Classificazioni sismica: soluzioni operative

Grazie all’approvazione della Legge di Bilancio 2017, e alle sue Linee Guida per la classificazione del rischio sismico delle strutture, si hanno finalmente a disposizione gli strumenti adeguati e necessari per una corretta valutazione del grado di vulnerabilità sismica degli edifici esistenti.  Viene così presentata l’opportunità di accedere al cosiddetto “Sismabonus”, ovvero agli incentivi fiscali per la messa in sicurezza antisismica del patrimonio costruttivo esistente.

Le novità apportate dal decreto Sismabonus sono tante, e mirano a promuovere la valutazione e prevenzione sismica degli edifici attraverso numerose facilitazioni. Poiché il miglioramento e l'adeguamento sismico delle strutture esistenti costituiscono una nuova frontiera per i progettisti che si occupano di calcolo strutturale, è importante sottolineare quanto sia fondamentale da parte del progettista la conoscenza tecnica del problema e la capacità di offrire soluzioni corrette.

I metodi di analisi

L’entrata in vigore di queste linee guida ha reso possibile, quindi, la determinazione della classe di rischio sismico attraverso l’applicazione di due metodi di analisi: il Semplificato e il Convenzionale.

Il metodo semplificato, basato su una classificazione macrosismica dell’edificio, è applicabile con una procedura speditiva proposta dalle stesse Linee Guida del DM per le strutture in muratura, o addirittura per la previsione di lavori di consolidamento senza alcuna classificazione per le strutture prefabbricate e in c.a. È importante sottolineare come il metodo semplificato sia applicabile solo per interventi di tipo locale in quanto, per l'assenza di un modello completo della struttura, non consente di esprimere giudizi relativi al comportamento complessivo in caso di evento sismico.

Il metodo convenzionale, invece, si basa principalmente su due parametri: il PAM, la perdita annuale media, e l’IS-V, l’indice di sicurezza della struttura, ed è applicabile a qualsiasi tipologia di costruzione. In questo caso è necessario procedere attraverso la costruzione di un modello di calcolo che simuli il comportamento reale della struttura; ad esempio si possono utilizzare i software 3Muri® per strutture in muratura e miste, e Axis VM® per strutture in c.a., acciaio e legno. Il metodo convenzionale consente la valutazione della classe di rischio della costruzione sia allo stato di fatto che allo stato di progetto, ovvero conseguentemente all'intervento. Quindi, a seconda dell’incremento di classe conseguito, dopo aver effettuato i necessari interventi, sarà possibile ottenere il relativo bonus fiscale previsto dal Sismabonus.

1. Schema riassuntivo dell’applicazione dei metodi di analisi in base alla tipologia di struttura

3Muri, il software di S.T.A. DATA per il calcolo delle strutture in muratura, è dotato di un modulo apposito per la classificazione sismica degli edifici, che permette di mettere in pratica quanto richiesto dalle Linee Guida.

Il software SismoTest®

Il modulo SismoTest® valuta la classe del rischio sismico dell'edificio allo stato di fatto considerando tutte le peculiarità negative presenti. Successivamente, noti gli interventi da eseguire per il miglioramento sismico dell'edificio, valuta la classe di rischio allo stato di progetto. Inoltre, attraverso le informazioni ottenute, produce i documenti necessari per ogni pratica di cliente avviata, tra cui la relazione e l'asseverazione dell'edificio. Qualora la pratica preveda la classificazione sia dello stato di fatto che dello stato di progetto per qualsiasi tipologia strutturale il metodo applicabile è quello convenzionale.

Qualora si preveda il consolidamento di costruzioni ammalorate/fatiscenti, è opportuno provvedere alla redazione di un progetto di miglioramento. Le tecniche di intervento sono le medesime sia per il metodo semplificato sia per il metodo convenzionale, ovvero:

• Interventi volti alla riduzione delle carenze nei collegamenti;
• Interventi volti ad incrementare la resistenza dei maschi murari;
• Interventi di modifica nella distribuzione degli elementi verticali resistenti.

Prendendo in esame un edificio in muratura nel suo stato di fatto, con scarsa qualità funzionale e strutturale, è possibile eseguire con 3Muri® un’analisi statica non lineare. La determinazione della curva relativa al sistema equivalente, permette di determinare il periodo con cui ricavare lo spostamento massimo richiesto dal sisma, secondo gli spettri riportati sulla normativa. Con il modulo SismoTest® si ottiene un risultato più immediato e visivo basato sull’andamento del PAM e IS-V.

2. Calcolo del PAM con relativa classificazione sismica nello stato di fatto della struttura

Per l’incremento di classe è necessario effettuare il progetto di miglioramento, che ha come cardine principale quello di conferire all'edificio la giusta stabilità strutturale, affinché sotto l'azione sismica non si verifichino crolli ed anomalie. Analizzando il progetto sempre con 3Muri®, dopo aver effettuato interventi di adeguamento e miglioramento sismico come quelli citati in precedenza, si può notare come questi diano un netto rialzo alla classificazione, e quindi una migliore resistenza in caso di sisma.

3. Calcolo del PAM con relativa classificazione sismica nello stato di progetto della struttura

Maggiori approfondimenti sull’argomento sono disponibili in questo volume appositamente dedicato al Sismabonus:

“Sismabonus: come fare: Guida per il calcolo pratico della classificazione sismica degli edifici”

Il software 3Muri®

3Muri® permette di risolvere tutte le problematiche annesse a un materiale complesso come quello della muratura, solitamente soggetto a meccanismi di collasso di primo e secondo modo. Per meccanismi di primo modo si intendono quei cinematismi di collasso connessi al comportamento della parete in muratura fuori dal proprio piano, quindi con comportamento flessionale e di ribaltamento. I meccanismi di secondo modo, invece, riguardano la risposta della parete nel proprio piano, con tipici danneggiamenti per taglio e flessione. Un ulteriore meccanismo locale è la disgregazione della tessitura muraria, che risulta però dipendente esclusivamente dalla qualità e dalla modalità di aggregazione dei materiali costituenti la muratura, più che dalle sollecitazioni agenti. È opportuno precisare, che l’attivazione dei meccanismi fondamentali di collasso è strettamente dipendente dal comportamento globale dell’edificio, che a sua volta discende dalle caratteristiche tipologiche e tecnologiche.

4. Meccanismo locale (ribaltamento) in atto nella struttura

5. Modellazione della struttura a telaio equivalente

La peculiarità di 3Muri® è il metodo di calcolo innovativo FME - Frame by Macro Element - che schematizza la struttura attraverso un telaio equivalente costituito da un particolare tipo di elemento, detto macroelemento, permettendo di cogliere al meglio il comportamento sismico e fornendo tutte le informazioni necessarie al progettista per un esame accurato della struttura. 3Muri®, inoltre, calcola le strutture in muratura tenendo conto dell’effettiva rigidezza dei singoli elementi strutturali, ad esempio, la rigidezza nel piano dei solai definiti come diaframmi, interessati dalle forze orizzontali, come quelle sismiche. La rigidezza nel piano del solaio induce un diverso comportamento alla struttura nel suo insieme. Nel caso di solaio rigido, le azioni si distribuiscono uniformemente su tutti i setti, anche se il setto centrale è soggetto ad 1/3 del carico totale sismico. Nel caso invece di solaio flessibile, il setto centrale riceve una componente pari al 50% del carico orizzontale, doppio rispetto al carico dei setti laterali; è evidente quindi l'influenza di questo componente strutturale.  3Muri® riesce a gestire ed esaminare ogni tipo di struttura in muratura, offrendo soluzioni sicure per ristabilire e rinforzare edifici che sviluppano danni strutturali.

6. Struttura in muratura rinforzata

7. Struttura mista modellata in 3D

8. Rappresentazione 3D della parti danneggiate (elementi evidenziati in rosso che hanno raggiunto lo stato di rottura)

Per scaricare gratis la versione demo di 3MURI
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