NORME SISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA
SOMMARIO
Storia
Eurocodici – Norme italianeEurocodici – Norme italiane
Norme attuali: Costruzioni nuove
Norme attuali: Costruzioni esistenti
Giacomo Di Pasquale, Dipartimento della Protezione Civile Nazionale
NORME SISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA
•Prima del 1908:
- norme per la ricostruzione dopo i terremoti - regole qualitative :1783 Calabria,
1859 Norcia, 1883 Ischia, 1908 Messina e Reggio Calabria.
• 1909:
-Regio Decreto n. 193 del 18 Aprile: Norme per la ricostruzione dopo i terremoti: -Regio Decreto n. 193 del 18 Aprile: Norme per la ricostruzione dopo i terremoti:
regole qualitative, n. piani, terreni, larghezza strade, forze verticali incrementate
e forze orizzontali non specificate quantitativamente, classificazione sismica.
•1916-1935:
- Decreto-legge n. 1526 del 5 novembre 1916: forze proporzionali alle masse
F=W/8 al 1 piano F=W/6 al secondo piano… Regio decreto n. 431 del 13 marzo 1927
istituite due zone sismiche, nella II F=W/10…. Regio decreto n. 640 del 25 marzo 1935
forze perpendicolari F=0,1W in zona I e F=0,07W in zona II; calcoli con metodo delle
tensioni ammissibili (TA).
NORME SISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA
•1962:
- legge n. 1684 del 25 novembre, aumentano il numero di piani, azione verticale
solo per le mensole, forze costanti sull’altezza.
• 1974 - 1975:
- norme sismiche generali Legge n. 64 del 1974 disciplina i controlli, la
pianificazione alle Regioni, rimanda le regole tecniche a Decreti Ministeriali pianificazione alle Regioni, rimanda le regole tecniche a Decreti Ministeriali
(DM) che possono essere aggiornati più rapidamente per tener conto degli
sviluppi della tecnica. I DM si basano sulla classificazione sismica e sul metodo
delle tensioni ammissibili (TA).
-Il DM 3 marzo 1975 definisce l’azione sismica mediante lo spettro di risposta F =
C R εβγW, con C= 0.1 e 0,07 (coefficiente sismico): R = 1.0 per T<0.8 sec.
R=0,862 T-2/3 per T>0,8 sec.; ε = 1.0 – 1.3 (coefficiente di fondazione), β= 1.0 –
1.4 (coefficiente di struttura), γ = coefficiente di distribuzione delle forze su H.
•1975:
- norme per la ricostruzione dopo i terremoti: regole qualitative
NORME SISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA
•1976 - 2003:
- si succedono i DM di aggiornamento fino al 1984 , quando viene introdotto il
coefficiente di Importanza I = 1,0 1,2 1,4 e al 1996 e relativa circolare del
1997 n. 65 con la quale si spiega che il sisma atteso è molto più severo di quello
di calcolo.
- Nel 2001 è emanato il Decreto del Presidente della Repubblica (DPR) n. 380 - Nel 2001 è emanato il Decreto del Presidente della Repubblica (DPR) n. 380
Testo unico delle disposizioni legislative e regolamentari in materia edilizia: i
beni culturali ed ambientali hanno una disciplina specifica :D.L. 490/1999 -
DLgs. 42/2004)
•2003:
- Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3274 del 20/3/2003
“Primi elementi in materia di classificazione sismica del territorio nazionale e di
normative tecniche per le costruzioni in zona sismica”: provvedimento urgente
a seguito del terremoto di S. Giuliano di Puglia (il comune non era classificato ).
Coerente con l’Eurocodice 8
NORME SISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA
2003 - 2010:
-Con OPCM 3274/2003 Riclassificazione sismica su base studi di pericolosità del 1998,
norme specifiche urgenti ispirate ad EC8 ma adattate; Obbligo di verifica sismica delle
opere strategiche e rilevanti entro il 2008 (poi 2010).
-Nel 2005 Norme Tecniche per le costruzioni integrate per tutte le azioni – Le azioni
sismiche sono definite da accelerazioni ag = 035g 0,25g, 0,15 g nelle Zone 1, 2 e 3,
migliore valutazione dell’effetto del suolo di fondazione ripresa da EC8migliore valutazione dell’effetto del suolo di fondazione ripresa da EC8
-nel 2006 Mappa di pericolosità sismica di base nazionale espressa in accelerazione
orizzontale al suolo “ag” (OPCM 3519/2006), Con il progetto DPC-INGV S1 vengono
definiti su una griglia di punti i valori di riferimento di ag e delle ordinate spettrali per
diversi periodi di ritorno (30 – 2475anni);
-Nel 2008 il DM 14.1.2008 adotta le azioni sismiche definite nel progetto S1
utilizzando il valore di ag e tarando le ordinate spettrali su una forma tipo EC8 ma con
Fa e T*c derivati da S1. il DM si ispira ad EC8 ma lo semplifica e lo adatta alla realtà
italiana delle costruzioni.
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•2003 - 2010:
- le NTC08 prevedono 4 stati limite SLO, SLD, SLV, SLC con pe = 81, 63,10 e 5% i
primi due sono di esercizio e gli altri ultimi;
-metodo di verifica agli stati limite, con l’eccezione della Zona 4 per costruzioni
provvisorie o ordinarie (Classi I e II) per le quali si può usare il metodo delle
tensioni ammissibili con coefficiente sismico C = 0,03; tensioni ammissibili con coefficiente sismico C = 0,03;
-utilizzo di metodi di analisi lineari e non lineari, statici e dinamici
-due classi di duttilità: Alta (A) e Bassa (B) con coefficienti di struttura differenti e
dipendenti dalla ridondanza e dalla regolarità in altezza;
-Progetto basato sulla gerarchia delle resistenze a livello di nodo e di elemento
-Le norme sulle strutture esistenti sono calibrate alla realtà italiana, in particolare
le proprietà meccaniche sono tarate sulle tipologie costruttive italiane.
- Obbligatorietà della verifica di sicurezza di una costruzione esistente nei casi di
riduzioni evidenti di capacità, gravi errori di progetto o costruzione, variazione
d’uso con conseguente variazione dei carichi e/o classe.
NORME SISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA
•2003 - 2010:
- Mappa sismica di riferimento nazionale (OPCM 3519/06) con gli spettri a
probabilità uniforme su tutto il territorio nazionale e per periodi di ritorno fra 30
e 2475 anni. DM 14/9/2005 che detta nuove norme tecniche per le costruzioni e
recepisce la mappa nazionale. DM 14.1.2008 che rappresenta la normativa
attualmente vigente e che diverrà obbligatoria per tutti dal 1 luglio 2010.attualmente vigente e che diverrà obbligatoria per tutti dal 1 luglio 2010.
-Le Norme adottate con DM 14.1.2008 prevedono l’analisi di risposta sismica
locale e, nei casi in cui è possibile, l’utilizzo di un metodo semplificato di
valutazione delle modifiche prodotte da effetti stratigrafici basato sulle categorie
di sottosuolo, simile a quello EC8.
- Precisano anche il Collaudo Statico (cap. 9), i materiali (cap. 11) e l’utilizzo di
tecnologie innovative di progettazione antisismica (Isolamento e dissipazione).
NORME SISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA
•Evoluzione della classificazione sismica:
Garfagnana
1920
Rimini 1916
Monte Amiata
1917
1909 1915 1920
1984
1998
prop 2003
NORME SISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA
•classificazione sismica 2010:
NORME SISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA
•classificazione sismica 2010:
NORME SISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA
Pericolosità sismica di base TR=30 - 2475 anni – valori puntuali – spettri UHS
TR=475 anni
NORME SISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA
Spettri elastici di norma compatibili con la forma EC8 e congruenti con UHS del
Progetto DPC – INGV S1
Spettro di risposta 10%/50 anni
ID 20979 (43.585, 13.49)
0,6 50 percentile
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 0,5 1 1,5 2
T (sec)
Se(T) (g)
50 percentile
84 percentile
16 percentile
NTC 08
aagg
aaggFF00
T*T*CC
NORME SISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA
Risposta sismica locale e categorie di suolo : RSL specifica, salvo casi semplici
NORME SISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA
Modifica degli spettri prodotta dalla risposta sismica locale: Sisma 1997 Cesi
CESI VILLA
I ≈≈≈≈ VII MCS
Minor damages
Accelerometric
station
CESI - 7.10.97 SSN - Spettri di risposta d=0.05
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
PSA (g/10)
Monte EW
Valle EW
Monte NS
Valle NS
SOFT SOIL
Recent sand-clay deposits
0 - 10 m: VS = 80 ÷ 100 m/s
10 m – valley floor: VS = 200 ÷ 400 m/s
~ 35 m
Minor damages
I ≈≈≈≈ IX MCS
Severe damagesCollapses
CESI BASSA
Bedrock
VS = 1000 ÷ 2000 m/s
~ 60 m
~ 350 m
Accelerometric
station
station
0.0
1.0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Periodo (s)
Registrazioni SSN 7.10.97
-1.50
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
1.50
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
tempo (s)
accelerazione (g/10)
MONTE - NS
VALLE - NS
NORME SISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA
Valutazione semplificata dell’effetto di amplificazione locale del moto
Amplificazione dello spettro
S = SS x ST
ST = 1,0 1,2 1,4
Tc = Cc x T*cTc = Cc x T*c
NORME SISMICHE: BASI E STORIA IN ITALIA
Modifica degli spettri in funzione delle classi d’uso e categorie di sottosuolo
0,75
1,00
Opere in classe II SLV effetti stratigrafici
SeA
SeB
SeC0,75
1,00
Opere in classe IV SLV effetti stratigrafici
SeA
SeB
SeC
0,00
0,25
0,50
0 0,5 1 1,5 2
SeC
SeD
SeE
0,00
0,25
0,50
0 0,5 1 1,5 2
SeC
SeD
SeE
EUROCODICI – NORME ITALIANE
•Gli Eurocodici strutturali pubblicati dal CEN sono applicabili in Italia con le
precisazioni riportate nelle Appendici nazionali, o in assenza di esse,nella forma
internazionale EN;
•l’Ordinanza del Presidente del Consiglio dei ministri n. 3274 del 20 marzo 2003 ha
emanato una nuova classificazione sismica del territorio e nuove norme tecniche
per le costruzioni in zona sismica adottate con urgenza , ispirate all’EC8 ma adattate per le costruzioni in zona sismica adottate con urgenza , ispirate all’EC8 ma adattate
alla specificità italiana, soprattutto per le costruzioni esistenti;
•I contenuti dell’OPCM 3274 sono sostanzialmente confluiti nel Decreto Ministeriale
del 14 gennaio 2008, Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 08);
•Le NTC08 sono ispirate agli Eurocodici ma con l’obiettivo di rappresentare un corpo
normativo coerente, relativamente compatto, dotato di specificità soprattutto nel
settore delle costruzioni esistenti.
NORME SISMICHE: COSTRUZIONI NUOVE IN ITALIA NTC08 2.4
VITA NOMINALE DELLE COSTRUZIONI E CLASSI D’USO
Classi d’uso I) Presenza II)Affollamenti III)Affollamenti IV)Affollamenti Classi d’uso I) Presenza
occasionale,
edifici agricoli
Cu = 0,7
II)Affollamenti
normali senza
pericoli per
l’ambiente e
non pubblici
Cu=1,0
III)Affollamenti
significativi, industrie
a rischio di incidente,
reti viarie extraurbane
non in classe IV
Cu=1,5
IV)Affollamenti
significativi,
industrie a rischio
di incidente, reti
infrastrutturali
critiche per le
comunicazioni
post-sisma
Cu=2,0
provvisorie ordinarie grandi opere
VN = ≤≤≤≤ 10 anni ≥≥≥≥ 50 anni ≥≥≥≥ 100 anniPeriodo di riferimento per l’azione sismica VR = VN ×××× Cu ≥≥≥≥ 35
Costruzioni
NORME SISMICHE: COSTRUZIONI NUOVE IN ITALIA
OBIETTIVI E PERIODI DI RIFERIMENTO
Periodo di riferimento dell’azione sismica VR = VN CU (anni)
Classe d’uso � I II III IV
Coeff. CU � 0.70 1.00 1.50 2.00
TIPI DI COSTRUZIONE VN VR
Opere provvisorie – Opere provvisionali - Strutture in
fase costruttiva 10 35 35 35 35
Vita nominale di un’opera strutturale VN = periodo nel quale la
struttura, soggetta a manutenzione ordinaria, deve potere essere usata.
fase costruttiva
Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di
dimensioni contenute o di importanza normale 50 35 50 75 100
Grandi opere, ponti, opere infrastrutturali e dighe di
grandi dimensioni o di importanza strategica 100 70 100 150 200
OPERE con VN=50
CLASSE USO � I II III IV
PVR ↓ TR
SLO 0.81 30 30 45 60
SLD 0.63 35 50 75 101
SLV 0.1 332 475 712 949
SLC 0.05 682 975 1462 1950
OPERE con VN=100
CLASSE USO � I II III IV
PVR ↓ TR
SLO 0.81 42 60 90 120
SLD 0.63 70 101 151 201
SLV 0.1 664 949 1424 1898
SLC 0.05 1365 1950 2475 2475
NORME SISMICHE: COSTRUZIONI NUOVE IN ITALIA
REGOLE CONCETTUALI E COSTRUTTIVE NTC08
Tipo di regola * raccomandazione
** eccezione da giustificare
*** obbligatoria
7.2.1 Il sistema di fondazione deve essere dotato di elevata rigidezza
Classi
I e II
Classi
III e IV
**
7.2.3 Con l’esclusione dei soli tamponamenti interni di spessore non
superiore a 100 mm, gli elementi costruttivi senza funzione strutturale il
cui danneggiamento può provocare danni a persone, devono essere
verificati, insieme alle loro connessioni alla struttura, per l’azione sismica
corrispondente a ciascuno degli stati limite considerati
***
7.1 Fanno eccezione a quanto detto le costruzioni di classe d’uso III e IV,
per gli elementi non strutturali e gli impianti delle quali è richiesto
anche il rispetto delle verifiche di sicurezza relative allo SLO,….
7.2.1 Il sistema di fondazione deve essere dotato di elevata rigidezza
estensionale nel piano orizzontale e di adeguata rigidezza flessionale **
***
NORME SISMICHE: COSTRUZIONI NUOVE IN ITALIA
CRITERI DI VERIFICA DEL DIMENSIONAMENTO NTC08
7.3.6 STATI LIMITE ULTIMI
Le verifiche nei confronti degli stati limite ultimi degli elementi strutturali, degli elementi non
strutturali e degli impianti si effettuano in termini di resistenza e di duttilità.
7.3.6.1 Verifiche degli elementi strutturali in termini di resistenza Ed ≤≤≤≤ γγγγ Rd Rd
Ed = valore di progetto di ciascuna sollecitazione compresi gli effetti delle non linearità Ed = valore di progetto di ciascuna sollecitazione compresi gli effetti delle non linearità
geometriche e le regole di gerarchia delle resistenze .
Rd = resistenza di progetto , γγγγRd fattore di sovraresistenza
7.3.6.2 Verifiche degli elementi strutturali in termini di duttilità e capacità di deformazione
La duttilità posseduta da elementi e struttura nel complesso deve essere coerente con il fattore
di struttura q adottato.
Questa condizione si può ritenere soddisfatta applicando le regole di progetto e di gerarchia
delle resistenze indicate per le diverse tipologie costruttive.
In alternativa e coerentemente con modello e metodo di analisi utilizzato, si deve verificare che
la capacità di spostamento sia superiore alla domanda.
NORME SISMICHE: COSTRUZIONI ESISTENTI IN ITALIA
CRITERI DAL CAP. 8 DELLE NTC08
8.2 CRITERI GENERALI
Salvo quanto diversamente specificato, le disposizioni generali contenute negli altri capitoli della
presente norma costituiscono il riferimento anche per le costruzioni esistenti.
Nel caso di interventi dichiarati non strutturali (impiantistici, di ridistribuzione degli spazi, ecc.)
valutare la loro possibile interazione con gli SLU e gli SLE della struttura o parti di essa.valutare la loro possibile interazione con gli SLU e gli SLE della struttura o parti di essa.
La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi devono tenere conto che:
- la costruzione riflette lo stato delle conoscenze al tempo della sua realizzazione;
- possono essere insiti e non palesi difetti di impostazione e di realizzazione;
- la costruzione può essere stata soggetta ad azioni, anche eccezionali, i cui effetti non siano
completamente manifesti;
- le strutture possono presentare degrado e/o modificazioni significative rispetto alla situazione
originaria.
NORME SISMICHE: COSTRUZIONI ESISTENTI IN ITALIA
CRITERI DAL CAP. 8 DELLE NTC08
8.2 CRITERI GENERALI
Nella definizione dei modelli strutturali tenere conto che:
- la geometria e i dettagli costruttivi sono definiti e la loro conoscenza dipende solo dalla
documentazione disponibile e dal livello di approfondimento delle indagini conoscitive;
- la conoscenza delle proprietà meccaniche dei materiali non risente delle incertezze legate alla
produzione e posa in opera ma solo della omogeneità dei materiali stessi all’interno dellaproduzione e posa in opera ma solo della omogeneità dei materiali stessi all’interno della
costruzione, del livello di approfondimento delle indagini conoscitive e della loro affidabilità;
- i carichi permanenti sono definiti e la loro conoscenza dipende dal livello di approfondimento
delle indagini conoscitive.
Si dovrà prevedere l’impiego di metodi di analisi e di verifica dipendenti dalla completezza e
dall’affidabilità dell’informazione disponibile e l’uso, nelle verifiche di sicurezza, di adeguati
“fattori di confidenza”, che modificano i parametri di capacità in funzione del livello di
conoscenza relativo a geometria, dettagli costruttivi e materiali,
NORME SISMICHE: COSTRUZIONI ESISTENTI IN ITALIA
CRITERI DAL CAP. 8 DELLE NTC08
8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA
La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi sulle costruzioni esistenti
potranno essere eseguiti con riferimento ai soli SLU;
Le Verifiche agli SLU possono essere eseguite rispetto alla condizione di salvaguardia della vita
umana (SLV) o, in alternativa, alla condizione di collasso (SLC).umana (SLV) o, in alternativa, alla condizione di collasso (SLC).
Le costruzioni esistenti devono essere sottoposte a valutazione della sicurezza quando ricorra
anche una delle seguenti situazioni:
- riduzione evidente della capacità resistente e/o deformativa della struttura o di sue parti
dovuta ad azioni ambientali (sisma, vento, neve e temperatura),
- significativo degrado e decadimento delle caratteristiche meccaniche dei materiali, azioni
eccezionali (urti, incendi, esplosioni), funzionamento ed uso anomalo, cedimenti di fondazione;
- provati gravi errori di progetto o di costruzione;
- cambio della destinazione d’uso della costruzione o di parti di essa, con variazione significativa
dei carichi variabili e/o della classe d’uso della costruzione; ………..
-
NORME SISMICHE: COSTRUZIONI ESISTENTI IN ITALIA
CRITERI DAL CAP. 8 DELLE NTC08
8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA…………
La valutazione della sicurezza deve permettere di stabilire se:
- l’uso della costruzione possa continuare senza interventi;
- l’uso debba essere modificato (declassamento …. imposizione di limitazioni e/o cautele d’uso);
- sia necessario procedere ad aumentare o ripristinare la capacità portante.- sia necessario procedere ad aumentare o ripristinare la capacità portante.
La valutazione della sicurezza si effettua quando si eseguano gli interventi strutturali di cui al
punto 8.4, e deve determinare il livello di sicurezza prima e dopo l’intervento.
8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI
Si individuano le seguenti categorie di intervento:
- interventi di adeguamento, che raggiungono i livelli di sicurezza previsti dalle norme;
- interventi di miglioramento che aumentano la sicurezza senza raggiungere i livelli delle norme;
- riparazioni o interventi locali che interessano elementi isolati, e che comunque comportino un
miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti.
Gli interventi di adeguamento e miglioramento devono essere sottoposti a collaudo statico
NORME SISMICHE: COSTRUZIONI ESISTENTI IN ITALIA
ESEMPI
6/17/2005CURVE DI CAPACITA'sisma X - distribuzione lineare
confronto tra le due motodologie
0.12
0.14
0.16
3
4
0
5
10
15
20
25
30
35
0,000 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008
estensimetri
trasduttori
pistone
Serie4
spostamento punto di controllo [m]
a/g
0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.2 0.24 0.28 0.32 0.36 0.40
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
2
1
2: listrib. lineare - modello a fibre
1: distrib. lineare - modello lineare
3: distrib. costante - modello lineare
4: distrib. costante - modello a fibre
NORME SISMICHE: COSTRUZIONI ESISTENTI IN ITALIA
ESEMPICorrelazione peso specifico-resistenza a compressione del tufo
5
10
15
20
25
Resistenza (N/mmq)
0
0 500 1000 1500 2000
Peso specifico (Kg/mc)
A / B distanza sicurezza con γm=2B
A
NΝ1 Ν2
M
M2
M1
1 = condizione statica2 = condizione sismica con q=3
1
2
dominio di resistenza a pressoflessione (γm=2)
percorso di carico con q=3
dominio di resistenza a pressoflessione (γm=1)
2'
Ν2'
M2'
B'
A'
A' / B' distanza sicurezza con γm=1
percorso di carico con q=1
2' = condizione sismica con q=1
LEGENDA
FINE
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