L'AZIONE SISMICA NEL PROGETTO DELLE STRUTTURE ...prev.enea.it/2014-11-07 Seminario Mantova -...
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Seminario ADEGUAMENTO SISMICO DEGLI EDIFICI SCOLASTICI Mantova, Sala Conferenze dell'Unione Industriali, 7 novembre 2014
L'AZIONE SISMICA NEL PROGETTO DELLE
STRUTTURE: CONSIDERAZIONI E
PROPOSTE PER LE NORME TECNICHE
Paolo Clemente, PhD
Resp. Prevenzione Rischi Naturali e Mitigazione Effetti
ENEA – C.R. Casaccia
Convegno ADEGUAMENTO SISMICO DEGLI EDIFICI SCOLASTICI Mantova, Sala Conferenze dell'Unione Industriali, 7 novembre 2014
L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
AQK Repi =6.1 km comp NS
Maximum Acceleration:
366.61097948cm/sec2
at time t=7.635sec
Maximum Velocity:
38.64189722cm/sec
at time t=7.965sec
Maximum Displacement:
11.86387142cm
at time t=8.365sec
INPUT SISMICO Primo step nella progettazione = analisi delle azioni, tra cui le azioni sismiche:
• Pericolosità sismica di base (BHA)
• Risposta sismica locale (LSR)
Incertezze LRS >> Incertezze BHA
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0T(sec)
SA
(g
)NTC-08 475 yrs Soil=ANTC-08 475 yrs Soil=BNTC-08 475 yrs Soil=CNorm. 1996 2a categ. (4 dutt 1.5 s.l.)AQg EW soil=AAQv EW soil=BAQk EW soil=BNTC-08 2475 yrs Soil=B
Terremoto dell’Aquila, 2009
M=6.3:
• PGA = 0.30 ÷ 0.65 g:
• PGA >> PGA (TR=475 anni)
• PGA PGA (TR=2475 anni)
• Spettri: mostrano gli stessi
superamenti
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
MODELLAZIONE STRUTTURALE
• Materiali e comportamento strutturale in capo elsastico e non, che influenzano:
• Fattore di comportamento = misura della capacità di dissipare energia
Sismi più violenti di quello di
progetto
gran parte delle strutture
dovrebbero collassare o subire
ingenti danni
In pratica ciò non avviene.
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
SICUREZZA SISMICA IN ITALIA
Le nostre conoscenze sui terremoti e sui loro
effetti sulle strutture sono migliorate
notevolmente negli ultimi decenni
ma
gli eventi degli ultimi anni hanno dimostrato che
la strada da percorrere per conseguire un livello
di sicurezza accettabile è ancora lunga
Convegno ADEGUAMENTO SISMICO DEGLI EDIFICI SCOLASTICI Mantova, Sala Conferenze dell'Unione Industriali, 7 novembre 2014
L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
CALAMITÀ NATURALI IN ITALIA Negli ultimi 500 anni (Stime dell’ENEA, 1999):
• vittime dovute ad eventi naturali = oltre 20 a settimana
• 75% in occasione di eventi sismici
Terremoto della Sicilia sudorientale del 1693
• disastro ambientale, oggi sede di molti
stabilimenti petrolchimici
Terremoto della pianura Padana Emiliana del 2012
• gravi danni all'economia della regione e dell'intero
paese
Considerate
• l’estensione delle aree interessate
• la varietà del patrimonio edilizio esistente
la riduzione del rischio sismico richiede un notevole
impegno finanziario
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
PREVENZIONE O RICOSTRUZIONE ? Investimento necessario per riduzione rischio sismico = 100.000 ML lire
(stima GNDT, 1980)
Oculata programmazione della spesa e degli interventi, con:
priorità, per quanto riguarda il patrimonio pubblico opere
strategiche o di particolare rilevanza, quali prefetture, caserme,
ospedali, scuole, ecc.,
incentivi, per quanto riguarda il patrimonio privato
Somma non disponibile né
utilizzabile in tempi brevi, né
allora né adesso
Investimento estremamente
conveniente, tenuto conto
dei costi di gestione delle
varie emergenze e
ricostruzioni successive
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
SICUREZZA SISMICA IN ITALIA
70% dell’edificato non adeguato al sisma di progetto al sito
Evoluzione della classificazione sismica
Qualità delle costruzioni e degli interventi sull’esistente
Edifici storici
Evoluzione della Normativa Tecnica
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
EVOLUZIONE CLASSIFICAZIONE SISMICA
1908 Terremoto di Messina e Reggio Calabria Nuove zone classificate solo a seguito di un terremoto
1980 25% In zone 1 e 2
2003 70% in zone 1, 2, 3 Introd. Zona 4
1981 43% in zone 1, 2 e 3 Introd. Zona 3
2008: definizione puntuale dei parametri di pericolosità. Scompaiono le zone
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
EVOLUZIONE NORME TECNICHE
D.M. LL.PP. 03/03/1975 Norme tecniche
per le costruzioni in zone sismiche Prima normativa di moderna concezione (a seguito
della Legge 2 febbraio 1974, n. 64, Provvedimenti
per le costruzioni con particolari prescrizioni per le
zone sismiche)
63.8% delle abitazioni in Italia costruito prima del 1971 (dati ISTAT)
non rispondono, nominalmente, a criteri di sicurezza sismica
Fh3
Fh3
Fh3
z3
z2
z1
Norme Tecniche per le Costruzioni attualmente in vigore dal 2009
decisamente più onerose delle precedenti
(G+Q)2/8
(G+Q)1/8 0.5 (G+Q)
(G+Q)T/6
D.L. 5 novembre 1916 (TU) n. 1526
forze statiche simulanti l'azione sismica
(G = carichi permanenti,
Q = carichi variabili)
0.0
0.5
1.0
0 1 2 3 4
R
T (s)
0.8 sec
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
QUALITÀ COSTRUZIONI Età > 50 anni per gran parte degli edifici
(valore tipico della vita utile)
Edifici storici
• a volte oggetto di interventi inadeguati
• non dovrebbero ospitare scuole,
ospedali, strutture strategiche
Periodi di maggiore attività dopo eventi
eccezionali (guerre, terremoti):
costruzioni edificate
• in fretta
• senza adeguati controlli
• con sistemi e materiali scadenti
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
LE NORME, OVVERO LE LEGGI Un numero di regole eccessivo comporta vari inconvenienti: • l'impoverimento dell'autonomia e della creatività, in quanto l'opera del
progettista è irretita dalle norme • la difficoltà di discernere ciò che veramente conta • la sensazione di avere al riparo delle norme, responsabilità assai alleviate • la difficoltà di rendersi conto dei ragionamenti che giustificano certe regole,
rischiando di considerare queste alla stregua di algoritmi, ossia di schemi operativi che, una volta appresi, il pensiero non è più chiamato a giustificare
Ma tra le varie conseguenze, una delle più temibili è • l'attenuazione del senso di responsabilità, mentre questa costituisce uno
dei diritti fondamentali dell'uomo, violando il quale la vita si appiattisce e si rafforza, …
(Piero Pozzati, 1993) Concetti che concordano col motto: “Il regolamento serve a chi non si sa regolare“ ossia l’arte del ben progettare è molto di più che seguire le prescrizioni normative
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
PREVISIONE DEI TERREMOTI Interv. Tempo Utilità Commenti
Brevis
-simo pochi
sec/min early warning per impianti
RIR, treni AV, …
Possibile ma non utile in
Italia
Breve poche
ore ÷
qualche
mese
preparare le risorse per
emergenza e l’evacuazione
Al momento non siamo in
grado di fare ciò
Medio qualche
anno individuare aree dove
intervenire prioritariamente
per ridurre il rischio
Esperimenti di previsione:
aree di grandi dimensioni e
tempi lunghi, non
utilizzabili al momento per
scopi di protezione civile
Lungo decine di anni
ridurre vulnerabilità e
esposizione, preparare le
popolazioni
Le mappe di pericolosità ci
danno questa informazione
Per salvare vite umane costruire edifici antisismici
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
SOMMARIO
In questa presentazione:
• Considerazioni sulla valutazione della perisolosità sismica ai fini della progettazione strutturale
• Proposte per future norme tecniche
• Ricadute delle proposte sulle norme italiane e europee
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
INPUT SISMICO Descrizione corretta e completa dell’input = componenti dell’ accelerazione lungo 3 direzioni ortogonali regitsrate durante un sufficiente numero di eventi sismici -0.5
0
0.5
0 10 20 30 40acc (g
)
t (s)
Tolmezzo W-E
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
0 1 2 3 4
Se
(g)
T (s)
Se
Sd - q=1.5
Sd - q=3.0
Sd - q=4.5
L'AquilaTR=475 aSuolo B
In pratica, per analisi lineari = spettri di risposta delle componenti orizzontali e verticali al sito per determinare gli effetti massimi sulle strutture
In assenza di spettri di sito: spettri di risposta forniti dalle norme tecniche
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
SPETTRO DI RISPOSTA IN ACC. ORIZZONTALE Relativo a: • Suolo rigido e superficie orizzontale • Smorzamento =5%
0.0
0.2
0.4
0.6
0 1 2 3 4
Se
(g)
T (sec)
Rigid Soil
TCA
PGA·F
PGA
Valore massimo dell’acc. orizzontale (PGA = valore a T=0)
TCA = TC su suolo rigido Limite superiore dell’intervallo di accelerazione costante
Massima amplificazione F Rapporto tra la massima ampiezza spettrale e quella a T=0
Altri parametri (TB, TD): derivati da questi
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
PGA: APPROCCIO PROBAB. E DETERM.
Probabilistic Seismic Hazard Assessment (PSHA)
• Basato sulla storia sismica, sul concetto di periodo di ritorno e sulle faglie
conosciute, capaci o no,
• Non tiene conto degli eventi di megnitudo molto elevata, il cui accadimento
è avvenuto in epoca preistorica
Deterministic Seismic Hazard Assessment (DSHA)
• Sviluppa scenari sismici per ogni sorgente sismica, considerando anche gli
eventi preistorici (ove noti)
• Seleziona un moto sismico tenendo conto del massimo evento credibile
(MCE), della distanza dalla sorgente dal sito e delle sue caratteristiche
geologiche
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
PGA: per ciascun sito in funzione della prob. di superamento PNCR in 50 anni PNCR è correlata al periodo di ritorno TNCR
PVR = 10% in 50 anni
TR = 475 anni
PVR = 63% in 50 anni
TR = 50 anni
PVR = 2% in 50 anni
TR = 2475 anni
APPROCCIO PROBABILISTICO
PSHA: insieme di mappe ciascuna per un TNCR ≤ 2475 anni Tempo di osservazione To dovrebbe essere >> TNCR : ma To=1000÷2000 anni L’estrapolazione a periodi maggiori tiene conto delle incertezze
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
PGA - DGA
PGA
TR = 2475 anni DGA
Neo-deterministic
(Panza et al.)
(Panza et al.) Quasi ovunque
PGA > DGA
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
• Eventi meno frequenti, con TR > 2475 anni, possono non essere noti
• Alcune faglie potrebbero non essere note
CONSIDERAZIONI
16 luglio 2007: un sisma generato
da una faglia non nota colpisce
Chuetsu, prefettura di Niigata in
Japan (M=6.6),
Dove c’è la centrale nucleare di
Kashiwazaki-Kariwa
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
R
S
B
Ai 3 siti si hanno differenti risposte allo stesso evento sismico
RISPOSTA SISMICA LOCALE
Array velocimetrico a Belmonte Castello (FR): Receiver Functions di registrazioni di aftershocks del sisma dell’Aquila, 2009
0
2
4
6
8
0 5 10 15f (Hz)
R - SN/UP
R - WE/UP
0
2
4
6
8
0 5 10 15f (Hz)
S - SN/UP
S - WE/UP
0
2
4
6
8
0 5 10 15f (Hz)
B - SN/UP
B - WE/UP
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
Analisi HVSR
MICROZONAZIONE SISMICA
Definizione MOPS:
microzone omogenee in prospettiva sismica
(amplificative e non)
Livello I
• Scelta siti per nuovi impianti
• Definizione priorità di intervento sugli
esistenti
Livello I
•Zone instabili
•Zone stabili (pianeggianti, VS30 > 800 m/s)
•Zone stabili ma suscettibili di amplificazione
Livello II: coefficienti di amplificazione
attraverso abachi (situazioni semplici 1D)
Livello III: coefficienti di amplificazione
attraverso misure in sito e modellazione Livello III
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
LA RSL NELLE NORME TECNICHE
Fattore di sottosuolo S Diminuisce al crescere di PGAS
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
0.0 0.4 0.8 1.2
S
PGA·F (g)
SOFT
MEDIUM
RIGID
0.0
0.4
0.8
1.2
0.0 0.4 0.8 1.2
PG
A·F
·S (
g)
PGA·F (g)
SOFT
MEDIUM
RIGIDMassima ampiezza spettrale
PGA S F0
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
0.0
1.2
2.4
3.6
0.0
0.4
0.8
1.2
0.2 0.4 0.6
TC
/ T
CA
TC
(sec)
TCA (sec)
SOFT
MEDIUM
RIGID
AMPIEZZA PLATEAU: VALORE DI TC
0.2
0.4
0.6
0 0.2 0.4 0.6
TC
A
PGA (g)
PNCR = 10%, TNCR = 475
0.2
0.4
0.6
0 0.2 0.4 0.6
TC
A
PGA (g)
PNCR = 2%, TNCR = 2475
Dipende dalle caratteristiche del sottosuolo TC
Varia da sito a sito TCA
0.0
0.2
0.4
0.6
0 1 2 3 4
Se
(g)
T (sec)
Rigid Soil
TCA
PGA·F
PGA
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
FORMA SPETTRALE
• Effetti locali determinano ampie variazioni del moto al suolo • Tali variazioni possono essere molto più significative delle differenze tra
PGA e DGA
0.0
0.5
1.0
0 1 2
Se
(g)
T (sec)
Soft Soil
Rigid Soil
TCATC
PGA·F
PGA·S
PGA·F·S
PGA
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
TERREMOTO DI PROGETTO
Intensità sismica (TNCR) correlata a:
• Vita nominale TL
• Importanza della struttura (i.e., alle conseguenze di un suo collasso)
Fattore di importance I che amplifica PGA (eurocodice)
Vita nominale TL (norme italiane)
Considerazioni:
Vita nominale: è un concetto architettonico relativo alla idoneità della
struttura di svolgere le funzioni per cui è stata progettata
Sicurezza: non deve dipendere da TL
TL = 50 – 100 anni: è comparabile o maggiore dell’attesa di vita delle persone
TL è già correlata all’importanza di una struttura, a causa del suo costo
elevato (si pensi ai ponti di grande luce)
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
TERREMOTO DI PROGETTO
Prevenzione massima azione sismica indipendente da of TL
PSHA: PNCR = 2% in 50 anni minimo valore della probabilità di superamento
dell’azione sismica di riferimento per lo stato limite ultimo(TNCR = 2475 anni)
DSHA: Massimo Evento Credibile (MCE), massimo evento atteso al sito
Per ragioni economiche e architettoniche si accetta un livello inferiore:
• PSHA: valore di PNCR (o TNCR) in funzione del livello di rischio che si accetta
• DSHA: percentuale del massimo effetto associato al MCE
La scelta si basa su considerazioni:
• Ingegneristiche: Conoscenza del comportamento stutturale e capacità di
dissipare energia
• Politiche: quanto possiamo investire sulla nostra sicurezza?
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0 500 1000 1500 2000 2500TR
PGA L'Aquila
TNCR = 475 anni TNCR = 2475 anni
TERREMOTO DI PROGETTO
PGA per edifici
ordinari
PNCR = 10% in 50 anni
PGA max
PNCR = 2% in 50 anni
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
0.0
0.2
0.4
0.6
0.0 0.1 0.2 0.3
PG
A f
or
PN
RC=
2%
(g
)
PGA for PNRC=10% (g)
y = 2.36x
y = 1.37x
TERREMOTO DI PROGETTO
PNCR = 10% in 50 anni per edifici ordinari (TNCR = 475 anni) Scelta consapevole che comporta l’accettazione di un certo rischio
Strutture ordinarie (si accetta la possibilità di danni per terremoti violenti)
Una idonea duttilità ve assicurata: DUTT = PGA(2%) / PGA(10%) ≥ 1.5
La struttura non deve collassare sotto il sisma di progetto ma può danneggiarsi analogamente per sismi di maggiore intensità
Sul territorio italiano: PGA(PNCR=2%) = 1.37÷2.36 PGA(PNCR=10%)
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
IL “PICCO DELLA MIRANDOLA”
32 36 40 44
t (s)
-300
-200
-100
0
100
200
300
acc
(cm
/s/s
)
32 36 40 44
t (s)
-300
-200
-100
0
100
200
300
acc
(cm
/s/s
)
32 36 40 44
t (s)
-300
-200
-100
0
100
200
300
acc
(cm
/s/s
)
2012141020324.84.MRN
MIRANDOLA
NS
UP
WE
0.28g on surface
0.0
0.1
0.2
0.3
0.01 0.10 1.00
PG
A (
g)
PR
MIRANDOLASuolo rigido
Terremoto 2012
2475 anni
1500 years
475 years
0.22g at bedrock
• Edifici esistenti: non antisismici • Edifici industriali: labili per azioni
orizzontali
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
FATTORE DI COMPORTAMENTO
0.0
0.4
0.8
1.2
0 1 2 3 4
Se
(g)
T (s)
Se-HSA
Sd-HSA
Se-LSA
Sd-LSA
0.0
0.4
0.8
1.2
0 1 2 3 4
Se
(g)
T (s)
Se-HSA
Se-MSA
Se-LSA
Sd,max
Sd (HSA) > Se (LSA)
In zone a bassa sismicità (LSA) si può
progettare senza affidarsi alla duttilità
Non è possibile progettare in campo elastico in zone ad elevata sismicità (HSA) → q
Fissato Sd,max (=0.4g)
(valore massimo accettabile, sulla base
di considerazioni economiche e di
funzionalità)
se Se>Sd,max → Sd=Sd,max
con q = Se/Sd,max minimo necessario
Convegno ADEGUAMENTO SISMICO DEGLI EDIFICI SCOLASTICI Mantova, Sala Conferenze dell'Unione Industriali, 7 novembre 2014
L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
0.0
0.5
1.0
0.0 0.5 1.0 1.5
Dis
trib
uti
on
fu
ncti
on
PGA·F (g)
PNRC=10%
PNRC=2%
FATTORE DI COMPORTAMENTO
q = 1 per definire le azioni sismiche q ≥ 1.5 valore effettivo
Se Sd,max = 0.8g q = 1 possibile in: • 50% for TNCR=2475 a. • 90% for TNCR = 475 a.
Se Sd,max = 0.4g q = 1 possibile in: • 15% per TNCR=2475 a. • 50% per TNCR = 475 a.
Sd,max scelto in funzione della tipologia strutturale
Convegno ADEGUAMENTO SISMICO DEGLI EDIFICI SCOLASTICI Mantova, Sala Conferenze dell'Unione Industriali, 7 novembre 2014
L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
0 1 2 3 4
Se
(g)
T (s)
Se(T) < 0.2 g
2.0
2.5
3.0
0 0.1 0.2 0.3
F0
ag (g)
TR = 475
0.0
0.1
0.2
0 1 2 3 4
Se
(g)
T (s)
Se - fond.
Se - bedrock
agS·F0
agS
ag
Se(T)
ZONE A SISMICITÀ MOLTO BASSA
NTC 2008: ag ≤ 0.05 g (TR=475 anni) = acc. di picco al bedrock
NTC ...: ag·S ≤ 0.075 g = acc. di picco al piano posa fondazioni
Strutture poco sensibili ai terremoti al sito: Se(T) ≤ 0.20g
(dipende anche dalla struttura e vale soprattutto per strutture isolate)
Effetti su strutture: ag·S·F0 ≤ 0.20 g = acc. max spettro e
Valori da riferire al TR= 2475 anni
Convegno ADEGUAMENTO SISMICO DEGLI EDIFICI SCOLASTICI Mantova, Sala Conferenze dell'Unione Industriali, 7 novembre 2014
L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
Tecniche tradizionali non adatte per adeguamento sismico edifici storici:
EDIFICI ESISTENTI: TECNICHE TRADIZ. E INNOV.
Possono solo evitare il collasso
Non possono evitare gravi danni
Le moderne tecnologie, invece:
Riduzione azione sismica
No danni anche per eventi violenti
Scarsa interferenza con la struttura
Incremento di resistenza e duttilità
Irreversibili
Materiali diversi e incompatibili
Concezione strutturale originaria
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
Edifico in muratura su 4 livelli (55 anni) Retrofit con “Medium Damping Rubber Bearings” (MDNB) 2002 (courtesy by prof. M. Melkumyian)
SCUOLA A VANADZOR, ARMENIA
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
IRAN BASTAN MUSEUM (TEHRAN)
(P. Clemente, A. Santini, M.G. Ashtiany)
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
ST. CATHOGHIKEH (YEREVAN, ARMENIA)
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.0
0.5
1.0
0 1 2 3 4
SD
e(m
)
Se
(g)
T (s)
ELASTIC SPECTRA
Isolation system - SLC
Superstructure - SLV
PROGETTO PRELIMINARE: Tis
Sistema di isolamento: SLC
Sovrastruttura: SLV (q=1.5)
Fondazione: SLV (q=1)
isT
Tis = corrisponde a Se* nello spettro SLV, ma deve anche garantire
*
eS
Disaccoppiamento tra moto edificio e terreno
Spostamento compatibile con il gap disponibile
is bfT T
Se* = corrisponde all’azione
sismica che la sovrastruttura consolidata è in grado si sopportare in campo elastico
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
PROGETTO PRELIMINARE: RIGIDEZZA
M = massa totale
sovrastruttura
is
esi
MT 2
K
Tis = periodo fondamentale
edificio isolato
Kesi = rigidezza
orizzontale sistema di
isolamento
Modello: scatola rigida con molle orizzontali
Sistema 3 DOF (2 traslazioni + 1 rotazione)
12
1isT
gR d
esie
KK
n
HDRB: rigidezza
singolo isolatore
CSS: raggio
dispositivi
Obiettivo: primi 2 modi traslazionali nelle 2 direzioni principali
HRDB: disposti in modi che GKesi Gmassa
CSS: sempre GKesi Gmassa
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
Inserimento dei dispositivi:
Nelle pareti del piano terra
Al di sotto delle fondazioni
ISOLAMENTO SISMICO IN FONDAZIONE
Tale soluzione:
Richiede lavori tradizionali
Non è onerosa economicamente
Ma presenta i seguenti svamtaggi:
Modifiche in fondazione
Non è reversibile
Non sempre applicabile in edifici storici
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
Parete interna
Isolatori Inseriti previa rimozione degli elementi di connessione
Settore cilindrico superiore
Settore cilindrico inferiore Tubi in c.a. inseriti a con tecnica
spingitubo o microtunnelling (D ≥ 2 m)
Terreno Gap
STRUTTURA ISOL. SISMICO EDIFICI ESISTENTI
Brevetto internaz.: P. Clemente (ENEA), A. De Stefano, G. Barla (POLITO)
Parete esterna
Connessione rigida tra l’edificio e il
sistema di isolamento
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
SISEB: INSERIMENTO DEI TUBI
Scavo trincea
Inserimento tubi mediante spingitubo o micro-tunnelling (no dig
techniques – diametro tubi ≥ 2 m, per consentire l’ispezione)
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
SISEB: TUBI
Forma particolare
Composti da settori corcolari
inferiori e superiori connessi
medante elementi removibili:
Elementi rossi: sostituiti dagli
isolatori
Elementi grigi: da rimuovere
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
SISEB: ISOLATORI
Rimozione elementi rossi
Connessione tubi adiacenti con elementi in c.a. o acciaio
Posizionamento dei sispositivi di isolamento
Rimozione elementi grigi
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
Pareti verticali
Irrigidimento terreno o connessioni rigide tra edificio e sistema di
isolamento
SISEB: PARETI
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
CASE STUDY: PALAZZO MARGHERITA (PM)
Caratterizzazione dinamica
Miglioramento sismico convenzionale
per sopportare almeno 0.05g
Isolamento sismico
Attenzione a: Vibrazioni indotte
Cedimenti del suolo
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
PALAZZO MARGHERITA: PLANIMETRIA
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PALAZZO MARGHERITA
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L'azione sismica nel progetto delle strutture: considerazioni e proposte per le norme tecniche PAOLO CLEMENTE
PREVENZIONE = INFORMAZIONE
EDIFICIO NON
ANTISISMICO
Edifici non adeguati:
• No scuole
• No ospedali
• No edifici strategici
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FINE
Grazie per l’attenzione