Sisma Molise 2002 : Il progetto “scuola sicura” : dall’indagine di
vulnerabilità sismica alle esecuzione degli interventi
M.Dolce1, A.Masi2, C.Moroni2, A.Martinelli3, A.Mannela3, L.Milano3, A. Lemme4, C.Miozzi4
1
Dipartimento della Protezione Civile – Ufficio Valutazione, prevenzione e mitigazione del rischio sismico e attività ed opere postemergenza, Via Vitorchiano, 4 - 00189 Roma, Italy
2 – DiSGG, Università degli Studi della Basilicata, Potenza, Italy
3
ITC - CNR, Istituto per le Tecnologie della Costruzione, P.le Collemaggio, 1 - 67100 L’Aquila, Italy
4
Regione Molise - Struttura del Commissario delegato per la Ricostruzione Post-Sisma 2002, Viale Elena,1 - 86100 Campobasso,
Italy
Keywords: damage, seismic vulnerability
ABSTRACT:
A seguito del terremoto che ha colpito il Molise nel 2002 la Regione ha avviato una campagna di indagini per
la verifica delle condizioni di sicurezza sismico-statica degli edifici pubblici, con priorità per quelli scolastici,
ai sensi della legge regionale n. 38/2002. L’intervento, nel marzo 2003, della OPCM 3274 è stata l’occasione
che ha indotto la Regione Molise a coordinare ed indirizzare il lavoro di verifica avviato con apposite “Linee
guida per la valutazione della vulnerabilità sismica degli edifici scolastici”. L’obiettivo fissato per le indagini
ha riguardato il controllo delle condizioni statiche e conservative degli edifici e la determinazione della vulnerabilità sismica degli stessi. Con tale finalità è stato stabilito lo svolgimento di una serie di attività, tra cui la
ricerca dei documenti progettuali esecutivi e di collaudo e l’esecuzione di rilievi e prove per poter definire le
caratteristiche della struttura e delle parti non strutturali che forniscono un contributo alla resistenza sismica.
Nel presente lavoro è sintetizzata l’attività svolta e gli aspetti più significativi dell’intera esperienza di indagine, vengono presentati alcuni risultati parziali relativi alle scuole indagate per l’intera regione e i criteri assunti per la formazione di graduatorie di intervento e la determinazione dei relativi costi. Viene infine illustrata
l’applicazione delle linee guida ad un edificio scolastico in muratura ubicato nel Comune di Morrone del Sannio (CB), danneggiato dal sisma del 2002, per il quale è stata scelta la soluzione della demolizione e della ricostruzione adottando una struttura in cemento armato su isolatori sismici.
1
INTRODUZIONE
Il tragico crollo dell’edificio scolastico di San Giuliano di Puglia causato dal sisma che ha colpito il
Molise nell’ottobre del 2002, con le sue drammatiche conseguenze a fronte di una evidente inadeguatezza della classificazione sismica vigente, ha suscitato una profonda attenzione per il problema della
capacità di tutela della pubblica incolumità delle
strutture scolastiche rispetto all’effettiva pericolosità
sismica del territorio. La brusca presa di coscienza
ha indotto le autorità amministrative regionali ad assumere una iniziativa volta a conseguire una conoscenza adeguata della situazione complessiva delle
condizioni di vulnerabilità e rischio sismico di tutto
il patrimonio edilizio scolastico presente sul territorio, con l’intento di programmare una incisiva e razionale attività di prevenzione. A tal fine la Regione,
con L.R. n. 38/2002, ha quindi finanziato i comuni
per l’affidamento di incarichi professionali di verifica del livello di sicurezza delle scuole, attraverso
l’espletamento di indagini ed analisi dirette sui fabbricati. L’iniziativa ha rappresentato probabilmente
una delle prime significative esperienze nel suo genere a livello nazionale, finalizzate alla prevenzione
sismica. Al suo avvio essa ha dovuto affrontare non
pochi problemi che la novità ha posto rispetto
all’organizzazione e alla pratica ingegneristica,
quest’ultima generalmente non sostenuta da una
consolidata esperienza nello specifico settore.
L’emanazione, nel marzo 2003, della OPCM 3274
con la nuova normativa sismica è stata l’occasione
che ha tempestivamente favorito un appropriato intervento della Regione volto a coordinare ed indirizzare il lavoro di verifica avviato, dando mandato
all’Istituto per le Tecnologie della Costruzione del
CNR dell’Aquila di predisporre apposite “Linee
guida per la valutazione della vulnerabilità degli edifici scolastici” [Rif.]. I criteri, le metodologie e gli
strumenti adottati nelle linee guida, formulati con
l’intento di orientare e armonizzare l’attività di indagine e controllo già intrapresa secondo un quadro di
riferimento unitario, nel seguito sinteticamente richiamati, hanno consentito che le valutazioni fossero
il più possibile omogenee e funzionali alle finalità
conoscitive prefissate. Le indagini sono state programmate con l’obiettivo fondamentale del controllo
delle condizioni statiche e conservative degli edifici
e soprattutto della determinazione della vulnerabilità
sismica degli stessi, intesa come determinazione
dell’intensità del terremoto che può verosimilmente
produrre il collasso (danneggiamento molto grave o
crollo) della struttura. Con tale finalità le linee guida
hanno stabilito lo svolgimento di una serie di attività: la raccolta dei dati amministrativi, tecnici e geologici degli edifici scolastici e la predisposizione di
una relazione descrittiva, l’esecuzione di saggi e
prove sperimentali distruttive e non sulle strutture e
sui terreni di fondazione, la valutazione della vulnerabilità sismica, per la quale sono stati messi a disposizione modelli semplificati di calcolo per muratura e c.a., ed infine la redazione di una sorta di carta
di identità delle condizioni sismico-statiche della costruzione con l’indicazione di massima degli eventuali interventi. Naturalmente l’impostazione generale e le indicazioni specifiche per le attività di
indagine finalizzate alla conoscenza fanno esplicito
riferimento alle disposizioni della normativa sismica
allegata alla OPCM 3274. In base alle indicazioni
delle linee guida le attività previste dal monitoraggio
sono state articolate secondo le seguenti fasi principali:
- Fase 1: raccolta dei dati amministrativi, tecnici e geologici e predisposizione di una relazione descrittiva di sintesi;
- Fase 2: esecuzione di rilievi, prove ed indagini strutturali, geotecniche e geologiche ritenute necessarie;
- Fase 3: valutazione della vulnerabilità e del
rischio sismico delle strutture, secondo il
modello regionale;
- Fase 4: formazione di graduatorie di rischio
sismico ed economico.
2
ACQUISIZIONE DI ADEGUATI LIVELLI DI
COSNOSCENZA DEGLI EDIFICI
SCOLASTICI
Per conseguire l’obiettivo della valutazione della
vulnerabilità sono state previste una serie di attività,
tra cui la ricerca dei documenti progettuali, di collaudo e l’esecuzione di rilievi e prove, per poter definire le caratteristiche della struttura e delle parti
non strutturali che possono fornire un contributo significativo alla resistenza sismica. Per la valutazione
della vulnerabilità sismica degli edifici analizzati è
stata utilizzata una metodologia che prevede
l’impiego di modello meccanico semplificato sviluppato dal DiSGG dell’Università degli Studi della
Basilicata [Rif. Dolce], e un modello che fa uso degli indicatori di vulnerabilità della scheda GNDT di
secondo livello [AA.VV., 2000]. Il modello meccanico adottato, stante la limitata disponibilità economica, è semplificato, ma permette una valutazione
adeguata agli scopi richiesti della resistenza sismica
al collasso. Nella definizione delle resistenze dei
materiali non si adotta alcun coefficiente di sicurezza riduttivo ed si assumono direttamente valori medi
o nominali o ancora desunti dalla letteratura, anziché
valori caratteristici. Inoltre, nel caso delle strutture in
c.a., si mettono in conto, direttamente o indirettamente, anche i possibili contributi positivi che gli elementi non strutturali possono offrire. La resistenza
sismica ottenuta con tale metodologia risulta generalmente più alta di quella determinabile applicando
le norme tecniche vigenti per le costruzioni in zona
sismica inoltre, ai fini di una valutazione complessiva della vulnerabilità, sono stati indagati alcuni aspetti, non considerati nel modello di calcolo semplificato, ma in grado di influenzare il comportamento
sismico del singolo edificio quali la qualità strutturale globale, l’adeguatezza del modello di calcolo, la
qualità delle informazioni e assunzioni fatte e la vulnerabilità delle parti non strutturali. L’indagine è
completata con la redazione scheda di I e II livello
GNDT al fine di consentire un confronto con rilevazioni precedenti. Le attività previste hanno per oggetto i plessi scolastici, che possono essere costituiti
da singoli edifici o da complessi d’edifici. Nella fase
1 è prevista: la raccolta dei dati amministrativi, tecnici e geologici relativi all’edificio e la stesura di
una relazione con riferimento all’epoca della realizzazione dei singoli interventi costruttivi succedutisi
nel tempo e alla disciplina vigente all’epoca della
realizzazione. La fase 2 prevede la pianificazione e
l’esecuzione di una campagna d’indagini, comprendente anche saggi sugli elementi strutturali. La fase
3 prevede la redazione di un fascicolo che rappresenta una “carta d’identità del fabbricato” contenente le seguenti informazioni:rilevo fotografico
dell’edificio,
storia
tecnico-amministrativa
dell’edificio, copia del progetto, dati progettuali di
sintesi, caratteristiche dei materiali, valutazione statica per carichi verticali, identificazione del comportamento dinamico dell’edificio e valutazione della
vulnerabilità.
2.1 Effettuazione di rilievi, prove ed indagini
strutturali, geologiche e geotecniche
Le prove sono finalizzate a definire le caratteristiche di rigidezza e resistenza dei materiali delle parti
resistenti. Nel definire numero e tipo di saggi si è
fatto riferimento alle norme sismiche di cui
all’Ordinanza del PCM 3274/03, cercando di conseguire il livello di conoscenza LC2 nel caso di reperibilità del progetto, o LC1 in assenza della documentazione progettuale e costruttiva. Sono previste,
inoltre, misurazioni delle vibrazioni dell’edificio ai
fini dell’identificazione del suo comportamento dinamico. Le misure possono eseguirsi utilizzando un
numero adeguato di sensori disposti orizzontalmente, secondo due direzioni ortogonali definite in relazione alle caratteristiche dimensionali e strutturali
dell’edificio stesso. In alternativa è possibile utilizzare una vibrodina o altro eccitatore in grado di esplicare un’azione di tipo armonico a frequenza variabile.
2.1.1 Valutazione degli effetti d’amplificazione locale
Per la valutazione degli effetti d’amplificazione
locale ci si basa su eventuali studi disponibili, misure geofisiche appropriate, mappe geologiche, sondaggi effettuati nel passato o da effettuarsi ex-novo.
Gli studi di microzonazione avviati dalla Regione
dopo il sisma del 2002 hanno portato a definire, per i
centri urbani della provincia di Campobasso, entità e
caratteristiche degli effetti d’amplificazione locale.
Una volta definito il profilo di riferimento del
suolo, le norme stesse permettono di assegnare un
preciso coefficiente d’amplificazione S ed il corrispondente spettro di risposta elastico.
Tabella 1: Valori dei parametri nelle espressioni (3.2) dello
spettro di risposta elastico delle componenti orizzontali
Categoria suolo
A
B, C, E
D
3
S
1,0
1,25
1,35
TB
0,15
0,15
0,20
TC
0,40
0,50
0,80
TD
2,0
2,0
2,0
VALUTAZIONE DELLA VULNERABILITÀ
SISMICA DEGLI EDIFICI SCOLASTICI
La metodologia di elaborazione per la stima della
vulnerabilità sismica dell’edificio si compone dei
seguenti passi: 1)analisi dei possibili meccanismi di
collasso e individuazione del o dei meccanismi di
collasso più probabili, 2) analisi delle strutture con
un modello semplificato in grado di quantificare la
resistenza sismica dell’opera, 3)esecuzione dei calcoli per la determinazione della resistenza (vulnerabilità) sismica del modello adottato, 4) sintesi dei risultati ottenuti e valutazione del rischio e 5)analisi
d’ulteriori fattori che possono influenzare la vulnerabilità della singola costruzione, non considerati nel
modello semplificato.
La procedura integrata permette di giungere ad
una valutazione numerica quantitativa della vulnerabilità e del rischio, riferita al collasso della struttura
che, pur con i limiti detti, permette di raffrontare in
maniera diretta le condizioni dei diversi edifici scolastici.
3.1 Individuazione dei meccanismi di collasso
possibili
Le strutture intelaiate in c.a., in caso di sismi violenti, sono caratterizzate da un comportamento caratterizzato da deformazioni in campo anelastico concentrate alle estremità dei pilastri e delle travi, in
zone dette cerniere plastiche, con un coinvolgimento
eventuale del nodo, in relazione ai quantitativi
d’armature longitudinali degli elementi strutturali
che convergono nel nodo stesso. La presenza di notevoli percentuali di armatura longitudinale e la contemporanea eventuale scarsità di armatura trasversale (staffe) può determinare la prevalenza di una
rottura fragile a taglio prima o insieme alla plasticizzazione duttile a flessione. I meccanismi di rottura
più favorevoli sono quelli in cui sono evitate rotture
fragili dei nodi e degli elementi strutturali per taglio
e che coinvolgono il maggior numero possibile di
cerniere plastiche, dunque meccanismi determinati
dalla plasticizzazione delle travi a tutti i piani e dei
pilastri al solo piano terra (travi deboli – colonne
forti). La realizzazione di un tale meccanismo richiede, però, un’accurata progettazione che fa ricorso al principio di gerarchia delle resistenze, o “Capacity Design” [EC8]. E’ quindi più probabile che,
in un edificio esistente, si realizzi un meccanismo di
collasso di piano, ossia un meccanismo che coinvolge prevalentemente i pilastri di un piano, salvo sporadiche plasticizzazioni in alcune travi e in qualche
pilastro degli altri piani, provocando la formazione
di cerniere plastiche alle loro estremità (travi forti –
colonne deboli). Il meccanismo di collasso al quale
si è fatto riferimento nella messa a punto del modello semplificato è caratterizzato dalla formazione di
cerniere plastiche ad almeno un’estremità di tutti i
pilastri dei singoli piani. Nel modello si tiene conto
anche del contributo offerto alla resistenza sismica
delle tamponature.
Gli edifici in muratura, invece, sono sollecitati da
azioni sismiche caratterizzate da comportamenti
molto diversi, dipendenti, principalmente, dalle caratteristiche dei collegamenti esistenti tra le pareti
ortogonali e tra le pareti portanti e le strutture orizzontali. Fondamentalmente, si possono individuare
due categorie di meccanismi di collasso; i meccanismi di primo modo, caratterizzati da rotture e ribaltamenti per azioni fuori del piano, e quelli di secondo modo caratterizzati da rotture, principalmente a
taglio, per azioni nel piano della parete. I primi sono
generalmente i più pericolosi e si possono manifestare anche per basse intensità sismiche, quando i collegamenti sono inadeguati e/o quando i solai sono
eccessivamente deformabili nel proprio piano. Negli
edifici scolastici, in generale e particolarmente in
quelli in esame, tali condizioni raramente sussistono.
Essi sono più spesso caratterizzati da buoni ammorsamenti tra pareti ortogonali, da buoni collegamenti
tra pareti e solaio, realizzati attraverso cordoli in
c.a., nonché da solai adeguatamente rigidi. Pertanto,
al fine di determinare la vulnerabilità sismica degli
edifici sono stati presi in esame i meccanismi di collasso per azioni nel piano. Nel caso non siano soddisfatte le condizioni assunte occorrerà effettuare un
calcolo specifico per l’edificio. Per l’individuazione
dei probabili meccanismi di collasso sono anche
d'ausilio i dati tipologico-costruttivi ed i parametri
di vulnerabilità che sono contenuti nella scheda
GNDT (i parametri del II livello 1, 5 e 9, in primo
luogo; il parametro 2 relativo alla qualità della muratura e i parametri 6,7,8 riguardanti le caratteristiche
di regolarità).
stenza dei pilastri, perciò il taglio resistente totale risulta pari a:
3.2 Modello semplificato: Edifici in c.a.
In cui β può essere assunto pari a 0.8. Quando le
tamponature sono avere ampie finestrature a nastro
ed i tramezzi sono costituiti da murature di forati in
foglio, il loro contributo alla resistenza al sisma non
è messo in conto direttamente, ma attraverso un generico incremento dello smorzamento, per la dissipazione d’energia che il loro danneggiamento in ogni modo comporta, e la corrispondente riduzione
dell’ordinata spettrale. La stessa valutazione è effettuata, a scopo di confronto, anche per gli edifici nei
quali è calcolato e portato in conto il contributo diretto delle murature non strutturali. In quest’ultimo
caso il maggiore tra i valori ottenuti nelle due ipotesi
sarà assunto come resistenza sismica del piano in esame.
Il modello deve essere in grado di mettere in conto correttamente la plasticizzazione dei pilastri e di
determinare il taglio complessivo da loro portato
conseguente a tale plasticizzazione. Si definisce con
myi il momento resistente del pilastro i-esimo, ottenuto attraverso le usuali procedure di valutazione del
dominio di resistenza di un pilastro soggetto a sollecitazione composta di presso-flessione, assumendo
per il calcestruzzo la resistenza cilindrica ultima derivata dalle indagini svolte. Definita con hj l’altezza
interpiano e con αi⋅hj (αi⋅≥ 0.5) la quota in cui si localizza il punto di flesso della deformata del pilastro,
il taglio resistente complessivo Vtot valutato alla base
dei pilastri del piano in esame j-esimo sarà pari, per
ciascuna delle due direzioni ortogonali considerate,
a:
m yi
Vtot pil j = ∑
i αi ⋅ hj
Una particolare considerazione richiedono i pilastri “corti”, legati alla presenza di travi scala o di finestrature a nastro con tamponatura robusta. La riduzione di hj determina un’incremento del taglio sul
pilastro, che potrebbe portare alla rottura
dell’elemento secondo modalità fragili. Per αi si
possono assumere, al piano terra, i valori di 0,55 e
0.8, rispettivamente nella direzione in cui è presente
o assente una trave emergente, e ai piani superiori il
valore 0.5 in entrambe le direzioni. In caso di configurazioni particolari, sarà necessario adottare un valore specifico , derivato da considerazioni sulla geometria della struttura e sul grado di vincolo degli
elementi strutturali.Il contributo delle murature non
strutturali è messo in conto solo nei casi in cui esse
sono inserite nella maglia strutturale, hanno spessore
effettivo maggiore di 10 cm e non hanno aperture.
Indicando con vi il taglio resistente dell’elemento
murario i-esimo, nella direzione in esame, il taglio
resistente complessivo delle murature non strutturali
al piano j-esimo vale:
Vtot mur j = ∑ vi
i
La resistenza complessiva, che tiene conto contemporaneamente del contributo resistente dei pilastri e delle murature non strutturali, è pari alla combinazione dei due contributi. Data la scarsa duttilità
delle murature, che per prime raggiungerebbero la
condizione di collasso, la somma rappresenterebbe
un limite superiore della effettiva resistenza della
struttura. Pertanto, al contributo delle murature non
strutturali si sommerà un valore ridotto della resi-
Vtot = MAX (Vtot mur j + β ⋅ Vtot pil j , Vtot pil j )
3.3 Modello semplificato: Edifici in muratura
In base al meccanismo di collasso definito per gli
edifici in muratura, il modello deve essere in grado
di mettere in conto correttamente le modalità di plasticizzazione e rottura per taglio e/o flessione dei
maschi murari sollecitati nel proprio piano e di determinare il taglio complessivo portato dalla struttura. La resistenza è valutata con la relazione formulata da Turnsek-Cacovic
H i = Ai ⋅τ k ,i ⋅ 1 +
σ 0,i
1.5 ⋅τ k ,i
In cui Hi è la resistenza a taglio del maschio murario i-esimo, σ0i è la tensione di compressione agente sullo stesso maschio murario, τki è la sua resistenza a taglio unitaria, funzione della tipologia e qualità
della muratura. Questa formula, esprime bene la resistenza di un maschio murario quando la rottura avviene per taglio, mentre ne fornisce una sovrastima
quando il maschio murario è snello e soggetto ad
una tensione di compressione bassa, a causa del sopraggiungere della crisi per flessione. Per tener conto di quest’eventualità, si può applicare un fattore riduttivo della resistenza specifica tangenziale (τk),
funzione della snellezza e della tensione di compressione media, oppure escludere dal conteggio il contributo dei maschi murari con rapporto di snellezza
superiore a 3. La valutazione della resistenza complessiva dell’edificio richiede la determinazione delle aree di muratura resistente nelle due direzioni, escludendo le aperture di porte e finestre, valutando
per ciascun allineamento la snellezza media e la tensione media di compressione, così da determinare il
fattore riduttivo da applicare alla resistenza unitaria
a taglio. La resistenza complessiva in ciascuna dire-
zione è ottenuta moltiplicando l’area di muratura per
la resistenza unitaria a taglio corretta.
Sieberg, attraverso una legge di trasformazione, quale ad esempio quella sotto riportata
3.4 Vulnerabilità sismica
IMCS = 1/0.179*LOG10[(PGA/g)⋅(981/4.864)]
Per valutare la vulnerabilità in termini di accelerazione, occorre ancora determinare il taglio prodotto ai vari piani da un dato valore di accelerazione
spettrale e confrontarlo con le resistenze di piano. A
tale scopo si utilizza il metodo dell’analisi statica
equivalente, che definisce i coefficienti di piano da
applicare alle accelerazioni, in relazione ad una prefissata forma semplificata (lineare) del primo modo
di vibrare della struttura. Definiti i coefficienti di piano e fissato un valore unitario dell’accelerazione
spettrale, è immediato ottenere i tagli ai vari piani e
confrontarli con i valori resistenti ottenuti ai piani
corrispondenti. I diversi rapporti così ottenuti permettono di individuare il piano più debole e di definire la resistenza dell’edificio in termini
d’accelerazione spettrale. L’ultimo passaggio da
compiere per arrivare a definire l’intensità del sisma
cui la struttura può resistere senza collassare consiste
nel tradurre il valore spettrale dell’accelerazione al
valore dell’accelerazione massima del terreno
(PGA), parametro che definisce l’intensità del terremoto.
Tenendo conto che il valore dell’accelerazione
spettrale calcolato è un valore di tipo statico lineare,
la relazione che lega Sa e PGA è la seguente:
Sa = PGA * αPM * αAD * αDS * (1/αDUT)
dove:
αPM è il coefficiente di partecipazione modale
(può essere assunto pari a 0.8 per gli edifici con più
di tre piani, e a 0.9 per gli edifici di due piani, 1 per
gli edifici ad un solo piano);
αAD è l’amplificazione spettrale che, per le frequenze tipiche degli edifici in esame, è dell’ordine di
2.5;
αDS è il coefficiente che tiene conto delle capacità
dissipative dell’edificio. Per gli edifici in c.a. esso è
posto pari a 1 oppure a 0.8, rispettivamente nel caso
in cui il contributo degli elementi non strutturali è
considerato o meno per il calcolo della resistenza
della struttura; Per gli edifici in muratura esso è
sempre posto pari a 1.0.
αDUT è il cosiddetto fattore di struttura (2 in via
prudenziale per gli edifici in c.a e 1,5 per gli edifici
in muratura).
3.5 Rischio di collasso
Una volta valutata la vulnerabilità reale della
struttura, ottenuta selezionando il valore più basso
nelle due direzioni orizzontali principali e ai diversi
piani, espressa in termini di accelerazione massima a
terra del terremoto che produce il collasso, tale accelerazione può essere espressa anche in termini di intensità della scala macrosismica Mercalli-Cancani-
Con PGA espresso in cm/s2.
tab. 1: Corrispondenza approssimativa tra PGA e intensità macrosismica MCS secondo Margottini et al [Riferimento].
PGA [g]
0.05
0.07
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.40
0.50
IMCS
V-VI
VI
VII
VIII
IX
IX-X
X
X-XI
XI
La stessa accelerazione a terra consente di definire il rischio di collasso, espresso attraverso il periodo
di
ritorno
del
terremoto
corrispondente
all’accelerazione di picco trovata, nel sito. In relazione all’assegnazione del profilo di terreno ottenuto
attraverso le indagini di microzonazione o attraverso
le indagini svolte, è stato definito il coefficiente S.
L’accelerazione al suolo di collasso, dovrà essere
scalata con tale coefficiente, per arrivare a definire
l’accelerazione di picco su roccia. In sintesi, nota
l’accelerazione di picco corrispondente al collasso,
PGA, si determinerà l’accelerazione massima su
roccia corrispondente ag = PGA/S
Da cui, con riferimento ai valori riportati in allegato 1, si ottiene il periodo di ritorno:
T = K e[α ln(ag)]
In cui: α e K sono due coefficienti i cui valori sono forniti per due ipotesi della curva di attenuazione,
T è il periodo di ritorno cercato e ag è
l’accelerazione massima al suolo.
3.6 Altri elementi di giudizio della vulnerabilità e
del rischio
I risultati scaturiti dalle analisi quantitative svolte
nel paragrafo precedente vanno riferiti al contesto
generale dell’intera indagine ed ai relativi limiti. È
opportuno precisare, inoltre, che il modello matematico adottato tiene conto anche d’eventuali effetti
torsionali, conseguenti ad una sfavorevole distribuzione in pianta degli elementi resistenti, attraverso
due coefficienti che, sulla base di un giudizio esperto, valutano la regolarità geometrica e la rigidezza
del fabbricato e possono assumere valori compresi
tra 0.9 e 1. Il modello determina quindi una valutazione della vulnerabilità al collasso strutturale
d’insieme, ma tiene conto della vulnerabilità delle
parti non strutturali. In particolare non è stimato il
pericolo di crollo d’elementi di tamponatura e tramezzatura, nonché d’eventuali appendici a mensola,
spesso caratterizzate da fragilità e bassa resistenza.
A completamento delle valutazioni precedenti si è ritenuto necessario effettuare un’analisi qualitativa di
alcuni aspetti che possono incidere sia sulla valutazione numerica della vulnerabilità d’insieme, sia sulla vulnerabilità delle parti non strutturali. Tali aspetti
sono riconducibili ai 4 gruppi di seguito illustrati.
(1) fattori che influiscono sulla qualità strutturale :
Comprendono caratteristiche che possono influenzare negativamente il comportamento della costruzione, come l’età, lo stato di degrado, il danno
preesistente, la destinazione d’uso originaria diversa,
la tensione nei pilastri al piano terra e al piano critico (σvert,max > 0.3 fc, σvert,med > 0.15 fc) [solo c.a.], i
giunti strutturali inadeguati, l’evidenza di cedimenti
fondali, i solai di caratteristiche non adeguate alla
luce e all’utilizzo e/o con evidenti inflessioni o lesioni, la muratura di scarsa qualità.
(2) fattori che influiscono sull’adeguatezza del modello di calcolo:
Possono influire sull’adeguatezza del modello di
calcolo le caratteristiche morfologiche, come ad esempio le irregolarità di forma in pianta, le irregolarità di rigidezza e/o resistenza in pianta, le irregolarità di forma in elevazione, le irregolarità di rigidezza
e/o resistenza in elevazione, le tamponature con finestrature a nastro o tali da determinare “pilastri corti” [solo c.a.], la disposizione irregolare delle aperture e la presenza di piccole aperture e nicchie nelle
strutture murarie[solo murature], la presenza di spinte statiche (tetti, volte, archi, terreno, ecc.), la presenza di pareti intersecate da pareti trasversali ad interasse elevato (>7m) [solo muratura], l’elevata
snellezza dell’edificio e l’elevata snellezza delle
strutture verticali. In parte tali fattori sono già considerati dal modello semplificato per situazioni poco
accentuate.
(3) qualità delle informazioni e assunzioni fatte:
Comprende indicazioni sul grado di conoscenza
acquisito attraverso i sopralluoghi, saggi e la documentazione disponibile.
(4) vulnerabilità delle parti non strutturali :
Comprende informazioni sulle caratteristiche delle parti non strutturali maggiormente soggette a danni, anche per terremoti di bassa intensità e a cadute
pericolose di elementi pesanti, come ad esempio: interpiano superiore ai 3.5 m senza cordoli rompitratta
intermedi o altri provvedimenti atti a ridurre il rischio di ribaltamento delle tamponature e dei tramezzi, tamponature totalmente fuori dalla maglia
strutturale, tamponature a cassetta con un paramento
fuori dalla maglia strutturale, tamponature su struttura a sbalzo o di bow-window, tramezzature a foglio
su altezze superiori a 3.00 m, rivestimenti pesanti in
cattivo stato di manutenzione, controsoffittature pesanti, camini in muratura, cornicioni in muratura,
balconi o pensiline di grandi luci, altri elementi funzionanti a mensola.
3.7 Definizione della tipologia di intervento
Sulla base dei risultati delle indagini e delle valutazioni effettuate vengono individuate le principali
carenze strutturali dell’edificio, ed è possibile fornire
indicazioni sulla tipologia di intervento che, per le
strutture a telaio in calcestruzzo armato, prevedono:
riduzione delle irregolarità mediante realizzazione di
giunti o collegamenti tra corpi separati, interventi
d’ampliamento dei giunti, rafforzamento diffuso di
pilastri e nodi mediante incamiciatura, cerchiatura,
placcaggio, inserimento di nuovi elementi strutturali
(ad es. pareti) capaci di assorbire gran parte delle
forze sismiche, inserimento di controventi di acciaio
tradizionali, dissipativi e/o rientranti e isolamento
sismico mediante sottofondazione, immediatamente
sopra le fondazioni o ad un piano intermedio.
Per le strutture in muratura gli interventi possibili
sono: riduzione delle irregolarità mediante la previsione di giunti o collegamenti tra corpi separati, interventi d’ampliamento dei giunti, miglioramento
dei collegamenti tra strutture verticali e tra queste e
gli orizzontamenti, collegamenti di piano, rafforzamento delle strutture murarie, inserimento di nuovi
elementi strutturali (ad es. pareti) capaci di assorbire
parte delle forze sismiche o contenimento delle spinte sulle strutture verticali o eliminazione delle strutture spingenti, in particolare quelle di copertura.
4
RISULTATI
In seguito agli studi di vulnerabilità effettuati sugli edifici scolastici è stato approntato un database
per la raccolta dei dati prodotti. Ad oggi nel database
sono contenuti i dati relativi a circa 250 edifici (186
relativi alla Provincia di Campobasso e 64 a quella
di Isernia). Una prima analisi degli aspetti più significativi riguardanti la caratterizzazione del campione
di edifici, con riferimento ai principali aspetti di carattere strutturale e di vulnerabilità è illustrata in
(AA.VV., 2007). Nel seguito sono riportati alcuni
dati caratterizzanti il campione, al fine di illustrarne
le principali caratteristiche. La metà degli edifici sono scuole materne o elementari aventi una popolazione scolastica piuttosto bassa: oltre il 50% delle
scuole hanno meno di 50 alunni. Tale dato è dovuto
principalmente all’ubicazione della maggior parte
degli edifici in comuni scarsamente popolati.
Palestra
9%
Mista
8%
Altro
2%
Materna
21%
Superiore
18%
Media
13%
Elementare
29%
Figura 1: Distribuzione degli edifici per grado d’istruzione
Figura 5: Distribuzioni delle categorie di terreno secondo la
classificazione dell’O.P.C.M. n.3274-03.
100
80
80
N° Edifici
60
% Cumul.
40
30
20
7
5
3
100-150
150-200
200-250
3
20%
1
20%
10
7
5
250-300
350-400
0
0-50
50-100
>400
Figura 2: Distribuzione del numero di alunni per edificio.
La maggior parte degli edifici hanno struttura a
telaio in calcestruzzo armato e sono state costruite
principalmente dal dopoguerra agli anni ‘80: il 20%
circa risalgono ad epoche antecedenti il secondo
conflitto mondiale.
100
79
80
N° Edifici
60
% Cumul.
40
26
21
20
5
9
0
6
2
0
A1
A2
B
C
D
E
F
G
2
60%
Figura 6: Distribuzioni delle zone sismiche per numero
d’edifici scolastici
Le valutazioni semplificate di vulnerabilità hanno
consentito di determinare per ciascun edificio il valore di stima dell’accelerazione di picco su roccia
che ne provoca il collasso. Nel grafico di figura 7
sono indicate le distribuzioni statistiche dei valori
della PGA massima sopportabile da ciascun edificio
al collasso. Risulta quindi evidente che sul campione
fino a questo momento analizzato il 40% circa degli
edifici scolastici ha una PGA di collasso minore di
0.15g.
Figura 3: Tipologie costruttive più ricorrenti: A1-Muratura in
elementi naturali irregolari, A2 - Muratura in elementi naturali regolari, B – Muratura in elementi artificiali, C – Muratura
in elementi misti, D – Calcestruzzo armato, E – Acciaio, F –
Mista, G – Prefabbricata.
Figura 7: Distribuzioni delle accelerazioni massime su roccia
per numero d’edifici scolastici
Figura 4: Distribuzione delle epoche di costruzione
Dagli studi geologici si rileva che la quasi totalità
dei terreni sono di tipo “B” (ai sensi della classificazione data dall’O.P.C.M. n.3274-03). Il risultato è in
buon accordo con gli studi di microzonazione in corso nella provincia di Campobasso che si è avviato
contestualmente alla ricostruzione post-sisma.
C
25%
D
3%
A
7%
B
65%
Figura 8: Distribuzioni dei rapporti di rischio PGAc/PGAr
L’analisi di maggior rilievo nello studio di vulnerabilità fin ora svolto è senza dubbio la valutazione
del rischio sismico che mette in relazione la capacità
del fabbricato oggetto di studio in relazione alla domanda di prestazione richiesta dalla normativa:
l’accelerazione massima è quella indicata dalla
O.P.C.M. n.3519/2006. Nella valutazione del rischio
R l’azione sismica di riferimento è stata valutata tenendo in conto del coefficiente di importanza.
R=
PGAc
γ ⋅ PGAr
1)
Dove PGAc è l’accelerazione di picco su roccia
di collasso e PGAr è l’accelerazione di picco su roccia di riferimento (O.P.C.M. n.3519-06); γ è il coefficiente di importanza che vale 1.2 per gli edifici
scolastici. Dalla figura 9 è evidente che le distribuzioni dei valori delle PGA di collasso in relazione alle tipologie costruttive sono molto simili tra loro.
Poco significativo è il caso d’edifici di acciaio considerata l’esigua popolazione del campione disponibile.
Figura 9: Distribuzioni delle accelerazioni massime su roccia
in relazione alla tipologia costruttiva
Dal confronto tra le PGA di collasso delle strutture e quelle di riferimento emerge che circa il 50%
degli edifici non si trova in condizioni di sicurezza
nei riguardi dell’azione sismica attesa, essendo il
rapporto tra la PGA calcolata e quella di riferimento
minore di 1. Si trovano in condizioni migliori gli edifici situati in zona 3, in quanto oltre l’80% di essi
ha una PGA di collasso pari almeno all’80% di quella richiesta dalla normativa vigente.
Figura 10: Distribuzioni delle accelerazioni massime su roccia
in relazione alla zona sismica
5
CRITERI ADOTTATI NELLA SCELTA
DELLE PRIORITÀ DI INTERVENTO
I criteri previsti sono di due tipi: uno basato sulla
valutazione di rischio sismico che consente di ordinare in una scala di priorità gli edifici e che discende
dalle valutazioni di vulnerabilità (accelerazioni di
collasso) rapportate alla pericolosità sismica dei siti
(accelerazioni massime attese così come ufficialmente stabilite dalla Regione) e un altro che, a valle
del precedente, è finalizzato alla valutazione
dell’economicità del possibile intervento, attraverso
un confronto tra 1) l’eventuale costo stimato dal tecnico a seguito dell’indagine (costo di progetto), 2)
un costo che è stato stimato in conformità a valutazioni medie parametriche, tenendo conto delle condizioni di vulnerabilità e di stato di conservazione
(costo stimato) 3) ed un costo di raffronto che è calcolato come costo di una nuova struttura in grado di
soddisfare le esigenze funzionali della popolazione
scolastica interessata. (costo di raffronto).
Quest’ultimo deriva del fatto che è discriminante la
considerazione dell’adeguatezza della costruzione in
esame alle effettive esigenze funzionali che deve rispondere al numero di utenti attuale, o ragionevolmente prefigurabile in vista di prevedibili variazioni,
e agli standard fissati dalle specifiche normative del
settore. A questo proposito si è considerato anche un
indice derivante dalla stima della superficie virtuale
costruita, e quella calcolata nel rispetto di detti standard in base al numero di alunni, numero di sezioni e
alle altre esigenze funzionali correlate (spazi comuni, uffici, palestra, laboratori etc.).
5.1 Priorità di intervento e livello di adeguamento
alla normativa
La graduatoria di priorità degli interventi non può
che discendere dalla valutazione delle condizioni di
rischio degli edifici con riferimento a quelle adottate
nella vigente normativa antisismica. A tal fine si può
definire un livello di adeguamento dell’edificio determinato dal rapporto tra la vulnerabilità
dell’edificio e la pericolosità sismica del sito. La
vulnerabilità sismica è espressa in termini
d’accelerazione di collasso della struttura al suolo
rigido, determinata dalle indagini sugli edifici e dalle
elaborazioni dei dati esistenti; la pericolosità è data
dal valore della Pga di riferimento stabilita dalla Regione per ogni comune. In questo modo gli edifici
sono classificati nella graduatoria in classi di rischio
definite in relazione al seguente indice di adeguamento alla normativa:
R = RPGAc/PGAr * γ
γ (coefficiente importanza) = 1,2 per gli edifici
scolastici.
Per ognuno degli estremi delle classi definite per
l’indice d’adeguamento si è valutato il periodo temporale nel quale si ha la probabilità di superamento
del 10% della PGA di collasso dell’edificio e che
può essere considerata come una stima probabilistica
del tempo d’utilizzazione: periodo di tempo di riferimento per l’Amministrazione per adottare i provvedimenti necessari alla messa in sicurezza. In base
al livello d’adeguamento e al tempo di utilizzazione
sono individuate sei classi di rischio. Per gli edifici
delle prime tre classi (A,B,C) sono previsti interventi
per la riduzione del rischio sismico.
tabella 2: livello di vulnerabilità – adeguamento e tempo di
utilizzazione
Classe
rischio
A
B
C
D
E
F
Livello di adeguamento
(PGA edificio / PGA sito)
< 0.25
Tra 0.25 e 0.35
Tra 0.35 e 0.45
Tra 0.45 e 0.55
Tra 0.55 e 0.65
Maggiore di 0.65
Tempo di utilizzazione (anni)
< 1 anno
tra 1±0.5 e 2.5±1
tra 2.5±1 e 5±1.5
tra 5±1.5 e 9±2.2
tra 9±2.2 e 15±2.5
> 15 anni
5.2 Criterio economico
Per la valutazione del costo di intervento ed anche della convenienza economica è necessario considerare:
- il costo stimato d’intervento che è valutato in base alle dimensioni reali dell’edificio, tenendo
conto dello stato di conservazione e
dell’eventuale livello di danneggiamento oltre
che dalla vulnerabilità dell’edificio;
- il costo di raffronto stimato in relazione alla superficie necessaria per lo svolgimento delle attività scolastiche determinata in funzione del numero degli alunni e delle sezioni presenti nella
scuola secondo i parametri del Ministero
dell’Istruzione.
In entrambi i casi hanno incidenza fattori quali la
pericolosità sismica del sito di ubicazione (zona sismica e amplificazioni locali) e l’eventuale utilizzo
di tecniche innovative (isolamento sismico).
Nella valutazione è quindi necessario tener in
conto la superficie reale dell’edificio corrisponde a
quella rilevata dal tecnico, che in molti casi può risultare quella strettamente necessaria per lo svolgimento dell’attività scolastica. Con tali dati è possibile calcolare l’indice di superficie (Ic = superficie
reale / superficie virtuale ) che consente di stabilire
se l’immobile, che ospita la scuola, è adeguato alla
normativa in termini di superficie.Viene quindi determinata la superficie virtuale, valutata in base al
numero di alunni e sezioni presenti nella scuola e il
costo di raffronto ne deriva come prodotto di detta
superficie per un costo medio di riferimento per
nuove strutture di tipo scolastico.
5.2.1 Costo d’intervento
In generale il costo d’adeguamento sismico di un
edificio esistente può essere stimato tenendo conto
dello stato di conservazione e del livello di vulnerabilità del corpo di fabbrica e della sua tipologia
d’uso. Nel caso degli edifici scolastici per fare la valutazione si può tenere conto dello stato di conservazione degli edifici (buono, discreto, scadente, pessimo) che corrisponde al livello di danneggiamento
dopo un evento sismico con opportuni correttivi del-
le classi vulnerabilità corrispondenti al livello
d’adeguamento dell’edificio scolastico. Ai fini del
costo di intervento le 6 classi di vulnerabilità sono
raggruppate in tre gruppi (A-B, C-D, E-F). Il costo
limite di intervento è eterminato basandosi su analisi
di costo effettuate su edifici campione di diversa dimensione e destinazione scolastica utilizzando i
prezzi ricavati dal prezziario della Regione Molise
aggiornato al 2005. Al costo d’adeguamento sismico, stimato in 950 euro/mq vanno aggiunti: gli oneri
previsti dalla normativa per le opere pubbliche (Iva,
spese tecniche…), per l’eventuale demolizione
dell’edificio esistente (nel caso nuova realizzazione),
per eventuali interventi speciali di fondazione, per
eventuali sistemazioni esterne e opere di urbanizzazione e per eventuali dispositivi di isolamento sismico.
tabella 3: costi – stato conservazione/vulnerabilità
Buono (D0)
Vul/stato conservazione
Muratura – E-F
Muratura -C-D
Muratura -A-B
Cemento armato – E;F
Cemento armato – C,D
Cemento armato – A,B
6
Euro/mq
500/600
600/700
700/800
300/400
500/600
700/800
Discreto
(D1 – D2)
Euro/mq
600/700
700/800
800/900
400/500
500/600
700/800
Scadente
(D3-D4)
Euro/mq
700/800
800/900
900
500/600
500/600
800/900
Pessimo
(D5)
Euro/mq
950
950
950
950
950
950
PROGETTO SCUOLA-SICURA :IL
PERCORSO DALL’EMERGENZA ALLA
RICOSTRUZIONE ATTUAZIONE
Nel 2002 dopo l’emanazione della L.R. 38 sono
stati finanziati i primi interventi di monitoraggio in
tutti i comuni della regione Molise con fondi del bilancio regionale. La maggior parte delle Amministrazioni comunali e le Province della Regione Molise hanno provveduto al monitoraggio con propri
tecnici. La documentazione tecnica è pubblicata sul
sito
della
Regione
Molise
(www.regione.molise.it/sis - vulnerabilità edifici
scolastici). A partire dal 2003 sono stati finanziati
numerosi interventi di miglioramento sismico controllato per la messa in sicurezza degli edifici scolastici (70.000 e 140.000 euro), è stato stimato il costo
di riparazione del danno degli edifici scolastici sulla
base dei Progetti Preliminari Semplificati redatti dai
tecnici incaricati dai comuni, è stata effettuata,
all’interno dello studio della vulnerabilità, la valutazione dei costi di nuova costruzione per tutti gli edifici scolastici della regione Molise e sono stati finanziati i primi interventi per la costruzione di nuovi
edifici, alcuni dei quali su isolatori sismici, con i costi determinati in base al modello regionale.
Sulla base dei dati delle indagini sono state elaborate graduatorie di rischio per gli edifici scolastici
della provincia di Campobasso, colpita dal sisma del
2002, ed anche per quelli della provincia di Isernia.
Nel 2005 sono state pubblicate dal Presidente della
Regione Molise, Commissario Delegato per le attività post-sisma, le direttive per la redazione dei progetti esecutivi di ricostruzione e adeguamento sismico degli edifici scolastici della provincia di
Campobasso colpita dal sisma del 2002.
La programmazione regionale, per quanto riguarda il finanziamento degli interventi di adeguamento
sismico degli edifici scolastici ha preso atto dei risultati dello studio di vulnerabilità ed ha finanziato
gli interventi sulla base di tali risultati. Attualmente
la regione Molise dispone di un monitoraggio aggiornato delle condizioni di rischio degli edifici scolastici regionali che viene aggiornato man mano che
le amministrazioni provvedono a consegnare i risultati delle indagini eseguite con i fondi della LR
38/2002. Il database è aggiornato anche sulla base
degli interventi di miglioramento sismico controllato
ed adeguamento eseguiti ed è integrato con i dati del
data base del Ministero dell’Istruzione. Attualmente
sono stati eseguiti e finanziati interventi di adeguamento sismico in tutti gli edifici ad elevato rischio
sismico (classe A;B e C). Complessivamente sono
stati finanziati circa 100 milioni di euro a valere sia
sui fondi della ricostruzione post-sisma, in provincia
di Campobasso, sia fondi regionali per l’intera regione interessando circa il 50% degli edifici scolastici regionali di tutti i livelli d’istruzione.
7
menti non ammorsati tra di loro con i solai di piano e
la copertura in laterocemento con armature in ferro
liscio e calcestruzzo di qualità scadente.
Figura 11: Planimetria con l’indicazione dell’identificativo del
setto murario.
Di seguito si illustra l’utilizzo della procedura di
calcolo proposta per la valutazione della vulnerabilità sviluppata in ambiente Excel. Per l’immissione
dei dati è necessario il rilievo dell’edificio con la individuazione del maschi murari e la tessitura degli
orizzontamenti. Nella sezione 1 vengono inseriti i
dati generali di piano; nella sezione 2 sono immessi i
dati geometrici e meccanici delle pareti costituite sia
da maschi sia da bucature.
ESEMPIO DI VALUTAZIONE DELLA
VULNERABILITA’ DI UN EDIFICIO IN
MURATURA
Per l’applicazione della metodologia, a titolo esemplificativo, è stato scelto un edificio scolastico in
muratura ubicato nel comune di Morrone del Sannio
(CB) destinato a scuola materna ed elementare, che è
stato gravemente danneggiato dal sisma del 2002.
Morrone del Sannio è uno dei due comuni della zona
epicentrale che prima del terremoto del 2002 erano
classificati nella seconda categoria sismica e che attualmente, in base alla nuova classificazione, ricade
nella zona 2. La scelta è ricaduta su questo edificio
perché dopo la valutazione della vulnerabilità, ai
sensi della L.R.38/2002, e la stima dei costi di intervento è stato ritenuto conveniente procedere alla
demolizione degli edifici esistenti e alla ricostruzione di un nuovo complesso scolastico composto da
due strutture in cemento armato, la palestra e
l’edificio scolastico, di cui quest’ultimo realizzato su
isolatori sismici. Nel complesso scolastico sono ospitati gli alunni delle scuole materna ed elementare
di Morrone del Sannio e Ripabottoni che prima occupavano due edifici, entrambi gravemente danneggiati e ubicati nella stessa area a poca distanza l’uno
dall’altro. L’esempio si riferisce all’edificio che occupava la scuola elementare realizzato negli anni 60.
La struttura, distribuita su due livelli, era in muratura
composta da blocchi di pietra sbozzata a due para-
Figura 12: Maschera di inserimento dei dati generali di piano.
L’ultima sezione d’input fornisce il riepilogo delle elaborazione relative ad ogni parete nelle due direzioni principali (X e Y).
Figura 13: Stralcio della tabella riassuntiva i dati calcolati per
ogni setto, in direzione X e Y.
Nella sezione 4 è calcolata la somma dei contributi d’ogni singola parete ad ogni livello nelle due
direzioni. Quindi viene determinata la forza sismica
di piano in linea a quanto previsto dall’analisi statica
della OPCM 3274/2003.
smico è stato esaminato anche il criterio economico
e dal confronto tra il costo di adeguamento dei due
edifici e la costruzione di una nuova costruzione, tenuto conto del numero degli alunni, è risultato più
conveniente costruire un edificio nuovo adeguato alle norme vigenti.
8
Figura 14: Tabella riepilogativa delle azioni sismiche di piano
La vulnerabilità è il valore di accelerazione di
picco al suolo più basso fra quelli calcolati ai vari livelli per le direzioni principali.
Figura 15: Tabella di sintesi per il calcolo della pga riferita al
suolo su cui poggia il fabbricato.
DEMOLIZIONE
DI
UN
EDIFICIO
ESISTENTE
IN
MURATURA
E
RICOSTRZIONE DI UNA STRUTTURA IN
CEMENTO ARMATO SU ISOLATORI
SISMICI
Il nuovo complesso scolastico è composto da due
corpi di fabbrica: l’edificio scolastico, isolato alla
base, e la palestra. L’edificio principale si sviluppa
su due piani per una superficie lorda di circa 750
m2, ha la struttura portante a telaio in cemento armato sorretta da 39 pilastri. La fondazione è costituita
da un reticolo di travi su pali sulle quali sono stati
applicati i dispositivi di isolamento; il sistema di isolamento è stato previsto con un sistema combinato di
n. 33 isolatori elastomerici cilindrici e da n.6 dispositivi a slitta in acciaio. La rigidezza complessiva del
sistema di isolamento è di 27000 kN/m per una massa di 2800 ton. Il periodo fondamentale della struttura è pari a circa 2 sec con uno spostamento massimo
stimato pari a circa 20 cm nelle due direzioni principali del sisma di progetto.
Nella sezione 8, riducendo opportunamente il valore della PGA per tenere in conto dell’effetto di
amplificazione stratigrafica locale, si è valutata
l’accelerazione su bedrock. In base alle caratteristiche del sito, è stato stimato il periodo di ritorno del
sisma .
Figura 17: Viste del nuovo realizzato
Figura 16: Calcolo dell’accelerazione d’ancoraggio dello spettro che porta la struttura al collasso.
Identico procedimento è stato utilizzato per la valutazione della PGA allo stato limite di danno. Nel
caso in esame si è ottenuta una Pga al collasso di
0,83g; dal rapporto tra questa a la Pga di sito, pari a
0,21ag/g, (DCD n.35/2005), opportunamente corretta dal coefficiente e di importanza, pari a 1,2, si è ottenuto un livello di adeguamento dell’edificio del
32% che ha posto l’edificio tra quelli ad elevata vulnerabilità (classe B). Oltre al criterio del rischio si-
Figura 18: Isolatori elastomerici montati alla base della scuola
nel comune di Morrone del Sannio (CB).
Figura 19: Lo spettro A è quello utilizzato per la valutazione
dell’effetto del sisma sulla struttura isolata alla base, lo spettro
B si riferisce ad un edificio analogo progettato in classe di duttilità bassa.
La Figura 19 mostra due spettri a confronto; lo
spettro A è stato utilizzato per il progetto
dell’edificio isolato, che in corrispondenza del periodo fondamentale della struttura (2s circa) valuta
l’accelerazione spettrale in 0.94 m/s2, mentre lo spettro B, che assume il valore di 1.12 m/s2, è quello utilizzato nell’ipotesi di struttura non isolata, progettata
in bassa duttilità con un coefficiente di struttura pari
a 4.1. Nel caso in esame si è ottenuto che le sollecitazioni di progetto corrispondono a circa il 56% di
quelle che si sarebbero potute ottenere per la stessa
struttura in assenza degli isolatori sismici, nonostante la presenza di soli due piani.
BIBLIOGRAFIA
AA.VV., 2000. Censimento di vulnerabilità degli edifici pubblici, strategici e speciali nelle regioni Abruzzo, Basilicata,
Calabria, Campania, Molise, Puglia e Sicilia. Dipartimento
della Protezione Civile – GNDT, Roma.
AA. VV., 2007. Vulnerabilità sismica delle scuole del Molise.
Atti del 12° Convegno Nazionale L’ingegneria Sismica in
Italia, Pisa.
CEN – Comitè Europèen d Normalisation, 1991. Eurocode2 :
Desig of concrete structures – Part.1 : General rules and
rules for buildings, ENV 1992-1-1, Brussels;
CEN – Comitè Europèen d Normalisation, 2003. Eurocode 8 :
Desig Provisions for Eartquake Resistance of Structures,
Part. 1.1 : General rules, seismic actions and rules for buildings, ENV 1998-1-1, Brussels;
Dolce M,, 1991, Schematizzazione e modellazione degli edifici
in muratura soggetti ad azioni sismiche “ L’Industria delle
Costruzioni, Dicembre 1991, Roma
Dolce M., Moroni C. , 2005 La valutazione della vulnerabiBrignola, A., Ferrini, M, Lagomarsino, S., Mangone, F., Podestà, S., 2006b, Valutazione sperimentale dei parametri di
deformabilità e di resistenza a taglio della muratura, Ingegneria Sismica (in corso di stampa).
Brignola, A., Frumento, S., Lagomarsino, S., Podestà, S.,
2006c, Valutazione sperimentale dei parametri di deformabilità e di resistenza a taglio, Atti del Convegno Nazionale:
Sperimentazione su materiali e strutture, Venezia.
Comitato Tecnico Scientifico del Molise, 2005, Direttive per la
ricostruzione, Campobasso Decreto del Presidente Commissario n.35/200.
Fema Federal Emergency Management Agency, 2000.
FEMA356 – Prestandard and commentary for the seismic
rehabilitation of buildings, Washington D.C., 2000.
INGV Gruppo di lavoro, 2004. Redazione della mappa di pericolosità sismica prevista dall’Ordinanza PCM 3274 del 20
marzo 2003. Rapporto Conclusivo per il Dipartimento della
Protezione Civile, INGV, Milano-Roma, aprile 2004.
Margottini C., Molin D., Narcisi B., Serva L., 1985. Intensity
vs. acceleration: italian data, Proc. of the Conference on
Historical Seismicity of Central-eastern Mediterranean Region.
Min. LL.PP. 1987. D.M. 20.11.87, Norme tecniche per la progettazione, l’esecuzione ed il collaudo degli edifici in muratura e per il loro consolidamento (G.U. 5-12-1987, N. 285 –
S).
Min. LL.PP. 1996a. D.M. 16.01.96, Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche (Suppl. Ord. alla G. U. 5-2-1996,
N. 29).
Min. LL.PP. 1996b. D.M. 09.01.96, Norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in c.a., normale e precompresso, e per le strutture metalliche (Suppl.
Ord. alla G.U. 5-2-1996, N. 19).
Min. LL.PP. 1997. circ. n. 65/AA.GG 10 aprile 1997 (Suppl.
Ord. alla G.U. 28-4-1997, N. 97) Park P., Paulay T., 1975.
Reinforced Concrete Structures Wiley.
PCM Presidenza del Consiglio dei Ministri, 2003. Ordinanza
N. 3274 del20/03/2003 – Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona
sismica.
PCM, Presidenza del Consiglio dei Ministri, 2005. Ordinanza
N. 3431 del 03/05/2005 – Ulteriori modifiche ed integrazioni all’ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri
n. 3274 del 20/03/2003.
SSN, Servizio Sismico Nazionale, 2001. Rischio Sismico 2001,
Roma.
Turnsek V., Cacovic F., 1970. Some Experimental Results on
the Strength of Brick Masonry Walls, 2nd International
Brick Masonry Conference, Stock on Trent, 1970.
Presidente della Regione Molise Commissario Delegato, Ordinanza Commissariale n. 13/2003), 2003, Primi elementi diretti a favorire la fase della ricostruzione nei Comuni della
Provincia di Campobasso colpiti dagli eventi sismici del
31/10/2002.
Presidente della Regione Molise Commissario Delegato, CNRITC, Linee guida per la valutazione della vulnerabilità degli
edifici scolastici, approvate con Decreto del Commissario
Delegato n. 71/2003
Presidente della Regione Molise Commissario Delegato, Comitato Tecnico Scientifico (Ordinanza Commissariale n.
13/2003), 2005, Direttive tecniche per la progettazione e la
realizzazione degli interventi sugli edifici privati e sugli edifici pubblici, approvate con Decreto del Commissario Delegato n. 35/2005.
Servizio Sismico Nazionale, Gruppo Nazionale per la Difesa
dai Terremoti, Scheda AeDES di 1° livello di rilevamento
danno, pronto intervento e agibilità per edifici ordinari
nell’emergenza post-sismica.
Commissario per la Ricostruzione in Molise, 2004, Analisi dei
dati dei Progetti Preliminari Semplificati.
Decanini, L., Di Pasquale, G., Galli, P., Mollaioli, F., Sanò, T.,
2004, Seismic hazard and seismic zonation of the region affected by the 2002 Molise, Italy, earthquake, Earthquake
Spectra, 20, Issue S1, S191-S220, doi:10.1193/1.1765106.
GdL, 1999, Proposta di riclassificazione sismica del territorio
nazionale, Ingegneria Sismica, XVI, 1, 5-14.
