VERIFICHE DI VULNERABILITÀ SISMICA DI EDIFICI

DIAGNOSI SISMICA, VALUTAZIONE DI SICUREZZA SISMICA E CLASSIFICAZIONE DEL RISCHIO SISMICO

Servizio certificato 3° Livello UNI 11931:2024 con accreditamento presso l’Ente ACCREDIA

VERIFICA DI VULNERABILITÀ SISMICA DI EDIFICI RILEVANTI E STRATEGICI

DIAGNOSI SISMICA “VVS-RS”

Ai sensi dell’Ordinanza P.C.M. 3274/2003, la Verifica di Vulnerabilità Sismica (VVS) è obbligatoria per tutti gli edifici Strategici (ospedali, caserme, municipi, ecc.) e per tutti gli edifici Rilevanti quali scuole, oratori, teatri, cinema, chiese, centri commerciali, strutture sanitarie, socio-assistenziali (RSA), ricreative, sportive, culturali e destinate all’erogazione di pubblici servizi, quali servizi bancari, servizi alle persone, ecc.

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VERIFICA SISMICA PER L’ATTRIBUZIONE DELLA CLASSE DI RISCHIO SISMICO

DIAGNOSI SISMICA “VVS-CR”

Ai sensi del D.M. 58/2017, la Verifica di Vulnerabilità Sismica (VVS) è obbligatoria per usufruire degli incentivi fiscali del SismaBonus. Solo mediante il confronto tra la Classe di Rischio sismico iniziale (pre-intervento) e quella finale (post-intervento) è possibile valutare l’efficacia dell’intervento di miglioramento sismico per determinare l’entità del bonus fiscale.

LIVELLI DI VERIFICA SISMICA DEFINITI DALLA PROTEZIONE CIVILE

Il Dipartimento della Protezione Civile ha definito 3 livelli di acquisizione dati e verifica:

  • Livello 0 con Livello di Conoscenza documentale (LC0)
  • Livello 1 con Livello di Conoscenza limitato (LC1 secondo le NTC-2018)
  • Livello 2 con Livello di Conoscenza approfondito (LC2 o LC3 secondo NTC-2018)

Oltre al Livello di Conoscenza documentale (LC0), le NTC-2018 distinguono i 3 Livelli di Conoscenza (LC), ordinati per informazione crescente e dipendenti dalla completezza e dall’affidabilità delle informazioni disponibili: Livello di Conoscenza limitato (LC1), Livello di Conoscenza adeguato (LC2) e Livello di Conoscenza accurato (LC3).

A ciascun Livello di Conoscenza (LC) le NTC-2018 associano un Fattore di Confidenza (FC) da applicare alle proprietà dei materiali: in sostanza, per ogni materiale della costruzione la resistenza media ottenuta dalle prove (Rmed) va divisa per il Fattore di Confidenza (FC), ossia R = Rmed/FC, essendo FC=1.35 per LC1, FC=1.20 per LC2 e FC=1.00 per LC3.

È in capo al Committente la decisione la decisione del Livello di Conoscenza (LC1, LC2 e LC3) da conseguire nelle verifiche di vulnerabilità sismica.

Nell’ambito della sicurezza sismica nelle strutture ospedaliere dal 2007 IDES presta assistenza tecnica e coordinamento a favore del Ministero della Salute per la redazione delle Linee Guida per la “verifica dei livelli di sicurezza sismica negli ospedali ai fini del mantenimento delle funzioni ospedaliere strategiche in situazioni di emergenza

FASI DELLA VERIFICA DI VULNERABILITÀ SISMICA

DIAGNOSI SISMICA, VALUTAZIONE DI SICUREZZA SISMICA E CLASSIFICAZIONE DEL RISCHIO SISMICO

  • DIAGNOSI SISMICA

    INDAGINI E PROVE CERTIFICATE 3° LIVELLO UNI 11931:2024

    Geometria e dettagli strutturali degli elementi sismoresistenti – Proprietà dei materiali sismoresistenti – Proprietà sismiche del terreno di sedime

  • ANALISI DELLA VULNERABILITÀ SISMICA

    VERIFICHE SISMICHE AI SENSI DELLE NTC-2018

    Elaborazione dei dati – Modellazione numerica della struttura sismoresistente – Analisi dinamica (modale) in funzione degli spettri di risposta elastici in accelerazione – Determinazione degli indici di sicurezza sismica

  • CLASSIFICAZIONE DEL RISCHIO SISMICO

    ATTRIBUZIONE DELLA CLASSE DI RISCHIO 

    Certificazione a firma di Ingegnere Civile Collaudatore del valore della Perdita Annuale Media attesa (PAM) e dell’indice di sicurezza che determina il raggiungimento dello Stato Limite di Salvaguardia della Vita (SLV)

FASE 1 – DIAGNOSI SISMICA

INDAGINI E PROVE CERTIFICATE 3° LIVELLO UNI 11931:2024

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 sismoresistente.

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.

1.a – GEOMETRIA E DETTAGLI DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI SISMORESISTENTI

indagini per la caratterizzazione geometrica e materica degli elementi strutturali, compresa la qualità e lo stato di conservazione dei materiali e degli elementi costitutivi

1.b – PROPRIETÀ DEI MATERIALI SISMORESISTENTI

prove per la caratterizzazione meccanica e del degrado di tutti i materiali che assolvono funzioni strutturali (muratura, legno, calcestruzzo, acciaio d’armatura, etc.)

1.c – PROPRIETÀ SISMICHE DEL TERRENO DI SEDIME

analisi per la caratterizzazione delle modalità di propagazione delle onde sismiche nel terreno di fondazione

GEOMETRIA E DETTAGLI DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI SISMORESISTENTI

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.

In prima battuta, si procede alla definizione 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.

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.).

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 SISMORESISTENTI

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.

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 DI SEDIME

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).

ALCUNI LAVORI

FASE 2 – ANALISI DELLA VULNERABILITÀ SISMICA

VERIFICHE SISMICHE AI SENSI DELLE NTC-2018

Questa fase consiste nell’elaborazione dei dati acquisiti con la diagnostica strutturale (prove, controlli, monitoraggi e indagini strumentali), fino a giungere alla classificazione del rischio sismico.

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 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 NTC-2018). 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 per la classificazione del rischio sismico: indicatori, compresi tra 0 e 1, che rappresentano quantitativamente – in estrema sintesi – il rischio sismico nei vari stati limite: di collasso (IS-C), di salvaguardia della vita umana (IS-V) e di inagibilità (IS-D) dell’edificio: valori prossimi o superiori all’unità definiscono un livello di rischio sismico vicino a quello richiesto dalle NTC-2018; valori bassi, prossimi a zero, caratterizzeranno un elevato rischio strutturale in caso di evento sismico.

MESSA IN SICUREZZA DELLE COSTRUZIONI ESISTENTI

RIDUZIONE DEL RISCHIO SISMICO

FASE 3 – CLASSIFICAZIONE DEL RISCHIO SISMICO

ATTRIBUZIONE DELLA CLASSE DI RISCHIO SISMICO

Per poter usufruire delle agevolazioni fiscali introdotte dal SismaBonus, è necessario attribuire la classe sismica di appartenenza prima di eseguire qualsiasi intervento volto alla riduzione del rischio sismico (classificazione).

Il confronto tra la classe di rischio iniziale (classificazione pre-intervento o iniziale) e quella finale (classificazione post-intervento o finale) consente di attestare l’efficacia degli interventi finalizzati alla riduzione del rischio sismico. In caso di miglioramento sismico, ossia di passaggio ad una o più classe sismica superiore, si ha diritto allo sconto fiscale previsto dal SismaBonus. Nelle spese incentivabili rientrano anche quelle per la diagnosi sismica (indagini, verifica, classificazione sismica iniziale e finale).

La classe di rischio sismico viene attribuita mediante il calcolo di due parametri che tengono conto sia della sicurezza per la vita umana, sia degli aspetti economici collegati a un eventuale terremoto:

  • 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).

La classe di rischio sismico della costruzione è 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-2018, si colloca in classe B, avendo un valore PAM pari a 1,13% e un valore IS-V pari a 100%.

classe-sismica

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 annualmente 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