Corso di Riabilitazione Strutturale Prof. Felice C. Ponzo Scuola di Ingegneria, Università di Basilicata Valutazione della Vulnerabilità sismica delle strutture in muratura: Esempio di applicazione Dott. Antonio DI CESARE S.I., Università di Basilicata [email protected] Valutazione della Vulnerabilità Sismica delle strutture in Muratura Quadro Normativo: “Linee guida per la Valutazione della Vulnerabilità sismica degli edifici strategici e rilevanti” – CRiS Basilicata D.G.R. n. 622 del 14/03/2005 D.P.C.M. 6 giugno 2005 “Norme Tecniche per le Costruzioni” - Nazionali D. M. del 14 gennaio 2008 Circolare del C.S.LL.PP. n. 617 del 02/02/09 2 Valutazione della Vulnerabilità Sismica delle strutture in Muratura Applicazione ad un caso di esempio: Istituto Comprensivo “U Postiglione” Scuola Elementare DENOMINAZONE scuola elementare Corpo Tipologia Destinazione A Muratura Aule B c.a. Palestra B A Valutazione della Vulnerabilità Sismica delle strutture in Muratura 1. Descrizione della Struttura INDICE: 2. Indagine Preliminare 2.1. Reperimento della documentazione 2.2. Sopralluoghi e saggi 2.3. Rilievo geometrico di massima 2.4. Analisi della documentazione 3. PROVE IN SITU 3.1. Effettuazione di Prove ed Indagini sui Materiali 3.2. Valutazioni degli Effetti di Amplificazione Locale 4. Valutazione della Vulnerabilità e del Rischio Sismico 4.1. Modello semplificato 4.4. livello prestazionale che comporta la perdita di Operatività 4.5. Valutazione della Vulnerabilità e del Rischio Sismico 4.6 Analisi di Push-Over 4.7. Altri elementi di Giudizio della Vulnerabilità e del Rischio Valutazione della Vulnerabilità Sismica delle strutture in Muratura Le operazioni di valutazione della vulnerabilità in tre fasi: PRIMA FASE raccolta di tutti i dati disponibili in possesso e ricavabili da indagini speditive effettuate in situ, utili ad una prima valutazione dello stato di danneggiamento dell’edificio progettato senza criteri antisismici. SECONDA FASE: indagine diretta sull’edificio, eseguendo, tra l’altro, prove non distruttive e poco distruttive sui materiali strutturali (murature, solai, ecc..) ed una valutazione degli effetti di amplificazione locale del sito. TERZA FASE: Applicazione di una procedura di valutazione della vulnerabilità e del rischio sismico mediante modelli numerici appositamente realizzati dai dati di dettaglio acquisiti dalle fasi precedenti: - Analisi semplificate tipo VM [Dolce, Moroni, 2005]; - Analisi statiche non lineari (push-over). RAPPORTO DI SINTESI: dei risultati ottenuti, evidenziando le criticità dell’edificio, utili ai fini della definizione degli eventuali interventi sismici. 1. Descrizione della Struttura Istituto Comprensivo “U Postiglione” Scuola Elementare – Corpo A Il corpo principale (corpo aule) presenta una forma a “C” in pianta, con sistema resistente costituito da pareti in muratura portante: • un piano seminterrato • due piani in elevazione • un sottotetto non accessibile h= 2.6m h= 3.4m h= da 0m a 1.6m 1. Descrizione della Struttura Istituto Comprensivo “U Postiglione” Scuola Elementare – Corpo A L’intero corpo è costituito da orizzontamenti con solai latero-cementizi gettati in opera del tipo SAP e con cordoli: - 3 impalcati con superficie di circa 1240 mq realizzati con travetti prefabbricati; Luce massima solai di circa 8 m ed un’altezza di circa 25 cm. - 1 copertura a falde, realizzata con travi in c.a. e solaio latero-cementizio (v. Figura 2b) 2. Indagine preliminare La metodologia di indagine per la conoscenza della struttura, nelle sue caratteristiche geometriche e di tipologia dei materiali, si compone dei seguenti passi: - reperimento della documentazione di progetto, esecuzione e collaudo o di diversa provenienza, utile alla definizione diretta o indiretta delle caratteristiche della costruzione; - Sopralluoghi (tipologia strutturale) e saggi (tipologia di materiali, presenza di armature) - Rilievo geometrico (dimensioni e divisione degli spazi). - Analisi della Documentazione ed informazioni reperite Reperimento della documentazione - X X X X X X X X piante Impianti 1 X sezioni Strutturali - X Piante Strutturali 170 prospetti e/o sezioni scuola elementare disegni Archittettonici 340 DENOMINAZONE doc buroc. (coll., var., ...) 1964 SI relazione Geolocica c.a. 2 relazione di Calcolo B SI planimetrie 1240 Sottotetto 1957 N° impalcati Superficie mur Documenti Reperiti Interrati o semint. età di costruzione A Utenti tipologia Caratteristiche generali e documenti reperiti N. Corpo CARATTERISTICHE GENERALI relazione Geotecnica 2.1. 2. Indagine preliminare 2.2. Rilievo geometrico e 2.3. Sopralluoghi e saggi È necessario effettuare un rilievo geometrico a campione dell’edificio per la individuazione e funzionamento dello schema strutturale: geometria degli elementi portanti, orditura e spessore dei solai, presenza di giunti e presenza di danni. Lesione su tamponatura interna Lesione su muratura perimetrale 3. Indagine in situ Le indagini dirette sul corpo in muratura sono consistite essenzialmente in: 1. indagine di tipo diretta e visiva a seguito di spicconatura e rimozione di intonaco superficiali, degli elementi portanti ritenuti significativi; 2. Prove penetrometriche finalizzate alla valutazione della qualità della malta costituente la muratura in corrispondenza dei pannelli murari scoperti; 3. Prove di compressione per valutare la resistenza delle pietre a spacco estratte dalla muratura in corrispondenza dei pannelli murari scoperti; 4. Valutazioni di massima degli effetti di amplificazione locale basate su studi disponibili e misure geofisiche in situ. In relazione al livello di approfondimento desiderato, seguendo le indicazioni riportate in Tabella C8A.1.1 della Circ. alle NTC08, tali indagini hanno permesso di ottenere un Livello di Conoscenza Adeguato (LC2). I LIVELLI DI CONOSCENZA NELLA VALUTAZIONE Livelli di Conoscenza (LC) e Fattori di Confidenza (FC) GEOMETRIA Limitata LC1 Adeguata LC2 Accurata LC3 Da disegni di carpenteria originali con rilievo visivo a campione oppure rilievo ex-novo completo DETTAGLI STRUTTURALI PROPRIETÀ DEI MATERIALI Metodi di Analisi Progetto simulato in accordo alle norme dell’epoca e limitate verifiche in-situ Valori usuali per la pratica costruttiva dell’epoca e limitate prove in-situ Analisi lineare statica o dinamic a 1.35 Disegni costruttivi incompleti + limitate verifiche in situ oppure estese verifiche in-situ Dalle specifiche originali di progetto o dai certificati di prova originali + limitate oppure estese prove in-situ Tutti 1.20 Disegni costruttivi completi + limitate verifiche in situ oppure esaustive verifiche insitu Dalle specifiche originali di progetto o dai certificati di prova originali + estese oppure esaustive prove in-situ Tutti 1.00 FC + - 3. Indagine in situ 3.1. Indagine diretta e visiva Dalle indagini di tipo dirette e visive, a seguito di spicconatura e rimozione dell’intonaco superficiale, eseguita sugli elementi di muratura ritenuti significativi per individuare la tipologia di muratura Edificio Scuola Elementare Corpo A Livello Identificativo sondaggio Seminterrato (ST) PEN 1-ST Piano Terra (P0) PEN 1-0 Piano Terra (P0) PEN 2-0 Primo Piano (P1) PEN 1-1 tipologia di muratura Muratura in pietra a spacco con buona tessitura con ricorsi o listature ogni 50 cm con giunti sottili (< 10 mm) 3. Indagine in situ 3.2. Prove penetrometriche PROVA PEN 1-0 Rif. prova n. infissioni N. colpi Infissione (mm) SPU (mm-1) SPU zona (mm-1) COV SPU % Hgp (cm) Hg (cm) PEN 1-0 1 2 3 4 5 6 41 42 38 39 44 46 12.1 12.2 11 11.2 12.4 13.6 3.39 3.44 3.45 3.48 3.55 3.38 3.45 2% 100 3 3. Indagine in situ 3.2. Prove penetrometriche PROVA PEN 2-0 Rif. prova n. infissioni N. colpi Infissione (mm) SPU (mm-1) SPU zona (mm-1) COV SPU % Hgp (cm) Hg (cm) PEN 2-0 1 2 3 4 5 6 38 33 25 44 43 32 40 38.5 22 19.5 43 39.5 0.95 0.86 1.14 2.26 1.00 0.81 1.17 47% 100 3 3. Indagine in situ 3.2. Prove penetrometriche Rif. prova n. infissioni N. colpi Infissione (mm) SPU (mm-1) SPU zona (mm-1) COV SPU % Hgp (cm) Hg (cm) PEN 1-1 1 2 3 4 5 6 31 38 39 31 30 37 41 43 43 33 34 41 0.76 0.88 0.91 0.94 0.88 0.90 0.88 7% 100 3 3. Indagine in situ 3.2. Prove penetrometriche PROVA PEN 1-ST Rif. prova n. infissioni N. colpi Infissione (mm) SPU (mm-1) SPU zona (mm-1) COV SPU % Hgp (cm) Hg (cm) PEN 1-ST 1 2 3 4 5 6 34 31 27 35 34 26 21 18 16 20.5 21.2 17.5 1.62 1.72 1.69 1.71 1.60 1.49 1.64 5% 100 3 3. Indagine in situ 3.2. Prove penetrometriche Risultati piano seminterrato (PEN 1-ST): pannello presenta una forte componente di umidità dovuta ad infiltrazioni d’acqua e ciò ha sicuramente comportato un degrado della malta; il tratto di malta che si è riusciti a penetrare evidenzia la presenza di una malta di discreta qualità. piano terra (PEN 1-0 e PEN 2-0): malta con una forte presenza di un inerte grossolano, conglomeratico con clasti a spigoli vivi e di dimensioni di alcuni mm; malta di allettamento di medriocre qualità, tuttavia si ha sicuramente un alto livello di ingranamento. piano primo (PEN 1-1): malta con una componente sabbiosa più significativa; malta di qualità mediocre e resistenza meccanica modesta malta omogenea con assenza di vuoti, classificabile come malta M5 secondo le NTC08 (corrispondente ad una malta M3 secondo il D.M. del 20/11/1987). Definizione delle caratteristiche della malta Le classi di malte a composizione prescritta sono definite in rapporto alla composizione in volume 3. Indagine in situ 3.3. Prove di Compressione Scuola Corpo Provini N. Contr. Dim (mm) a Elementare A 1 Spen 1-0 Peso b 8439 Rett. h 145 NO Resistenza Totale Spec. Totale Unitaria Kg kg/m3 kN kN/mm2 4.100 3350 607.5 71.98 Definizione delle caratteristiche della muratura Definizione delle caratteristiche della muratura Definizione delle caratteristiche della muratura Le caratteristiche meccaniche della muratura utilizzati nel calcolo sono definiti come i valori medi dei valori riportati in Tabella C8A.2.1 della Circ. 02/02/09, per LC2 tipologia di muratura Muratura in pietra a spacco con buona tessitura Malta tO fm (N/cm2) M5 (N/cm2) E G w (N/mm2) (N/mm2) (kN/m3) 260 5.6 1500 500 380 7.4 1980 660 fm = resistenza media a compressione della muratura; t0 = resistenza media a taglio della muratura; E = valore medio del modulo di elasticità normale; G = valore medio del modulo di elasticità tangenziale; w = peso specifico medio della muratura. gM 3 Analisi non lineare LC 2 1.2 fm ref (N/cm2) 320 tO ref (N/cm2) 6.5 fd ref (N/cm2) 381 Analisi Lineare diviso FC e gM diviso FC Fattori di Confidenza 21 td0 ref (N/cm2) 7.7 fd ref (N/cm2) 127 td0 ref (N/cm2) 2.6 3. Indagine in situ 3.3. Effetti di Amplificazione Locale Scuola Elementare Area interessata da precedente studio geologico 3. Indagine in situ 3.3. Effetti di Amplificazione Locale 3. Indagine in situ 3.3. Effetti di Amplificazione Locale Suolo Tipo B Definizione della Azione Sisimica Stato Limite Tr ag Fo T*c Operativitá (SLO) 45 0.097 2.338 0.281 Danno (SLD) 75 0.124 2.312 0.292 Salvag. Vita (SLV) 712 0.298 2.387 0.356 Collasso (SLC) 1462 0.378 2.428 0.372 4. Valutazione della Vulnerabilità La metodologia di elaborazione per la stima della vulnerabilità dell’edificio scolastico in esame si compone dei seguenti passi: 1. analisi dei possibili meccanismi di collasso e individuazione del o dei meccanismi di collasso più probabili; 2. messa a punto di un modello semplificato in grado di quantificare la resistenza sismica dell’opera per il o i meccanismi di collasso sopra individuati; 3. esecuzione dei calcoli per la determinazione della resistenza (vulnerabilità) sismica del modello adottato; 4. analisi qualitativa di ulteriori fattori che possono influenzare la vulnerabilità della singola costruzione, non considerati nel modello semplificato; 5. sintesi dei risultati ottenuti e valutazione del rischio. Analisi Lineare Statica con fattore di struttura q Metodo VM (Dolce e Moroni, 2005) ATTI DI DIPARTIMENTO - VOL N. 4 ANNO 2005, "LA VALUTAZIONE DELLA VULNERABILITÀ E DEL RISCHIO SISMICO DEGLI EDIFICI PUBBLICI MEDIANTE LE PROCEDURE VC (VULNERABILITÀ C.A.) E VM (VULNERABILITÀ MURATURA)" Autori: M. DOLCE, C. MORONI Analisi NonLineare Statica CDM09 (www.stsweb.it) Metodo VM Ipotesi del Metodo - consente la valutazione della vulnerabilità sismica e del rischio sismico del singolo edificio; - due livelli di prestazione: condizione limite di operatività (SLE) e alla condizione di collasso incipiente (SLU); - modello di calcolo semplificato, con analisi piano per piano, schema shear-type - livello di complessità del modello è commisurato al livello di conoscenza della struttura reale; - ottimizzazione dell’impegno richiesto, sia in termini di indagini in situ, sia in termini di calcolo, se commisurato ad una applicazione su scala relativamente ampia; - richiede la considerazione di coefficienti di sicurezza e fattori di confidenza, - Considera il comportamento scatolare e pertatno prende in esame unicamente i meccanismi di collasso per azioni nel piano, - considera le modalità di plasticizzazione e rottura per taglio e/o per pressoflessione dei maschi murari sollecitati nel proprio piano (funzione della tensione di compressione a cui è soggetto), determinando il taglio complessivo portato dalla struttura - La resistenza all’azione orizzontale del maschio murario i-esimo, al j-esimo piano, nella direzione dell’analisi, sollecitato nel proprio piano, viene valutata considerando il valor medio della sua resistenza unitaria a taglio, secondo la formulazione di Turnsek-Cacovic [Turnsek, Cacovic, 1970, PCM, 2005]. - effetti della non regolarità portati in conto mediante coefficienti riduttivi della resistenza di piano - adozione di diverse forme spettrali fermo restando che occorre verificare le condizioni di validità delle ipotesi assunte; Metodo VM Definizione dello schema strutturale Individuazione degli elementi resistenti e loro caratteristiche geometriche 29 Metodo VM Comportamento a rottura del maschio nel piano Rottura per pressoflessione Rottura per taglio o scorrimento Schiacciamento di un limitata porzione di muratura Superamento della resistenza a trazione della muratura La modalità di rottura con cui un pannello di muratura arriva al collasso (pressoflessione o taglio) dipende essenzialmente dalla snellezza ovvero l = h / l (h altezza, l lunghezza) Per valori elevati di l la rottura si ha per pressoflessione Per moderati valori di l la rottura si ha per taglio Metodo VM Rigidezza del maschio nel piano Metodo VM Modello di calcolo VM – SLU , SLE SLU - Resistenza complessiva del piano SLD - Resistenza minima del piano tra: Metodo VM Taglio ai piani - SLU Taglio prodotto ai vari piani da un valore di accelerazione pari a 1g mediante il metodo dell’analisi statica lineare 4. Valutazione della Vulnerabilità Modello di calcolo del piano tipo Carichi Permanenti ed Accidentali g.murat. qperm. sol. qacc. sol. (kN/mc) (kN/mq) (kN/mq) Piano Terra 21 5.5 3 0.6 Primo Piano 21 7 2 0 Piano y2j 4. Valutazione della Vulnerabilità Metodo VM - INPUT 4. Valutazione della Vulnerabilità Metodo VM - INPUT 4. Valutazione della Vulnerabilità Metodo VM - INPUT 4. Valutazione della Vulnerabilità Metodo VM - OUPUT Sezione 4 - Riepilogo Resistenze ai differenti piani a) Resistenza a Taglio della muratura Vx_tot Vy_tot Rotture schiacc. P. Terra 5157 5736 1° 3471 3993 2° 0 0 3° 0 0 4° 0 0 5° 0 0 6° 0 0 0 0 0 0 0 0 0 b) KN KN c) Coefficiente riduttivo per irregolarità di resistenza tra i piani successivi Coefficiente riduttivo dovuto all’irregolarità di rigidezza o di massa in pianta Coefficiente riduttivo dovuto all’irregolarità di forma geometrica Sezione 5 - Caratteristiche di Regolarità della Struttura 0.95 Irregolarità geometrica della struttura, a giudizio dell'Utente (Valore che l'utente deve assegnare in base alla regolarità posseduta dalla struttura) Irregolarità di Rigidezza e/o di resistenza in pianta. 1 (Valore che l'utente deve assegnare in base alla regolarità posseduta dalla struttura) Coefficiente di duttilità assegnato ai maschi murari. 2.0 Sezione 6 - Calcolo forze statiche equivalenti coeff. riduttivo rigidezza struttura numero di piani piano P.Terra 1° P 2° P 3° P 4° P 5° P 6° P Wi 21829 14955 0 0 0 0 0 S Wi 36783.4365 S (Wi * hi) Calcolo forze statiche equivalenti g = hi * S Wi / S(Wi * hi) 2 h interp (m) 3.35 3.35 0 0 0 0 0 173322.5056 0.5 hi (m) 3.35 6.7 6.7 6.7 6.7 6.7 6.7 gamma i acc /g 0.710955059 1 1.421910118 1 1.421910118 1 1.421910118 1 1.421910118 1 1.421910118 1.421910118 1 1 Fi 15519 21264 0 0 0 Taglio V 36783 21264.13246 0 0 0 0 0 0 0 T periodo proprio dir X 0.46686454 dir Y 0.458253 T periodo proprio - Fessurata dir X 0.66024617 dir Y 0.6480676 4. Valutazione della Vulnerabilità Metodo VM - OUPUT Valori delle accelerazioni spettrali Sa/g corrispondenti al collasso Sezione 7 - Calcolo Accelerazioni Spettrali Corpo A Piano Dir. X Dir. Y Piano Terra 0.140 0.156 Piano Rialzato 0.163 0.188 Accelerazione spettrale Vres/V1g dir X dir Y Piano Terra Piano 1° 0.140 0.156 0.163 0.188 Piano 2° Piano 3° Piano 4° Piano 5° Piano 6° Sezione 8 - Calcolo del coefficiente adut coeff. Ri per la valutazione automatica della Regolarità strutturale in altezza dir X dir Y Coeff. riduttivo dovuto all'irregolarità di resistenza in altezza (qrid 1b ) Piano Terra Piano 1° Piano 2° Piano 3° Piano 4° Piano 5° Piano 6° 0.859 0.830 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 dir X dir Y Prodotto dei coeff riduttivi (qrid 1b *qrid 2 *qrid 3 ) dir X dir Y Piano Terra Piano 1° Piano 2° Piano 3° Piano 4° Piano 5° Piano 6° 0.801 0.791 0.855 0.855 0.855 0.855 0.855 0.855 0.855 0.855 0.855 0.855 0.855 0.855 dir Y Piano 1° Piano 2° Piano 3° Piano 4° Piano 5° Piano 6° 0.844 0.832 0.900 0.900 0.900 0.900 0.900 0.900 0.900 0.900 0.900 0.900 0.900 0.900 Valori di duttilità come ottenuti dalle analisi, e per tanto anche minori dell'unità Piano Piano Piano Piano Piano Piano Terra 1° 2° 3° 4° 5° dir X dir Y Limitazione dei valori di duttilità imponendo che: 1 <= a dut Calcolo del Coefficiente di DUTTILITA' aDUT dir X Piano Terra 1.603 1.581 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 Piano 6° 1.710 1.710 Coeff di DUTTILITA' aDUT - da utilizzare nel calcolo seguente Piano Terra Piano 1° Piano 2° Piano 3° Piano 4° Piano 5° Piano 6° 1.603 1.581 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 dir X dir Y Piano Terra Piano 1° Piano 2° Piano 3° Piano 4° Piano 5° Piano 6° 1.603 1.581 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 1.710 4. Valutazione della Vulnerabilità Metodo VM - OUPUT Sezione 9 - Calcolo Accelerazioni al Suolo (PGA) smorzamento della struttura 5 % Tipo di terreno Integrità della muratura da considerare b f Periodo Proprio in dir. X 0.66024617 dirX Periodo Proprio in dir. Y 0.64806757 dirY Coefficienti utilizzati Sa = PGA * aPM * aAD * aDS * (1/aDUT) dir x aPM coeff. partecipazione modale ( 1 per edif ad 1 piano, 0.9 per edif 2 piani, 0.8 più piani) aAD amplificazione spettrale aDS coeff. che tiene conto delle capacità dissipative dell’edificio. aDUT coeff. di duttilità che tiene conto della presenza di una certa duttilità strutturale (valore definito nella sezione precedente) dir y 0.9 aPM 0.9 1.8932333 aAD 1.9288112 aDS 1 1 aDUT Coefficiente parziale per la trasformazione da Accelerazione spettrale in PGA 1.7039 1.7359 PGA dir X dir Y Piano Terra Piano 1° 0.132 0.142 0.164 0.185 Piano 2° Piano 3° Piano 4° Piano 5° Piano 6° minimo piano 0.132 Terra dir X 0.142 Terra dir Y Valori delle accelerazioni al suolo PGA/g corrispondenti al collasso L'accelerazione al suolo (PGA) che mette in crisi il Terra e quindi la struttura, è pari a: piano in 0.132 dir X g , Corpo A Piano Dir. X Dir. Y Piano Terra 0.132 0.142 Piano Rialzato 0.164 0.185 4. Valutazione della Vulnerabilità Metodo VM - OUPUT Sezione 10 - Calcolo Periodo di Ritorno Determinazione accelerazioni su suolo rigido (PGA su roccia = ag) Accelerazione di ancoraggio dello spettro 1.25 ag - (PGA su roccia) dir X dir Y Piano Terra Piano 1° 0.105 0.114 0.131 0.148 Piano 2° Piano 3° Piano 4° piano in 0.105 Il periodo di ritorno sarà quindi: T = K * e ^[a * ln (ag)] 13066077 Piano 6° minimo 0.105 0.114 L'accelerazione al suolo (PGA) che mette in crisi il Terra e quindi la struttura, è pari a: cod. ISTAT Piano 5° Comune RAIANO dir X piano Terra dir X Terra dir Y , g a K 2.642031724 (media) 60416.60058 Periodo di ritorno 159 a K 2.55894 23986.927 (media + deviazione standard) Periodo di ritorno 76 Corpo A Piano Valori delle accelerazioni su suolo rigido ag/g corrispondenti al collasso Dir. X Dir. Y Piano Terra 0.105 0.114 Piano Rialzato 0.131 0.148 4. Valutazione della Vulnerabilità Metodo VM - OUPUT Sezione 11 - Livello Prestazionale: Operatività Deformazione imposta 0.003 Rigidezza K (kN/m) K dir X dir Y Piano Terra Piano 1° Piano 2° Piano 3° Piano 4° Piano 5° Piano 6° 812719 839930 767943 809603 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Taglio resistente Vres dir X dir Y Piano Terra Piano 1° Piano 2° Piano 3° Piano 4° Piano 5° Piano 6° 8168 8441 15436 16273 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Piano 3° Piano 4° Piano 5° Piano 6° Piano 4° Piano 5° Piano 6° PGA = PGAslu con adut = 1 dir X dir Y Piano Terra Piano 1° 0 0 0 0 Piano 2° Accelerazione Spettrale - limite di Operatività Vres/V1g dir X dir Y Piano Terra Piano 1° 0.222 0.229 0.726 0.765 Piano 2° Piano 3° Conversione in PGA per il livello prestazionale dell'Operatività Coefficienti utilizzati S = PGA * a * a * a * (1/a ) 4. Valutazione della Vulnerabilità Accelerazione Spettrale - limite di Operatività Vres/V1g dir X Piano Terra Piano 1° 0.222 0.726 Piano 2° Piano 3° Piano 4° Piano 5° Piano 6° 0.229 0.765 Metodo VM - OUPUT dir Y Conversione in PGA per il livello prestazionale dell'Operatività Coefficienti utilizzati Sa = PGA * aPM * aAD * aDS * (1/aDUT) aPM coeff. partecipazione modale ( 1 per edif ad 1 piano, 0.9 per edif 2 piani, 0.8 più piani) aAD amplificazione spettrale aDS coeff. che tiene conto delle capacità dissipative dell’edificio. coeff. di duttilità di piano - comprensivo del coeff qrid 2 che tiene conto dell' irregolarita di rigidezza in pianta aDUT,j = p2 0.9 aPM 0.9 1.8932333 aAD 1.9288112 1 aDS 1 1 aDUT 1 (valore che può essere definito sulla base della sezione precedente) 1.0 Coefficiente di duttilità degli elementi allo stato prestazionale di Operatività Coefficiente trasformazione Accelerazione spettrale in PGA : Piano Piano Piano Piano Piano Piano Piano Vres/V1g Terra 1° 2° 3° 4° 5° 6° dir X 0.130 0.132 0.426 0.441 dir Y Corpo A Piano PGA per il livello prestazionale: Operatività Vres/V1g dir X dir Y 1.7359 dir X Valori delle accelerazioni al sito PGA/g corrispondenti allo stato limite di danno PGA dir Y 1.7039 Piano Terra Piano 1° 0.082 0.090 0.096 0.108 Piano 2° Piano 3° Piano 4° L'accelerazione al suolo (PGA) che mette in crisi il piano e quindi la struttura, è pari a: Piano 5° Piano 6° Terra 0.082 dir X g Dir. Y Piano Terra 0.082 0.090 Piano Rialzato 0.096 0.108 minimo piano 0.082 Terra 0.090 Terra , Dir. X dir X dir Y 4. Valutazione della Vulnerabilità Metodo VM - OUPUT Sezione 12 - Calcolo Periodo di Ritorno per mantenimento dell' Operatività Accelerazione su roccia, al limite dell'Operatività Accelerazione di ancoraggio Corpo A Piano 1.25 Dir. X dello spettro ag (accelerazione su roccia) - livello preastzionale: Operatività Piano Piano Piano Piano Piano Piano Piano Vres/V1g Terra 1° 2° 3° 4° 5° 6° dir X 0.066 0.072 0.077 0.087 dir Y L'accelerazione sul suolo rigido (PGA su roccia) che provoca il danneggiamento del piano Il periodo di ritorno sarà quindi: T = K * e ^[a * ln (ag)] cod. ISTAT 13066077 END - Fine procedura Comune RAIANO Terra Dir. Y Piano Terra 0.066 0.072 Piano Rialzato 0.077 0.087 minimo in 0.066 Terra 0.072 Terra dir X è: dir X dir Y 0.066 a K a K 2.642031724 60416.60058 2.55894 23986.9267 (media) (media + deviazione standard) Periodo di ritorno 46 Periodo di ritorno 23 g Valori delle accelerazioni su suolo rigido ag/g corrispondenti allo stato limite di danno 4. Valutazione della Vulnerabilità Metodo CDM - INPUT 4. Valutazione della Vulnerabilità Metodo CDM - OUPUT Curve di capacità ottenute con Valori delle caratteristiche dei materiali senza gM q = md q = (md -1) T1 /TC se T1 TC se T1 TC In ogni caso (μd + 4) / 5≤ q. Se (a/g) 0.80 Scuola Elementare g M = 1 F (KN) 7000 0.60 6000 T* Se (T*) 5000 0.40 4000 3000 Push ridotta 2000 0.20 0.184 Bilineare d* u SDe (m) Pushover 1000 spost (m) 0 0.000 0.005 mdisponibile 4.4; 0.010 0.015 0.020 0.025 0.00 0 d*y 0.01 d*max 0.02 0.03 0.04 T* = 0.24s se md 4.0 q = 2.5 PGA = 0.184g 4. Valutazione della Vulnerabilità 4.1 Analisi Qualitativa Qualità Strutturale Globale: - è stato progettato e realizzato negli anni sessanta; - Struttura non regolare in pianta; - le murature portanti presentano un’elevata percentuale di aperture; - Vi è una lesione nella muratura portante nella parte estrema dell’ala ovest adiacente al Corpo B; - Elevata deformabilità dei solai. Tali condizioni permettono di esprimere, indipendentemente dagli esiti delle valutazione quantitativa della vulnerabilità al collasso, un giudizio NON POSITIVO sulla qualità strutturale del Corpo A. 4. Valutazione della Vulnerabilità 4.1 Analisi Qualitativa Adeguatezza del modello: - progetto architettonico disponibile ma non sempre corrispondente al costruito; - progetto strutturale e collaudo non disponibile; - certificato di collaudo disponibile; - corpo non regolare con presenza di due vani scale eccentrici; Il modello adottato appare COERENTE con le reali condizioni dell’edificio Vulnerabilità delle parti non strutturali: - Muratura con elevata percentuale di finestrature; - Lesioni su alcune tramezzature in particolare nell’ala ovest adiacente al Corpo B; Pertanto le parti non strutturali presentano condizioni di MEDIA vulnerabilità. Rapporto di Sintesi ANALISI Accelerazione al suolo Attesa allo SLV per il sito in esame (PGASLV/ g) Accelerazione al suolo stimata di danno severo (PGADS / g) au PGADS/P GASLV Lineare VM 0.330 0.132 0.40 Non Lineare CDM 0.330 0.181 0.55 ANALISI Accelerazione al suolo Attesa allo SLD per il sito in esame (PGASLD / g) Accelerazione al sito stimata di danno limitato (PGADL / g) ae PGADL/P GASLD Lineare VM 0.150 0.082 0.55 Non Lineare CDM 0.150 0.116 0.77 CORPO A CORPO A Corpo Strutturale Qualità strutturale globale Adeguatezza del modello / completezza delle informazioni Vulnerabilità delle parti non strutturali A Bassa Buona Media