DATI GENERALI DI CALCOLO
(a cura di Michele Vinci)
Dati generali di calcolo
RILIEVO GEOMETRICO
Prima di iniziare il calcolo strutturale di un edificio esistente, occorre
essere in possesso di un rilievo geometrico nel quale si riporta tutto
quanto necessario per definire dal punto di vista strutturale un edificio
Nel rilievo geometrico occorre riportare:
• Geometria delle pareti (Posizione, spessore, ecc);
• Posizione e dimensioni delle aperture;
• Orizzontamenti (Tipologia, quote, orditure, ecc);
• Discontinuità nella muratura(Cavità, nicchie, canne fumarie, ecc);
• Quadro fessurativo (bisogna riportare le eventuali lesioni);
• Eventuali dispositivi che possono influenzare la resistenza
dell’edificio (catene, tiranti, cordoli, ecc).
Dati generali di calcolo
DATI RELATIVI AL TERRENO DI FONDAZIONE
Occorre essere in possesso della relazione geologica redatta da geologo
abilitato. I parametri richiesti (che influenzano il calcolo) sono:
• Categoria di suolo (A,B,C,D,E), importante per definire l’azione sismica;
• Categoria topografica (T1, T2, T3, T4), anch’essa importante per definire
l’azione sismica;
• Angolo di attrito;
• Coesione;
• Moduli elastici del terreno;
• Costante di winkler;
• Presenza di eventuali falde acquifere;
• Peso del terreno (drenato e non drenato);
• Masw.
Dati generali di calcolo
DATI RELATIVI AL TERRENO DI FONDAZIONE
Valutazione della Categoria del suolo in funzione della velocità equivalente
delle onde di taglio (VS,30 )
Dati generali di calcolo
DATI RELATIVI AL TERRENO DI FONDAZIONE
Valutazione della categoria topografica in funzione della morfologia del
terreno su cui si trova l’edificio
Dati generali di calcolo
VITA NOMINALE
Per vita nominale (VN ) di un edificio si intende il numero di anni che lo
stesso deve essere utilizzato per lo scopo al quale è stato progettato.
Al termine della vita nominale, l’edificio deve essere sottoposto a nuova
verifica.
Dati generali di calcolo
CLASSE D’USO
Classe I: costruzioni con presenza occasionale di persone (edifici rurali);
Classe II: costruzioni con normale affollamento, senza funzioni pubbliche
e sociali (edifici di civile abitazione);
Classe III: costruzioni il cui uso prevede affollamenti significativi senza
svolgere funzioni pubbliche (scuole, teatri, biblioteche);
Classe IV: costruzioni con funzioni pubbliche e di importanza strategica,
anche con riferimento alla gestione della protezione civile in caso di
calamità.
(Significato simile alla classe d’uso viene dato anche per i beni
monumentali attraverso la Circolare 26/2010).
La classe d’uso entra nel calcolo strutturale attraverso la definizione
dell’azione sismica da considerare.
Dati generali di calcolo
PERIODO DI RIFERIMENTO
Le azioni sismiche vengono valutate in relazione ad un periodo di
riferimento (VR ), il quale si calcola per ciascun tipo di costruzione, in
funzione della classe d’uso (attraverso il coefficiente d’uso Cu) e della
vita nominale (VN ).
VR = VN ×CU
Dati generali di calcolo
TEMPO DI RITORNO
La pericolosità sismica può essere valutata attraverso il tempo di ritorno
(TR) valutato in anni. In funzione del periodo di riferimento (VR ) e dello
stato limite considerato, a cui è associata una probabilità di superamento
(PVR ) del periodo di riferimento, si può valutare il periodo di ritorno
attraverso la seguente relazione:
Dati generali di calcolo
TEMPO DI RITORNO
A titolo di esempio, si calcola il tempo di ritorno per una per una vita
nominale VN = 50 anni, Classe d’uso II (Cu = 1) per i quattro stati limite
considerati.
TR, SLO  
50
 30 anni
ln(1  0.81)
TR, SLD  
50
 50 anni
ln(1  0.63)
TR, SLV  
50
 475 anni
ln(1  0.10)
TR, SLC  
50
 975 anni
ln(1  0.05)
Dati generali di calcolo
TEMPO DI RITORNO
Per gli edifici esistenti, generalmente si procede in modo inverso.
Calcolata l’accelerazione che la struttura riesce a sopportare (attraverso
la resistenza della struttura), si determina il tempo di ritorno riferita a tale
resistenza.
Per gli edifici esistenti si possono accettare tempi di ritorno inferiori
rispetto a quelli di riferimento. Ciò consente di procedere con interventi
meno invasivi e meno costosi.
Per tempo di ritorno inferiore corrisponde una vita nominale inferiore
data dalla seguente:
Una vita nominale inferiore implica che una nuova verifica della struttura
deve avvenire entro tale limite di tempo
Dati generali di calcolo
VALUTAZIONE DELL’AZIONE SISMICA DI RIFERIMENTO
L’azione sismica di riferimento si ottiene attraverso lo spettro elastico
ricavato dalle seguenti relazioni:
Dati generali di calcolo
VALUTAZIONE DELL’AZIONE SISMICA DI RIFERIMENTO
ag, F0, TB, TC, TD, T*c si ottengono dalla sismicità del sito (ricavabili
dall’Appendice A delle NTC).
S = SS∙ST si ottengono dalle seguenti tabelle (amplificazione stratigrafica
ed amplificazione topografica)
Dati generali di calcolo
VALUTAZIONE DELL’AZIONE SISMICA DI RIFERIMENTO
Si definisce spettro di risposta in termini di spostamento (SDe ) la seguente
quantità:
Immagine tratta da “Metodi di calcolo e tecniche di consolidamento per edifici in muratura”
Dati generali di calcolo
ESEMPIO
Dati
• Sito: Comune di Gerace (RC)
• Coordinate
• Longitudine: 16.220598
• Latitudine: 38.272236
• Categoria di sottosuolo: B
• Categoria topografica: T1
• Vita nominale (VN ): 50 anni
• Classe d’uso: II (civile abitazione)
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ESEMPIO (Calcolo azione sismica di riferimento)
Reticolo di riferimento
(p = ag, F0, T*c)
SLD
TR = 50
ag = 0.072;
F0 = 2.324;
T*C = 0.304
Dati generali di calcolo
ESEMPIO (Calcolo azione sismica di riferimento)
SLV
TR = 475
ag = 0.209;
F0 = 2.408;
SS = 1.4 - 0.4 ∙ 2.408 ∙ 0.209 = 1.20;
S = ST ∙ SS = 1.20
TC = CC∙ T*C = 1.342 ∙ 0.370 = 0.50 sec
TB = TC/ 3 = 0.50 / 3 = 0.17 sec
TD = 4.0 ∙ ag + 1.6 = 2.44 sec
T*C = 0.370
ST = 1.0;
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RESISTENZA DELLA STRUTTURA
La normativa consente, per gli edifici esistenti di raggiungere la condizione di
miglioramento.
E’ possibile intervenire su una struttura anche se non si soddisfano a pieno le
richieste della normativa.
Il miglioramento si ottiene quando le condizioni della struttura migliorano a
seguito di un consolidamento, pur non soddisfando a pieno le prescrizioni di
normativa.
In condizioni di progetto di un edificio di nuova costruzione, si calcola
l’accelerazione sismica (ag ) del sito ed il corrispondente tempo di ritorno (TR )
e si progetta di conseguenza la struttura.
Per gli edifici esistenti, si procede al contrario, si calcola la resistenza della
struttura e di conseguenza l’azione sismica che riesce a sopportare (in
termini di accelerazioni e di tempo di ritorno).
Dati generali di calcolo
RESISTENZA DELLA STRUTTURA
TSLV = Tempo di ritorno riferito alla resistenza della struttura
aSLV = Accelerazione di picco riferito alla resistenza della struttura
TR,SLV = Tempo di ritorno di riferimento
ag,SLV = Accelerazione di picco di riferimento
IS,SLV = TSLV / TR,SLV (Indice di sicurezza sismica)
fa,SLV = aSLV / ag,SLV (fattore di accelerazione)
Dati generali di calcolo
RESISTENZA DELLA STRUTTURA
Se IS,SLV ≥ 1, la struttura rispetta tutte le richieste di normativa (struttura
adeguata)
Se IS,SLV < 1, la struttura non rispetta tutte le richieste di normativa
(struttura non adeguata). Tanto più IS,SLV è vicino allo zero, tanto più è
vulnerabile la struttura. Viceversa, tanto più è vicino all’unità, tanto meno è
vulnerabile la struttura.
(Considerazioni analoghe valgono per in fattore di accelerazione fa,SLV )
Se IS,SLV,C > IS,SLV,NC il consolidamento ha portato ad un miglioramento
Se IS,SLV,C ≤ IS,SLV,NC il consolidamento ha portato ad un peggioramento
(consolidamento inefficace)
IS,SLV,NC è l’indice di sicurezza per la struttura non consolidata
IS,SLV,C è l’indice di sicurezza per la struttura consolidata