Una delle cause principali di morte durante un terremoto è il crollo degli edifici. Per ridurre la perdita di vite umane, è necessario rendere sicure le strutture edilizie. Oggi, le norme per le costruzioni in zone sismiche prevedono che gli edifici non si danneggino per terremoti di bassa intensità, non abbiano danni strutturali per terremoti di media intensità e non crollino in occasione di terremoti forti, pur potendo subire gravi danni.

 

Con la legge di stabilità 2017, l’Italia ha introdotto una nuova certificazione per gli edifici:

La certificazione di rischio sismico delle costruzioni.

I numerosi eventi sismici che si sono manifestati in questi ultimi anni, hanno comportato per la collettività enormi costi sociali ed economici. Dovuti alla tipicità sismica del nostro paese ma anche all’elevata vulnerabilità del nostro Paese.

VULNERABILITA' = EFFETTO = La vulnerabilità sismica è la propensione di una struttura a subire un danno di un determinato livello, a fronte di un evento sismico di una data intensità.

 

Per questi motivo sono state introdotte delle Linee Guida per la certificazione di rischio, necessarie per il nostro Paese per ridurre il rischio sismico, promuovendo una cultura della conoscenza e della prevenzione. Le linee guida forniscono lo strumento di regolamentazione degli incentivi fiscali, legati alla misura del cosiddetto Sismabonus. Per la prima volta nel nostro Paese si può attuare, su larga scala, senza graduatorie di accesso ai benefici, un azione volontaria con forti incentivi statali di prevenzione sismica sugli edifici esistenti privati.

 

 

Cos'è il rischio sismico?

E' la misura matematica/ingengeristica per valutare il danno atteso a seguito di un possibile evento sismico in un arco di tempo, in base al tipo di sismicità, di resistenza delle costruzioni e di antropizzazione (natura, qualità e quantità dei beni esposti).

 

 ll rischio sismico, determinato dalla combinazione della pericolosità, della vulnerabilità e dell’esposizione, è la misura dei danni attesi in un dato intervallo di tempo

RISCHIO SISMICO = PERICOLOSITA' X VULNERABILITA' X ESPOSIZIONE

PERICOLOSITA'= CAUSA = La pericolosità sismica di un territorio è rappresentata dalla frequenza e dalla forza dei terremoti che lo interessano, ovvero dalla sua sismicità. Viene definita come la probabilità che in una data area ed in un certo intervallo di tempo si verifichi un terremoto che superi una soglia di intensità, magnitudo o accelerazione di picco (Pga) di nostro interesse. 

 

ESPOSIZIONE = CONSEGUENZA = valutazione socio/economica delle conseguenze

 

 Le linee Guida consentono di dare una classe di rischio agli edifici, tenendo conto sia della sicurezza sia degli aspetti economici.  Le classi di rischio introdotte sono 8, dalla A+ (meno rischio ), alla G (più rischio).

                                  

 

Introducono due metodi per la determinazione della classe :

 

1) Metodo semplificato: applicabile alle sole costruzioni in muratura, si basa su una valutazione macrosismica, speditiva e economica.

 Vengono prese in considerazione 6 classi di vulnerabilità sismica in base alla tipologia di muratura, che successivamente, a seguito del dettaglio costruttivo della qualità della muratura per mezzo delle tabelle messe a disposizione dalle Linee Guida la vulnerabilità può passare da una classa ad una inferiore.

Questa metodologia consente il miglioramento di una sola classe di rischio.

 Una volta determinata la classe di vulnerabilità, bisogna determinare il PAM (perdita annuale media attesa). Grazie alla tabella successiva, dalla zona sismica di riferimento dell’edificio, si definisce il valore del PAM e la classe di rischio sismico corrispondente

PAM = costo di riparazione dei danni prodotti dagli eventi sismici che si manifestano nel corso della vita della costruzione, ripartito annualmente ed espresso come percentuale del costo di costruzione.

 

Classe di Rischio

 

PAM

Zona 1

Zona 2

Zona 3

Zona 4

A+*

PAM ≤ 0,50%

 

 

 

V1 ÷ V2

A*

0,50%<PAM≤1,0%

 

 

V1 ÷ V2

V3 ÷ V4

B*

1,0%<PAM≤1,5%

V1

V1 ÷ V2

V3

V5

C*

1,5%<PAM≤2,5%

V2

V3

V4

V6

D*

2,5%<PAM≤3,5%

V3

V4

V5 ÷ V6

 

E*

3,5%<PAM≤4,5%

V4

V5

 

 

F*

4,5%<PAM≤7,5%

V5

V6

 

 

G*

7,5%<PAM

V6

 

 

 

 

2) Metodo convenzionale: applicabile a qualsiasi tipologia di costruzione, basato sull’applicazione dei normali metodi di analisi prevista dalle attuali Norme Tecniche, consente nella valutazione della classe di rischio della costruzione, sia nello stato di fatto sia nello successivo ad un eventuale intervento.

Questa metodologia permette il miglioramento di una o più classi il rischio sismico e mette a confronto due parametri il PAM (vedi sopra) e IS-V ( Indice di sicurezza per la vita).

 

La stabilità 2017 ha quindi previsto misure  rafforzate per il Sismabonus:

  • Estensione zone sismica 1,2 e 3
  • Stabilizzazione per 5 anni (tra 1 gennaio 2017 e il 31 dicembre 2021)
  • Riguarda gli immobili adibiti a prime e seconde case, condomini, attività produttive.
  • Detrazione in 5 anni.
  • Cessione del credito ai fornitori o a soggetti terzi per chi non può sostenere la spesa (con successivo prevedimento dell'agenzia delle Entrate)

 

Ma quanto si può detrarre?

- 70% migliorando di una classe il rischio sismico per prime e seconde case, edifici produttivi, mentre 75% per condomini e parti comuni.

- 80% se migliora di 2 o più classi, per prime e seconde case, edifici produttivi, mentre 85% per condomini o parti comuni.

 

Il privato, un ente privato cosa deve fare per accedere alle detrazioni?

Il proprietario deve incaricare un professionista o uno studio di professionisti del settore, il quale  determinerà e assevererà la classe di rischio sismico dell'abitazione prima e a seguito del progetto di completamento dell'intervento. Al termini dei lavori seguirà il collaudo da parte di un collaudatore statico, diverso dal progettista, che attesterà la corrispondenza del progetto esecutivo.

I pagamenti delle fatture di progettazione ed esecuzione dell’opera, devono essere eseguiti solo attraverso bonifico bancario dedicato al sismabonus.

 

 



L’edificio non è un ente immutabile e sempre uguale a sé stesso, nel tempo è oggetto dell’usura provocata dal normale utilizzo così come da una molteplicità di agenti naturali o indotti dall’uomo. Gli eventi naturali che influiscono sulla salute di un’edificio, agendo sulla durata e sulla tenuta statica, sono molteplici: possono essere di carattere ordinario, come gli eventi atmosferici consueti, dall’azione lieve ma sistematica e prolungata nel tempo, oppure di natura straordinaria e distruttivi, come gli eventi atmosferici inconsueti, o azioni simiche.

 

Gli effetti indotti dall’uomo incidono al pari di quelli naturali: dalla lenta corrosione dei materiali riconducibile dall’inquinamento,  fino all’azione di eventi improvvisi e violenti legati, ad esempio, alla manipolazione dell’assetto idraulico del territorio; all’uomo, evidentemente, vanno imputati poi eventuali difetti costruttivi, che incidono in modo drastico sulla tenuta sulla durata di una struttura.

 

Cavilli, piccole fessurazioni, crepe: in molti edifici nei quali trascorriamo il nostro tempo osserviamo formazioni di questo genere, più o meno grandi: quali sono da ritenersi ordinarie e non preoccupanti? Quali sono invece indice di una compromissione statica più o meno grave della struttura?

 

Il dissesto statico indica una condizione di scarsa stabilità di una struttura, che potrebbe condurre fino a conseguenze disastrose.

Le cause specifiche di un dissesto statico possono essere diverse; più cause possono poi interagire tra loro nel provocare il fenomeno: è possibile operare una classificazione innanzitutto in base alla zona specifica in cui queste si verificano.

In generale il dissesto può essere legato al terreno di fondazione, così come all’interazione tra quest’ultimo e la struttura stessa; altre cause, infine, sono rilevabili nella struttura in elevazione del fabbricato.

 

Va ricordato, a proposito del terreno, come questo stesso sia un’entità viva, soggetta nel tempo a mutamenti che incidono talvolta in modo sostanziale sulle condizioni statiche di un edificio. Una forte pioggia, così come una frana, possono essere elementi che modificano lo stato del terreno su cui insistono le fondazioni di un fabbricato.

Tra le cause di dissesto riconducibili al terreno di fondazione possiamo annoverare le seguenti:

 

  • Terreno inadeguato;
  • Variazione della falda freatica;
  • Spostamento del terreno in  prossimità dell’edificio (frane e smottamenti, ad esempio).

 

Il concatenarsi di tali cause può portare a cedimenti globali o locali delle fondazioni o al cedimento delle zone prossime allo scavo.

Nella particolare interazione tra il terreno e la struttura possiamo individuare altre possibili cause di dissesto, quali:

 

Fondazioni inadeguate, Cedimenti non uniformi, lesioni da taglio e flessione e liquefazione del terreno.

 

Per quanto riguarda la struttura in elevazione, le principali cause di compromissione della tenuta statica dell’edificio sono le seguenti:

 

  • Organismo della struttura inadeguata,deficienza dimensionale e geometrica (ad esempio, il dimensionamento insufficiente di una trave o di un pilastro);
  • Carenza nei collegamenti degli elementi strutturali. Queste problematiche in caso di azione sismica emergono, drammaticamente, anche attraverso il ribaltamento fuori dal piano dell'elemento verticale.
  • Rottura degli elementi a taglio, flessione, trazione o compressione.
  • Fenomeni d'instabilità degli elementi che possono essere locali (quando interessano le parti compresse della sezione trasversale dell’elemento) oppure globali (quando interessano l'elemento per tutta la sua lunghezza).
  • Tipici sintomi di compromissione statica nella struttura in elevazione del fabbricato sono - ad esempio - le lesioni nelle strutture ad arco, in chiave o nei reni: queste ultime sono difficilmente rilevabili con un’ispezione visiva, ma molto più pericolose di una lesione in chiave. Tali manifestazioni possono essere dovute ad una o più delle cause indicate.

 

In riferimento alle cause citate, possiamo operare una distinzione tra fenomeni specifici imputabili alle modalità costruttive e fenomeni legati a modifiche del modello statico nel tempo.

 

Tra le cause costruttive possiamo distinguere tra quelle riguardanti:

 

  • la geometria della struttura inadeguata già in fase di progettazione.
  • i materiali impiegati, che devono essere in grado di soddisfare i compiti statici o dinamici assegnati (capacità da verificare in strutture preesistenti)
  • i carichi previsti non corretti.
  • la mancanza di vincoli nelle connessioni degli elementi strutturali.

 

Un esempio di dissesti legati a cause costruttive sono la flessione nelle volte e solai. Rottura per pressoflessione, trazione e compressione, concertazione di sforzi: tali fenomeni possono provocare  crolli per instabilità locale.

Crollo parziale della faccia meccanismo di ribaltamento fuori dal piano di 1° modo, rotazione fuori piano di porzione di facciata con formazione di cerniere cilindrica. La linea di rottura si manifesta generalmente in corrispondenza di aperture e a livello dei solai. Dovuta ad uno scarso collegamento tra gli elementi resistenti della struttura muraria, e scarsa resistenza della muratura. (Parte SX della Foto). Più crollo del angolata, dovuta alla presenza di aperture in vicinanza degli spigoli (la linea di frattura spesso segue la distribuzione delle aperture in facciata) e scarso collegamento tra i muri d'ambito..

 Per quanto riguarda i materiali, occorre inoltre prestare attenzione al degrado chimico fisico (interazione tra manufatto e l'ambiente circostante), perché si manifesta per la presenza di acqua causata da infiltrazioni di pioggia o da fenomeni di umidità di risalita dal terreno alle murature, questi tipologie di degrado possono causare evidenti e notevoli fessurazioni che determinano il degrado meccanico della struttura. 

Le modifiche nel tempo del modello statico intervengono a mutare una condizione iniziale di efficienza della struttura. Anche in questo caso possiamo operare una distinzione per categorie:

 

  • modifiche geometriche.
  • modifiche dei materiali impiegati.
  • modifica dei carichi.
  • cedimenti localizzati, riduzione carichi ammissibili

 

N.B. I sali minerali portati dall’umidità di risalita cristallizzando aumentano di volume fino a 12 volte. Hanno la forza di 2 tonnellate per cm2

                                          

 

 

 

 Possiamo riconoscere un dissesto statico dal quadro fessurativo dell'edificio in oggetto:  

anche una fessurazione di qualche millimetro ci deve allarmare.

 

In base alla tipologia di fessurazione che andiamo a riscontrare, possiamo capire che tipo di lesione è in atto nell'elemento, in quanto i piani di taglio delle fessurazioni sono ortogonali all'azione che si manifesta e riconoscere il meccanismo o i meccanismi di collasso in atto (azioni: Fuori dal pino di I° modo e nel piano di  II° modo)

 Possiamo individuare:

  • lesioni dovute a trazione dell'elemento
  • lesioni dovute alla compressione dell'elemento
  • lesioni dovute al taglio
  • lesioni dovute a flessione dell'elemento
  • lesioni dovute a torsione dell'elemento
  • lesione dovuta a pressoflessione

 

Classificazione dei meccanismi di danno

 Per questa molteplicità di Cause ed effetti è indispensabile fare una diagnosi iniziale per capire al meglio il problema e decidere come procedere nel progettare l'intervento di recupero strutturale.

 Il progetto di un intervento di consolidamento dipende da molteplici parametri  che vanno dalla conoscenza della Geometria, dettaglio costruttivo e dei materiali (cui si perviene attraverso carotaggi, endoscopie e prove di laboratorio sui materiali estratti) fino alla tecnica di esecuzione   e da un serie di indagini da eseguirsi prima e dopo l'intervento di consolidamento per valutare in termini quantitativi se le tecniche adoperate abbiano apportato dei miglioramenti strutturali.

 Le indagini sperimentali si dividono tra quelle compiute in sito ( indagini qualitative, quantitative) e quelle svolte in laboratorio (Analisi chimiche,prove fisiche, prove meccaniche) per determinare la capacità portante della struttura.

 Esistono  due tipi d'indagini:

Distruttive DT

Prove non distruttive e debolmente distruttive ( NDT - MDT)

 Le prove NDT sono indicate come completamento alle prove distruttive/debolmente distruttive, l'utilizzo combinato riesce a dare una connotazione quantitativa puntuale  alle prove non distruttive, che possono essere estese ad aree più vaste della struttura in esame.

 Prove distruttive DT sia in laboratorio che in sito

compressione mono assiale

compressione diagonale,

taglio compressione,

 I parametri di resistenza (compressione, taglio) e deformabilità ottenuti (modulo elastico, modulo di taglio e coefficiente di Poisson), ci forniscono misure dirette di caratteristiche meccaniche del materiale


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