Classificazione rischio sismico e metodo semplificato, dalla teoria alla pratica

Classificazione rischio sismico e metodo semplificato, ecco un utile approfondimento su come operare, dalla teoria alla pratica, con esempio applicativo su un edificio in muratura

Il rischio sismico è la misura matematica/ingegneristica per valutare il danno atteso a seguito di un possibile evento sismico.

Il rischio sismico dipende da un’interazione di fattori ed è funzione di:

  1. pericolosità
  2. vulnerabilità
  3. esposizione

In particolare è valida la relazione:

rischio sismico = pericolosità · vulnerabilità · esposizione

ove:

  • la pericolosità è la probabilità che si verifichi un sisma (terremoto atteso); è legato alla zona sismica in cui si trova l’edificio
  • la vulnerabilità consiste nella valutazione delle conseguenze del sisma; è legata alla capacità dell’edificio di resistere al sisma
  • l’esposizione è la valutazione socio/economica delle conseguenze; è legata ai contesti delle comunità

Metodi per la determinazione della classe di rischio sismico

Le classi di rischio sismico sono le seguenti:

  1. classe A+ (minor rischio)
  2. classe A
  3. classe B
  4.  classe C
  5. classe D
  6. classe E
  7. classe F
  8. classe G (maggior rischio)

Le linee guida per la classificazione del rischio sismico degli edifici, approvate con decreto ministeriale MIT n. 58 del 28 febbraio 2017, definiscono 2 metodologie per la classificazione del rischio sismico:

  • metodo convenzionale, applicabile a qualsiasi struttura
  • metodo semplificato, applicabile sono in alcuni casi

In questo articolo analizziamo il metodo semplificato.

Metodo semplificato

Con tale metodo è possibile calcolare la classe di rischio sismico solo per strutture in murature e per interventi di tipo locale.

Nel caso di valutazioni finalizzate all’esecuzione di interventi sugli edifici volti alla riduzione del rischio, è consentito l’impiego del metodo semplificato nei soli casi in cui si adottino interventi di rafforzamento locale; in tal caso è ammesso il passaggio di una sola classe di rischio.

Ecco come si procede con il metodo semplificato.

Sulla base delle caratteristiche della costruzione, si definisce la classe di rischio di appartenenza a partire dalla classe di vulnerabilità definita dalla Scala Macrosismica Europea (EMS).

figura_2_approccio_semplificato_classe_vulnerabilita

 

Vengono definite 7 tipologie di edifici in muratura a cui corrisponde una vulnerabilità media di ciascuna individuando 6 classi di vulnerabilità, da V1 a V6, con vulnerabilità crescente dal pedice 1 al pedice 6.

Per ogni tipologia e ogni classe di vulnerabilità, il valore più credibile (cerchio) e la dispersione intorno a tale valore, espressa con i valori più probabili (linee continue) e meno probabili o addirittura eccezionali (linee tratteggiate).

Ad esempio, per muratura di pietra senza legante otteniamo una Classe AEMS coincidente con classe di vulnerabilità pari a 6.

La valutazione della classe di vulnerabilità, necessaria per la determinazione della classe di rischio della costruzione in esame mediante il metodo semplificato, deve essere condotta in due passi successivi:

Per definire la classe di rischio sismico secondo il metodo semplificato, occorre procedere nel seguente modo:

  1. si determina la tipologia di muratura che meglio descrive la costruzione in esame
  2. si individua la classe di vulnerabilità media (valore più credibile) associata attraverso la Scala Macrosismica
  3. si valuta l’eventuale scostamento dalla classe media a causa di:
    • un elevato degrado
    • una scarsa qualità costruttiva
    • presenza di peculiarità che possono innescare meccanismi di collasso locale per valori particolarmente bassi dell’azione sismica e aumentare la vulnerabilità globale

Per la determinazione della classe di vulnerabilità media e per la valutazione dell’eventuale scostamento, si può utilizzare la seguente tabella:

TIPOLOGIA STRUTTURALE PECULIARITÀ CARATT. TIPOLOGIA STRUTTURALE CLASSE MEDIA DI VULNERAB. GLOBALE POSSIBILI MECCANISMI LOCALI PECULIARITÀ NEGAT.
VULNER.
LOCALE
GLOBALE
PASSAGGIO DI CLASSE
MURATURA INERTI /MAGLIA MURARIA
pietra grezza
  • Legante di cattiva qualità e/o assente
  • Orizzontamenti di legno o comunque caratterizzati da scarsa rigidezza e/o resistenza nel proprio piano medio e scarsamente collegati con le pareti portanti
V6      
mattoni di terra cruda (adobe)
  • Orizzontamenti di legno o di mattoni ma comunque caratterizzati da scarsa rigidezza e/o resistenza nel proprio piano medio e scarsamente collegati con le pareti portanti
  • Eventuale presenza di telai di legno
V6      
pietra sbozzata
  • Accorgimenti per aumentare la resistenza (ad es. listature).
  • Orizzontamenti di legno o comunque caratterizzati da scarsa rigidezza e/o resistenza nel proprio piano medio e scarsamente collegati con le pareti portanti
 V5  

 

Ribaltamento delle pareti

 

 

 

Meccanismi parziali o di piano

  • Scarsa qualità costruttiva
  • Elevato degrado e/o danneggiamento
  • Spinte orizzontali non contrastate
  • Pannelli murari male ammorsati tra loro
  • Orizzontamenti male ammorsati alle pareti
  • Aperture di elevate dimensioni intervallate da maschi di ridotte dimensioni
  • Presenza di numerose nicchie che riducono significativamente l’area resistente della muratura
  • Pareti di elevate dimensioni (larghezza e altezza) non controventate a sufficienza
 

 

 

 

da  V5

a  V6

 

 

 

mattoni o pietra lavorata
  • Orizzontamenti di mattoni o di legno caratterizzati da scarsa rigidezza nel proprio piano medio e scarsamente collegati con le pareti portanti
V5
pietra massiccia per costruzioni monumentali
  • Orizzontamenti a volta o di legno caratterizzati da scarsa rigidezza e/o resistenza nel proprio piano medio
V4 da  V4

a  V5

mattoni + solai d’elevata rigidezza nel proprio piano medio
  • Funzionamento scatolare della costruzione
  • Orizzontamenti di calcestruzzo armato o comunque caratterizzati da elevata rigidezza nel proprio piano medio ben collegati alla muratura
V4 Ribaltamento delle pareti

 

Meccanismi parziali o di piano

 

  • Scarsa qualità costruttiva
  • Elevato degrado e/o danneggiamento
  • Pannelli murari male ammorsati tra loro
  • Orizzontamenti male ammorsati alle pareti
  • Pannelli murari a doppio strato con camera d’aria
  • Assenza totale o parziale di cordoli
  • Aperture di elevate dimensioni intervallate da maschi di ridotte dimensioni
  • Presenza di numerose nicchie che riducono significativamente l’area resistente della muratura
  • Pareti di elevate dimensioni (larghezza e altezza) non controventate a sufficienza
 

 

da  V4

a  V5

 

 

 

armata e/o confinata

  • Elevata qualità delle muratura, rinforzata da reti o barre di acciaio, e/o realizzata tra travi e colonne che la racchiudono in corrispondenza di tutti e quattro i lati

·    Orizzontamenti di calcestruzzo armato o comunque caratterizzati da elevata rigidezza nel proprio piano medio

V3 Meccanismi dovuti, ad esempio, ad un’errata disposizione degli elementi non strutturali che possono ridurre la duttilità globale
  • Scarsa qualità costruttiva
  • Elevato degrado o danneggiamento
  • Elevata irregolarità in pianta e/o in altezza
  • Presenza numerosa di elementi non-strutturali che modificano negativamente il comportamento locale e/o globale
  • Aperture di elevanti dimensioni intervallate da maschi di ridotte dimensioni
  • Pareti di elevate dimensioni (larghezza e altezza) non controventate a sufficienza
 

 

 

 

da  V3

a  V4

La classe di rischio viene stabilita in funzione di:

  • classe di vulnerabilità
  • zona sismica in cui ricade l’edificio (OPCM 3274/2003)

Grazie alla tabella successiva, si definisce il valore del PAM e la classe di rischio sismico corrispondente.

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      

Ricordiamo che il PAM è la Perdita Annuale Media attesa, parametro che tiene in considerazione le perdite economiche associate ai danni agli elementi, strutturali e non, e riferite al costo di ricostruzione (CR) dell’edificio privo del suo contenuto.

Per distinguere l’attribuzione di classe mediante il metodo semplificato da quella ottenuta mediante il metodo convenzionale, le classi ottenute con il metodo semplificato sono contrassegnate da un asterisco (A+*, A*, B*, …).

Esempio di calcolo della classe di rischio sismico

Ipotizziamo di dover effettuare il calcolo della classe di rischio sismico su un edificio in muratura di mattoni e pietra e mattoni ubicato nel Comune di Roma.

muratura-in-blocchi-e-pietra

La muratura è caratterizzata da un elevato degrado e una scarsa qualità costruttiva generale.

Procediamo con il calcolo secondo le linee guida di MIT.

Individuazione della zona sismica

La zona sismica può essere ricavata dalla mappa relativa alla classificazione sismica dell’intera nazione effettuata dall’OPCM 3274/2003.

Nella figura seguente si riporta la mappa.

classificaizone-sismica

Nel nostro esempio, l’edificio, ubicato nel Comune di Roma, ricade nella ZONA SISMICA = 2.

Definizione della classe di vulnerabilità

Per definire la vulnerabilità sismica, facciamo uso della EMS, Scala Macrisismica.

Pertanto, nella tabella della Scala Macrosismica individuiamo il tipo di muratura prevalente, che nel nostro caso è Muratura di mattoni e pietra lavorata.

A questa tipologia di muratura corrisponde una classe media di vulnerabilità pari a V5.

Successivamente, sulla base delle peculiarità della muratura in esame, si ottiene un degrado di vulnerabilità.

Nel nostro esempio ci troviamo di fronte ad una struttura caratterizzata da:

  • scarsa qualità costruttiva
  • elevato degrado e/o danneggiamento

Utilizzando l’apposita tabella messa a disposizione dalle linee guida, otteniamo un degrado di vulnerabilità, passando da V5 a V6.

Individuazione del PAM e della Classe di rischio sismico per lo stato di fatto

In funzione di zona sismica e classe di vulnerabilità si ottiene il PAM e la classe di rischio sismico:

  • Zona sismica = 2
  • Classe di vulnerabilità = 6

Utilizzando l’apposita tabella, otteniamo per lo stato di fatto:

Classe F* (NB: l’asterisco indica che la classe è ottenuta con metodo semplificato).

rischio-simiico-classe-f

Interventi sulla struttura e classe di rischio sismico per lo stato di progetto

Dopo aver definito la classe di rischio sismico sullo stato di fatto, si procede a individuare gli interventi locali per lo stato di progetto, che consentono di guadagnare una classe di rischio sismico.

Al riguardo le linee guida definiscono in funzione della muratura gli interventi obbligatori e quelli auspicati ma non obbligatori.

Per la struttura in esame, sarà necessario predisporre i seguenti interventi da eseguire sull’intera unità strutturale:

  • ripristino delle zone danneggiate e/o degradate
  • messa in sicurezza di elementi non strutturali

In definitiva si ottiene una classe ri rischio sismico di progetto pari a E.

rischio-simiico-classe-e

Sismabonus

A seguito dell’attestazione del tecnico (passaggio di una classe di rischio sismico mediante interventi locali) è possibile beneficiare del sismabonus, ossia ottenere una detrazione fiscale pari al 70% delle spese sostenute, da detrarre in 5 rate annuali di importo costante.

Il professionista dovrà asseverare il passaggio di una classe utilizzando l’apposito modello di asseverazione da consegnare allo sportello unico e al committente.

Ricordiamo che è già disponibile la web app gratuita EdiLus-CRS, disponibile su tutte le piattaforme mobile e desktop, che consente il calcolo della classe di rischio sismico per strutture in muratura, in CA con telai in entrambe le direzioni e capannoni industriali e che  produce anche l’asseverazione e la relazione tecnica da allegare alla SCIA.

 

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