 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) −0.50 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) punteggio 𝑤4 = 1.00 peso 5. Orizzontamenti I requisiti sono: a) funzionamento a lastra ed elevata rigidezza per deformazioni nel suo piano b) efficace collegamento agli elementi verticali resistenti 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒𝐴) 𝑝5 = −0.25 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) −0.50 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) punteggio 𝑤5 = 1.00 peso COEFFICIENTE RIDUTTIVO (C.A.) 6. Configurazione planimetrica La definizione della configurazione planimetrica è legata a: 1) Distribuzione delle masse e delle rigidezze 2) Forma in pianta 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒𝐴) 𝑝6 = −0.25 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) −0.50 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) punteggio 𝑤6 = 1.00 peso 𝑤7 = 1.00 peso 7. Configurazione in elevazione Si possono utilizzare tre criteri differenti 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒𝐴) 𝑝7 = −0.50 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) −1.50 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) punteggio COEFFICIENTE RIDUTTIVO (C.A.) 8. Collegamenti ed elementi critici 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒𝐴) 𝑝8 = −0.25 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) −0.50 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) punteggio 𝑤8 = 1.00 peso COEFFICIENTE RIDUTTIVO (C.A.) 9. Elementi con bassa duttilità 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒𝐴) 𝑝9 = −0.25 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) −0.50 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) punteggio 𝑤9 = 1.00 peso COEFFICIENTE RIDUTTIVO (C.A.) 10. Elementi non strutturali I criteri per la classificazione sono: 1) Esistenza o meno di collegamenti reagenti anche a trazione (armature, colle, tasselli o simili) 2) Stabilità alle azioni sismiche (anche in mancanza di collegamenti) 𝑝10 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒𝐴) = −0.25 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) punteggio −0.50 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) 𝑤10 = 1.00 peso COEFFICIENTE RIDUTTIVO (C.A.) 11. Stato di fatto Valutazione dell’integrità di (stato fessurato, degrado): 1) Elementi resistenti in elevazione (pilastri, pareti, tamponature, travi, solai). 2) Elementi resistenti in fondazione. 3) Elementi non strutturali (parametro 10) 𝑝11 0 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒𝐴) −0.50 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐵) punteggio = −1.00 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶) −2.45 (𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐷) 𝑤11 = 1.00 peso COEFFICIENTE RIDUTTIVO (C.A.) Riepilogo COEFFICIENTE RIDUTTIVO (C.A.) Vi nel caso peggiore 𝑉𝑖 𝐶 = 𝑝𝑖 𝐶 𝑝𝑒𝑟 𝑖 = 1 …10 𝑉11 𝐷 = 𝑝11 𝐷 9 𝑉𝑖 = 𝑝𝑖 ∙ 𝑤𝑖 𝑉𝑝𝑒𝑔𝑔 = 𝑉𝑖 𝐶 + 𝑉11 𝐷 𝑖=1 𝑉𝑟,𝑟𝑖𝑑 = 𝐶𝑟𝑖𝑑 ∙ 𝑉𝑟 Taglio resistente dell’edificio ridotto 10 𝐶𝑟𝑖𝑑 = 1−𝛼∙ 𝑖=1 𝛼 Hp 𝑉𝑖 𝑉𝑝𝑒𝑔𝑔 coefficiente di calibrazione 𝐶𝑟𝑖𝑑 = 0.5 (caso peggiore) 𝐶𝑟𝑖𝑑 = 1.0 (caso migliore) ACCELERAZIONE DI COLLASSO DELL’EDIFICIO (Muratura) Dividendo il taglio resistente ridotto per il peso della parte di edificio gravante sul piano in esame si ottiene: 𝑆𝑎,𝑐 𝑉𝑟,𝑟𝑖𝑑 = 𝑊𝑔𝑟𝑎𝑣 (pseudo-accelerazione di collasso) Perché questa operazione? 𝐹 =𝑚∙𝑎 𝑉𝑟,𝑟𝑖𝑑 = 𝑊𝑔𝑟𝑎𝑣 ∙ 𝑆𝑎,𝑐 ACCELERAZIONE DI COLLASSO DELL’EDIFICIO (Muratura) Il passaggio dalla pseudo-accelerazione, 𝑆𝑎,𝑐 , all’accelerazione al suolo che porta a collasso la struttura, 𝑃𝐺𝐴𝑐 , è stabilito dalla seguente relazione: 𝑃𝐺𝐴𝑐 = 𝛼𝑃𝑀 = 𝑆𝑎,𝑐 𝛼𝑃𝑀 ∙ 𝛼𝐴𝐷 ∙ 𝛼𝐷𝑇 ∙ 1 𝛼𝐷𝑈𝐶 0.80 (edificio a più piani) 1.00 (edificio ad un solo piano) Coefficiente di partecipazione modale Coefficiente di amplificazione spettrale 𝛼𝐴𝐷 = 2.50 𝛼𝐷𝑇 = Accelerazione al suolo di collasso dell’edificio 0.80 (tamponature non considerate) 1.00 (contributo delle tamponature significativo rispetto a quello del sistema resistente) 𝛼𝐷𝑈𝐶 = 2.00 Coefficiente che tiene conto di fenomeni dissipativi Fattore di struttura ACCELERAZIONE DI COLLASSO DELL’EDIFICIO (C.A.) Dividendo il taglio resistente ridotto per il peso della parte di edificio gravante sul piano in esame si ottiene: 𝑆𝑎,𝑐 𝑉𝑟,𝑟𝑖𝑑 = 𝑊𝑔𝑟𝑎𝑣 (pseudo-accelerazione di collasso) Perché questa operazione? 𝐹 =𝑚∙𝑎 𝑉𝑟,𝑟𝑖𝑑 = 𝑊𝑔𝑟𝑎𝑣 ∙ 𝑆𝑎,𝑐 ACCELERAZIONE DI COLLASSO DELL’EDIFICIO (C.A.) Il passaggio dalla pseudo-accelerazione, 𝑆𝑎,𝑐 , all’accelerazione al suolo che porta a collasso la struttura, 𝑃𝐺𝐴𝑐 , è stabilito dalla seguente relazione: 𝑃𝐺𝐴𝑐 = 𝛼𝑃𝑀 = 𝑆𝑎,𝑐 𝛼𝑃𝑀 ∙ 𝛼𝐴𝐷 ∙ 𝛼𝐷𝑇 ∙ 1 𝛼𝐷𝑈𝐶 0.80 (edificio a più piani) 1.00 (edificio ad un solo piano) Coefficiente di partecipazione modale Coefficiente di amplificazione spettrale 𝛼𝐴𝐷 = 2.50 𝛼𝐷𝑇 = Accelerazione al suolo di collasso dell’edificio 0.80 (tamponature non considerate) 1.00 (contributo delle tamponature significativo rispetto a quello del sistema resistente) 𝛼𝐷𝑈𝐶 = 2.00 − 3.00 (in base ai tassi di lavoro dei materiali sotto le azioni statiche) Coefficiente che tiene conto di fenomeni dissipativi Fattore di struttura SCHEDA DI SINTESI MURATURA C.A. VERIFICA DEI RISULTATI (Muratura) Confronto tra Metodo speditivo e Analisi globale (Push Over) 120% PGAc/PGAd [%] 100% Metodo Speditivo Verifica Globale 80% 60% 40% 20% 0% • Confronto sulla base dei meccanismi globali dei fabbricati • Errore medio inferiore 15% RISULTATI (Muratura) 𝑷𝑮𝑨𝒄 in funzione del rapporto Ares/Apiano 1,00 PGAc [g] ?? 0,10 0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% Ares/Apiano [%] 7% 8% 9% 10% CASI PARTICOLARI (Z008) Istituto professionale commericale “Canedi” Medicina(BO) Edificio in muratura PGAC = 0,87g !! Pianta regolare Un solo piano fuori terra Regolare in altezza CASI PARTICOLARI (Z008) Istituto professionale commercIale “Canedi” Medicina(BO) Edificio in muratura PGAC = 0,87g !! Copertura leggera (legno) Struttura molto regolare Peso non elevato dell’edificio La PGAC è inevitabilmente ELEVATA RISULTATI (C.A.) Confronto tra Metodo speditivo e Analisi globale (Push Over) 160% 140% 120% PGAc/PGAd [%] 100% 80% 60% 40% 20% 0% Metodo Speditivo Verifica Globale CASI PARTICOLARI (A035) Liceo scientifico “Copernico” Bologna Elementi in c.a. prefabbricato con nodi gettati in opera PGAC = 0,61g 3 piani fuori terra CASI PARTICOLARI (A035) Liceo scientifico “Copernico” Bologna • • Irregolare in altezza Impalcato rigido Molto irregolare in pianta per presenza di setti eccentrici PGAC = 0,61g setti CONCLUSIONI • Messa a punto di uno strumento adeguatamente affidabile per la valutazione comparativa semplificata della vulnerabilità sismica di patrimoni edilizi. • Richiesta di risorse e tempi «limitati» per l’applicazione della procedura. Minima invasività delle indagini. • Uso di strumenti riconosciuti (quando possibile) e procedure trasparenti e flessibili per le valutazioni quantitative. • Capacità di accoppiare aspetti prettamente meccanici a valutazioni «esperte» di carattere geometrico-qualitativo. • Generazione di risultati quantitativi in grado di essere successivamente rielaborati alla luce di altri criteri socioeconomici. SVILUPPI IN CORSO • Individuazione di parametri sintetici significativi in grado di guidare la previsione (area di piano resistente, N° piani) • Ricalibrazione di alcuni coefficienti facendo uso del database appena completato • Presenza di setti in c.a. eccentrici • Edifici isostatici prefabbricati Marco Savoia CIRI Edilizia e costruzioni – Università di Bologna [email protected] www.unibo.it
