Diagnosi Sismica

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    ADEGUAMENTO E MIGLIORAMENTO SISMICO

    Sicurezza sismica degli edifici esistenti

    FASE 1 – DIAGNOSI SISMICA

    La diagnosi sismica, ossia la diagnosi dello stato di fatto dell’edificio, è propedeutica all’esecuzione dell’intervento di rinforzo sismico per il miglioramento e/o l’adeguamento sismico. 

    La procedura per la diagnosi sismica di una costruzione esistente è basata, prima ancora che sull’analisi numerica, su un percorso di conoscenza imperniato sull’effettuazione di una serie di prove e indagini diagnostiche strumentali, secondo le seguenti fasi:

    • ESECUZIONE DELLE INDAGINI SISMICHE

      ossia rilievi, analisi, prove e controlli diagnostici – facendo uso soprattutto di tecniche non distruttive – per definire i parametri della costruzione esistente: geometria, dettagli costruttivi e proprietà dei materiali.

    • REDAZIONE DELLA VERIFICA DI SICUREZZA SISMICA

      ossia modellazione e analisi numerica della struttura, con determinazione dei valori delle accelerazioni al suolo di capacità (PGA), che inducono il raggiungimento dello stato limite per la salvaguardia della vita (SLV) e dello stato limite di danno (SLD).

    • ATTRIBUZIONE DELLA CLASSE DI RISCHIO SISMICO

      ossia la classe sismica di appartenenza dell’edificio nella sua interezza, prima della progettazione e dell’esecuzione dell’intervento di rinforzo strutturale finalizzato alla sicurezza sismica, con riduzione del rischio sismico e, di conseguenza, con miglioramento di classe sismica.

    FASE 2 – MESSA IN SICUREZZA SISMICA

    La messa in sicurezza sismica, ossia la riduzione del rischio sismico tramite interventi di rinforzo strutturale di adeguamento e/o miglioramento sismico, prevede le seguenti fasi:

    • ESECUZIONE DELL’INTERVENTO DI RINFORZO SISMICO

      mediante l’impiego di materiali compositi in fibre di carbonio: la soluzione col miglior rapporto qualità / prezzo per interventi di adeguamento e miglioramento sismico di strutture esistenti: è una tecnica altamente evoluta, leggera, non invasiva, di rapida esecuzione, dalle elevatissime caratteristiche meccaniche che consente, ai sensi delle recenti normative, di rinforzare il sistema strutturale di tutti gli edifici, anche quelli prefabbricati ad uso produttivo.

    • CLASSIFICAZIONE SISMICA DELLA COSTRUZIONE POST INTERVENTO

      con certificazione del Direttore dei lavori e del Collaudatore in merito alla conformità degli interventi eseguiti, per attestarne l’efficacia al fine della riduzione del rischio sismico, con passaggio dell’edificio a classe sismica superiore.

    RIDUZIONE DEL RISCHIO SISMICO

    DIAGNOSI DELLA SICUREZZA SISMICA

    per l’attribuzione della classe di rischio sismico

    Per la sicurezza sismica delle costruzioni esistenti, IDES esegue interventi volti alla riduzione del rischio sismico, ossia interventi che migliorano la classe sismica dell’edificio.

    8 sono le classi di rischio sismico, con rischio crescente dalla lettera A+ alla lettera G: solo il confronto tra la classe di rischio iniziale (pre-intervento) e quella finale (post-intervento) consente di attestare l’efficacia dell’intervento di miglioramento sismico.

    Prima di eseguire qualsiasi intervento si deve effettuare la diagnosi sismica, ossia l’accertamento dello stato di salute iniziale dell’edificio.

    INDAGINI SISMICHE

    Il percorso della conoscenza dell’edificio ha inizio con la raccolta e l’analisi di tutti i documenti progettuali, costruttivi, di collaudo e di manutenzione reperibili, atti a fornire notizie sulla struttura esistente.

    A completamento ed integrazione della documentazione disponibile, comunque datata in quanto si riferisce all’epoca di costruzione, la diagnosi sismica prevede l’esecuzione di una campagna diagnostica strumentale: rilievi, prove, controlli e indagini per accertare l’effettivo e attuale stato di salute dell’edificio.

    ASPETTI CHE DEFINISCONO LA CONOSCENZA

    GEOMETRIA E DETTAGLI STRUTTURALI

    ossia le caratteristiche geometriche e materiche degli elementi strutturali, compresa la qualità e lo stato di conservazione dei materiali e degli elementi costitutivi

    PROPRIETÀ DEI MATERIALI

    ossia le caratteristiche meccaniche e degrado di tutti i materiali che assolvono funzioni strutturali (muratura, legno, calcestruzzo, acciaio d’armatura ecc.)

    PROPRIETÀ SISMICHE DEL TERRENO DI SEDIME

    ossia le modalità di propagazione delle onde sismiche nel terreno di fondazione

    Geometria e dettagli strutturali

    Per individuare la geometria degli elementi strutturali si effettua un rilievo visivo a campione verificando l’effettiva corrispondenza del costruito ai disegni. Quindi si procede ad un rilievo con strumentazione laser per misurare direttamente gli elementi principali.

    Il rilievo materico, che richiede l’acquisizione di informazioni spesso nascoste (sotto intonaco, dietro a controsoffitti, ecc.), viene eseguito grazie a tecniche di indagine non distruttive di tipo indiretto (termografia, georadar, tomografia sonica, ecc.) o ispezioni dirette debolmente distruttive (endoscopie, scrostamento di intonaci, saggi, piccoli scassi, ecc.).

    In prima battuta, si procede alla difinizione dell’organismo resistente, sotto intonaco, tramite uno screening termografico all’infrarosso. L’analisi termografica, oltre ad individuare lo scheletro strutturale e l’orditura dei solai, permette anche l’individuazione e la localizzazione in modo non distruttivo di eventuali fenomeni di degrado.

    Per ottenere informazioni circa lo stato visibile di conservazione dei materiali e la stratigrafia di murature o solai vengono eseguite ispezioni endoscopiche con strumentazione a fibre ottiche.

    I dettagli costruttivi per gli elementi in cemento armato, ossia la quantità e disposizione delle armature, vengono definiti mediante prove di tipo diretto, effettuando saggi: rimozione del copriferro e messa a nudo delle barre d’armatura. Nelle situazioni in cui non è possibile effettuare saggi, si ricorre a prove di tipo indiretto, ossia all’analisi magnetometrica con pachometro volta alla determinazione delle armature.

    I dettagli costruttivi per gli elementi in muratura vengono esaminati, a seguito di rimozione dell’intonaco, mediante analisi della tessitura muraria e verifica degli ammorsamenti.

    Proprietà dei materiali

    Per determinare le proprietà meccaniche del calcestruzzo si prevede l’estrazione di campioni (diametro 5 o 10 cm) mediante carotaggio e la successiva prova a compressione in laboratorio. Prima della prova a rottura, sul campione di calcestruzzo si valuta il degrado mediante analisi della profondità di carbonatazione.

    Per le barre di armatura delle strutture in cemento armato si prevede il prelievo di uno spezzone di lunghezza 40 cm e la successiva prova a trazione in laboratorio. Prima del prelievo si valuta il degrado mediante analisi del potenziale di corrosione.

    Per la muratura si prevede la prova con martinetti piatti.

    Per la malta si prevede la prova penetrometrica.

    Per il legno si prevede la prova resistografica.

    Le Normative consentono, anzi consigliano, di sostituire alcune delle suddette prove distruttive, non più del 50%, con un più ampio numero, almeno il triplo, di prove non distruttive, singole o combinate, tarate su quelle distruttive. I controlli e le prove non distruttive limitano l’invasività nei confronti della struttura portante (stress degli elementi soggetti a prova) e minimizzano l’impatto delle indagini, riducendo il più possibile le interferenze con le attività svolte all’interno dell’edificio.

    I metodi di prova indiretti (detti anche non distruttivi) impiegati per la stima delle proprietà meccaniche dei materiali da costruzione sono:

    Per il calcestruzzo:

    • metodo combinato SonReb (Sonic = analisi sonica + Rebound = rimbalzo sclerometrico);
    • prova di estrazione Pull-Out

    Per la muratura:

    • analisi sonica per trasparenza;
    • prova sclerometrica su elemento lapideo;
    • analisi con sclerometro a pendolo su malta.

    Per il legno:

    • analisi penetrometrica;
    • analisi ultrasonica.

    I metodi indiretti (non-distruttivi), supportati da una vasta e consolidata letteratura, recentemente hanno trovato anche in Italia un riconoscimento ed inquadramento normativo. Poichè le espressioni numeriche che esprimono le caratteristiche meccaniche dei materiali non hanno validità generale, è necessario e obbligatorio, che le prove non distruttive siano calibrate su quelle distruttive.

    Proprietà sismiche del terreno

    Le proprietà sismiche del terreno di sedime si valutano attraverso la prova MASW che determina la velocità di propagazione delle onde di taglio fino a 30 metri di profondità (Vs30). Trattasi di una tecnica di prospezione sismica a rifrazione che consiste nella misura dei tempi di primo arrivo delle onde sismiche generate in un punto in superficie (punto di sparo), in corrispondenza di una molteplicità di punti allineati sulla superficie topografica (geofoni).

      ANALISI E VERIFICHE SISMICHE

      DIAGNOSI PER LA SICUREZZA SISMICA

      Termografia edifici
      Termografia edifici
      Termografia edifici
      Termografia edifici
      Termografia edifici

      Per poter attribuire la classe di rischio sismico di una costruzione esistente le Linee Guida del SismaBonus prevedono l’elaborazione dei dati acquisiti con le indagini sismiche.

      Tale elaborazione, da effettuarsi tramite le procedure dell’ingegneria sismica, rappresenta la seconda fase dell’iter che conduce alla definizione dello stato di salute attuale dell’edificio.

      Le caratteristiche geometriche, materiche e meccaniche degli elementi strutturali vengono impiegate, tramite verifiche sismiche, per la modellazione numerica della struttura: si costruisce con specifico software (agli elementi finiti) un modello tridimensionale della costruzione che rappresenti il più fedelmente possibile le effettive distribuzioni di massa e di rigidezza, considerando, laddove appropriato, anche il contributo degli elementi non strutturali. Il modello della struttura è costituito da elementi resistenti piani a telaio e/o a parete connessi da diaframmi orizzontali.

      Ai 4 Stati Limite previsti dalle Normative, ossia:

      • SLD (Stato Limite di Danno)
      • SLO (Stato Limite di Operatività)
      • SLV (Stato Limite per la salvaguardia della Vita)
      • SLC (Stato Limite di prevenzione del Collasso)

      si attribuiscono valori della probabilità di superamento PVR pari rispettivamente a 81%, 63%, 10% e 5% (cfr. Tabella 3.2.I delle NTC08). Tali probabilità definiscono, per ciascuno Stato Limite, l’azione sismica di progetto corrispondente.

      Definiti gli spettri di risposta elastici in accelerazione, ossia i moti sismici di un punto della superficie del suolo di domanda (PGA, Peak Ground Acceleration), per ogni Stato Limite si assegna al modello numerico l’azione sismica di progetto (in funzione della PGAD), che viene combinata con le altre azioni, permanenti e variabili, agenti sulle struttura.

      Eseguite le analisi in campo lineare e/o non-lineare (push-over), per i 4 Stati Limite si determinano i valori delle accelerazioni al suolo di capacità (PGAC), che inducono il raggiungimento degli stati limite indicati dalle Norme (SLC, SLV, SLD e SLO).

      Infine, per ogni Stato Limite si determinano gli indici di sicurezza: indicatori, compresi tra 0 e 1, che rappresentano quantitativamente – in estrema sintesi – il rischio di collasso (IS-C), il rischio per la salvaguardia della vita umana (IS-V) ed il rischio di inagibilità (IS-D) dell’edificio: valori prossimi o superiori all’unità definiscono un livello di rischio vicino a quello richiesto dalle NTC08; valori bassi, prossimi a zero, caratterizzeranno un elevato rischio strutturale in caso di evento sismico.

      Per altri dettagli visita il sito www.verifiche-sismiche.it
      Termografia edifici
      Termografia edifici

      MESSA IN SICUREZZA DELLE COSTRUZIONI ESISTENTI

      RIDUZIONE DEL RISCHIO SISMICO

      CLASSI DI RISCHIO SISMICO

      Diagnosi sismica prima dell’intervento di miglioramento sismico

      Prima di eseguire qualsiasi intervento volto alla riduzione del rischio sismico è necessario determinare la classe sismica di appartenenza.

      L’attribuzione della classe di rischio pre-intervento rappresenta la terza ed ultima fase procedurale della diagnosi sismica, ossia l’accertamento dello stato di salute iniziale dell’edificio tramite indagini diagnostiche strumentali e verifiche agli stati limite ultimi previsti dalle Norme Tecniche per le Costruzioni.

      Il confronto tra la classe di rischio iniziale (pre-intervento) e quella finale (post-intervento) consente di attestare l’efficacia degli interventi finalizzati alla riduzione del rischio sismico.

      PARAMETRI PER L’ATTRIBUZIONE DELLA CLASSE DI RISCHIO SISMICO

      La nuova metodologia consente di attribuire ad un edificio una specifica classe di rischio sismico, mediante due parametri che tengono conto sia della sicurezza per la vita umana, sia degli aspetti economici collegati a un eventuale terremoto. In particolare, i due parametri sono:

      • la Perdita Annuale Media attesa (PAM), che tiene in considerazione le perdite economiche associate ai danni degli elementi e riferite al costo di ricostruzione (CR) dell’edificio;
      • l’Indice di Sicurezza (IS-V) della struttura, in funzione dell’accelerazione di picco al suolo (PGA, Peak Ground Acceleration) che determina il raggiungimento dello Stato Limite di Salvaguardia della Vita (SLV).

      Con riferimento alle Linee Guida, si individua la classe di rischio sismico della costruzione come la peggiore tra la classe PAM e la classe IS-V.

      Si osservi che una nuova costruzione, calcolata e realizzata ai sensi delle vigenti Norme Tecniche delle Costruzioni NTC, si colloca in classe B, avendo un valore PAM pari a 1,13% e un valore IS-V pari a 100%.

      Il valore PAM può essere assimilato al costo di riparazione dei danni prodotti dagli eventi sismici che si manifesteranno nel corso della vita della costruzione, ripartito annulamente ed espresso come percentuale del costo di ricostruzione.

      Il valore della classe di rischio PAM attribuita a ciascuna costruzione viene migliorato a seguito di interventi che riducono il rischio sismico della costruzione e, quindi, che incidono sul valore PAM. Di conseguenza, la differenza tra il valore di rischio PAM iniziale e quello finale rappresenta – in estrema sintesi – l’incidenza annua di rivalutazione dell’immobile che, per effetto dell’intervento di miglioramento sismico, incrementa il suo valore di mercato.

      Perdita Annua Media (PAM) Classe PAM
      PAM ≤ 0,50% A+
      0,50% < PAM ≤ 1,00% A
      1,00% < PAM ≤ 1,50% B
      1,50% < PAM ≤ 2,50% C
      2,50% < PAM ≤ 3,50% D
      3,50% < PAM ≤ 4,50% E
      4,50% < PAM ≤ 7,50% F
      7,50% < PAM G
      Indice di Sicurezza allo SLV (IS-V) Classe IS-V
      100% < IS-V A+
      80% < IS-V ≤ 100% A
      60% < IS-V ≤ 80% B
      45% < IS-V ≤ 60% C
      30% < IS-V ≤ 45% D
      15% < IS-V ≤ 30% E
      IS-V ≤ 15% F

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