Giornata di studio in onore di Marcello Ciampoli, Facolta' di Ingegneria Civile e Industriale, Universita' degli Studi di Roma La Sapienza, 9 dicembre 2014.

1. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
Stefania Arangio
9 Dicembre 2014
Giornata di studio in onore del Prof. Marcello Ciampoli

2. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,

3. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,

4. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,

5. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
Stefania Arangio
Vulnerabilità delle costruzioni ai fenomeni geologici e idrogeologici
Dipartimento di Ingegneria
Strutturale e Geotecnica
9 Dicembre 2014
Giornata di studio in onore del Prof. Marcello Ciampoli

6. Vulnerabilità delle costruzioni ai fenomeni geologici e idrogeologici
S. Arangio,
Dipartimento di Ingegneria
Strutturale e Geotecnica
Work Packages
WP1 - Banca dati geologico-tecnica (IGAG)
WP2 - Modello integrato del sottosuolo per la valutazione di pericolosità geologica
(IGAG)
WP3 - Classificazione del territorio urbano in relazione ai fattori di pericolosità
geologica (DiSG) (Prof. Marcello Ciampoli, Ing. Stefania Arangio)
WP4 - Criteri e indirizzi per la realizzazione di modelli geologico-tecnici finalizzati alla
microzonazione sismica (DSG)
WP5 - Criteri e indirizzi per il monitoraggio dei movimenti di massa in aree urbane.
WP6 - Sistema Informativo Territoriale con interfaccia WebGIS. (IGAG)
6
Progetto UrbiSIT

7. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
Tesi di laurea sul tema
•CasciaroM.,Analisispeditivadidanniallecostruzionidaeventigeologici
•CiferriF.,Meccanismididannodicostruzioniinc.a.emuraturaesposteapericolositàdinaturageologica
•DeAgostiniG.,Analisispeditivadidanniallecostruzioniinc.a.esposteafenomenidipericolositágeologica
•DiGennaro,Valutazionedeldannoindottodafenomenigeologicinegliedificiincementoarmato
•IacurtoS,.Analisispeditivadidanniallecostruzioniinmuraturaesposteafenomenidipericolositágeologica
•SlongoA.,Valutazionedelrischioindottodafenomenidisinkholenellecostruzioniinc.a.emuratura
•TurtoroA.,Modellidiprevisionedeidannicausatiagliedificidacedimentidellefondazioni
•VeloceA.,Valutazionedeldannoindottodafenomenigeologicinegliedificiinmuratura

8. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
OUTLINE
•Danni alle costruzioni da fenomeni geologici e idrogeologici
•Scheda tecnica per il rilievo delle costruzioni
-Descrizione della scheda
-Livello C1
•Sez. 5: danni agli elementi strutturali e meccanismi di danneggiamento
•Sez. 10: Giudizio di agibilità
•Esempi di applicazione della scheda tecnica
Pagina 8
8

9. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
OUTLINE
•Danni alle costruzioni da fenomeni geologici e idrogeologici
•Scheda tecnica per il rilievo delle costruzioni
-Descrizione della scheda
-Livello C1
•Sez. 4: tipologia edilizia
•Sez. 5: danni agli elementi strutturali e meccanismi di danneggiamento
•Sez. 10: Giudizio di agibilità
•Esempi di applicazione della scheda tecnica
Pagina 9
9

10. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
PERICOLOSITÀ GEOLOGICHE
Legate a eventi naturali
(frane, alluvioni, cedimenti fondali)
Legate a interventi antropici
(per esempio cedimenti dovuti a scavi)
Pagina 10
10

11. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
DANNI ALLE COSTRUZIONI DA FENOMENI GEOLOGICI E IDROGEOLOGICI
Danni provocati alle strutture da frane ed alluvioni
Ildannononinteressalastrutturainmodoomogeneo: ingenereinteressaprincipalmenteilpianoterrae,avolte, partedelprimopiano
Idannistrutturaligravisonolegatiall’impattoviolentodirocceedetritiingombrantitrasportatidaunflussoveloce
Incasodimovimentolentoetrasportodimaterialeleggero,ildannoèprincipalmentenonstrutturale
11

12. Vulnerabilità delle costruzioni ai fenomeni geologici e idrogeologici
S. Arangio,
Danni legati a fenomeni di cedimenti del terreno
 Il danno non interessa la struttura in modo omogeneo: è
legato alla distribuzione dei cedimenti
 I danni strutturali più gravi sono legati alle traslazioni
differenziali
 L’osservazione del quadro fessurativo può fornire
informazioni sull’andamento dei cedimenti
DANNI ALLE COSTRUZIONI DA FENOMENI GEOLOGICI E IDROGEOLOGICI
Pagina 12
12

13. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
OUTLINE
•Danni alle costruzioni da fenomeni geologici e idrogeologici
•Scheda tecnica per il rilievo delle costruzioni
-Descrizione della scheda
-Livello C1
•Sez. 5: danni agli elementi strutturali e meccanismi di danneggiamento
•Sez. 10: Giudizio di agibilità
•Esempi di applicazione della scheda tecnica
Pagina 13
13

14. Vulnerabilità delle costruzioni ai fenomeni geologici e idrogeologici
S. Arangio,
RILIEVO DEI DANNI ALLE COSTRUZIONI: SCHEDE AeDES
Esistono schede per il rilevamento speditivo delle costruzioni ma sono orientate al
rilievo dei danni da sisma (ad esempio: scheda di 1 °l
ivello di rilevamento danno,
pronto intervento e agibilità per edifici ordinari nell’emergenza post-sismica -
AeDES 5/2000)
Pagina 14
14

15. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
•Le versioni della scheda AeDES non permettono di cogliere tutte le problematiche legate ai dissesti geologici:
-distribuzione non uniforme del danno
-necessità di rilevamento e catalogazione delle informazioni sulla geomorfologia del sito(esiste una AeDES “modificata” ma le informazioni che include sono insufficienti)
-adeguatezza delle categorie di agibilità previste, che devono descrivere tutte le situazioni significative in caso di danni da fenomeni geologici
•È necessario uno strumento che sia in grado di valutare in modo oggettivo lo stato di una costruzioni anche in situazioni pre-evento (testimoniali di stato –analisi di vulnerabilità di costruzioni in zone che saranno interessate da scavi, etc.)
RILIEVO DELLE COSTRUZIONI IN ZONE CON PERICOLOSITÀ GEOLOGICHE
Pagina 15
15

16. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
SCHEDA TECNICA PER IL RILIEVO DELLE COSTRUZIONI
È stata sviluppata una scheda tecnica che:
•permettedicatalogareidannieformulareungiudizioinmeritoall’agibilitàdegliedificiavallediunfenomenodidissesto(frana,alluvione,...)
•havalorepredittivosevienecompilatainsituazioniordinarieperverificarelostatodiunacostruzioneevalutarelapossibileattivitàdiunfenomenodipericolositàgeologica,ancoranonpalese
•fornisceilsupportoperlaredazioneditestimonialidistato,adesempionelcasoincuilecostruzionipresentiinunacertazonasianointeressatedaglieffettidiscaviperlarealizzazionedilineemetropolitane,parcheggiinterrati,…
Pagina 16
16

17. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
Laschedaèarticolatasutrelivelli:
LIVELLO0
SchedaT0:contieneinformazionigeneralichepermettonodiinquadrarelecaratteristichedelterritorioinesameevalutarnelapericolosità(confiniterritoriali)
Scheda C0:contiene informazioni sulle costruzioniche si trovano all’interno della zona identificata (confini amministrativi)
LIVELLO 1
Scheda C1: serve per il rilevamento del singolo edificio
LIVELLO 2
Scheda C2: contiene la descrizione dei quadri fessurativi
DESCRIZIONE GENERALE DELLA SCHEDA
T0
C0
C2
C1
Pagina 17
17

18. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
SCHEDA TECNICA DI LIVELLO 1 PER LE COSTRUZIONI C1: CONTENUTI
•sezione5:danniadelementistrutturali
5.1struttureinelevazione(c.a.–muratura)
5.2meccanismidicollasso/danneggiamento(struttureinc.aemuratura)
•sezione6:danniadelementinonstrutturali
6.1statodellefiniture
6.2statodegliimpianti
•sezione7:terrenodifondazione
7.1litologiaaffiorante
7.2litologiainfondazione
7.3idrografiadelsito
7.4dissestiidrogeologiciinattonelsitodiedificazione
•sezione8:pericoloesterno
•sezione9:segnisulterrenocircostantel’edificio
•sezione10:giudiziodiagibilità
•sezione11:provvedimentidiprontointerventodirapidarealizzazione
•sezione12:altreosservazioni
Pagina 18
18

19. Vulnerabilità delle costruzioni ai fenomeni geologici e idrogeologici
S. Arangio,
SCHEDA TECNICA DI LIVELLO 1
• sezione 5: danni agli elementi strutturali
5.1 Danni alle strutture (c.a. – muratura)
5.2 Derivazione dei meccanismi di danneggiamento
Catalogazione delle possibili manifestazioni del danno (“modi
di danno”) con relativa rappresentazione schematica.
Elaborazione di una check list dei possibili modi di danno per
ogni elemento strutturale.
I modi di danno solo le manifestazioni dei meccanismi di
danneggiamento/collasso legati ai fenomeni geologici.
CORRELAZIONE TRA MODI DI DANNO E
MECCANISMI DI DANNEGGIAMENTO
Pagina 19
19

20. Vulnerabilità delle costruzioni ai fenomeni geologici e idrogeologici
S. Arangio,
lesioni longitudinali nei
pilastri
lesioni diagonali nei pilastri lesioni ad andamento
diagonale sulle tamponature
lesioni da distacco della
tamponatura
formazione di cavità nella
tamponatura
lesioni in campata delle travi
con andamento diagonale
lesioni nei solai
lesioni alle estremità
delle travi
lesioni nei pavimenti
20
SCHEDA C1 : sezione 5 – modi di danno per strutture in c.a.
20

21. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
SCHEDA C1 : Sezione 5 –danni ad elementi strutturali (c.a.)
Per il rilevamento del danno i pianisono considerati separatamente
Per ogni piano è fornita una checklistdi possibili manifestazioni del danno (modi di danno)
Strutture verticali in c.a.
Livello di intensità del danno
Estensione
21

22. Vulnerabilità delle costruzioni ai fenomeni geologici e idrogeologici
S. Arangio,
Traslazione verticale con
danneggiamento a taglio
Traslazione verticale con
danneggiamento a flessione
Traslazione per Rotazione rigida
cedimenti differenziali
SCHEDA C1 : sezione 5 – meccanismi di danneggiamento per strutture in c.a.
22

23. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
Correlazione tra modi di danno e meccanismi di danneggiamento
Sonostateredattedelleschedesintetichechefornisconodellecorrelazionitraimodididannoosservatieimeccanismididanneggiamentocompatibili.
23

24. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
SCHEDA C1 : sezione 5 –meccanismi di danneggiamento/collasso
MECCANISMI DI COLLASSO
5.3.1)Strutture in cemento armato
Globale
Locale
Traslazione verticale con comportamento a taglio
○
○
Traslazione verticale con comportamento a flessione
○
○
Rotazione rigida
○
○
Traslazione e rotazione per cedimenti differenziali
○
○
Cedimento del vincolo di base di un pilastro
○
○
Collasso di un piano debole
○
○
Flessione nelle travi
○
○
Collasso dei nodi
○
○
Livello di danno totale 0 ○1○2○3○4○5○
5.3.2)Strutture in muratura
Globale
Locale
Traslazione verticale con comportamento a taglio
○
○
Traslazione verticale con comportamento a flessione
○
○
Traslazione verticale localizzata nelle zone di estremità
○
○
Traslazione differenziale di strutture adiacenti
○
○
Ribaltamento della parete
○
○
Rottura a flessione della parete
○
○
Cedimento di architravi e piattabande
○
○
Rotazione delle spalle di volte ed archi
○
○
Scorrimento di piano orizzontale
○
○
Livello di danno totale 0 ○1○2○3○4○5○
Ildannocomplessivovienevalutatodaltecnico(giudizioesperto)considerandoimeccanismididanneggiamentorilevatisullabasedeimodididannoindividuatialivellodeisingolielementistrutturali.
Sono considerati 5 livelli di danno globale
24

25. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
Sez. 10 -GIUDIZIO DI AGIBILITÀ
Sono state inserite alcune categorie in più rispetto alla AeDES:
•è stato separato l’INAGIBILE per danni dovuti all’evento dall’INAGIBILE per carenze preesistenti(per evitare una stima falsata dei danneggiamenti)
•è stato separato l’INAGIBILE per rischio esterno dall’INAGIBILE per rischio geologico e idrogeologico(per avere una stima globale delle zone che necessitano di interventi sul territorio)
25

26. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
GIUDIZIO DI AGIBILITÀ
Il tecnico che compila la scheda –a partire dalle valutazioni date nelle apposite sezioni - assegna i livelli di rischio delle varie categorie (per esempio un livello di danno totale di livello 1 -2 corrisponde a un rischio strutturale basso)
Se il rischioè bassoper tutte le categorie la struttura è agibile
Pagina 26
26

27. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
GIUDIZIO DI AGIBILITÀ
Se il rischioè basso con provvedimenti anche in una sola categoria la struttura è temporaneamente inagibile
Pagina 27
27

28. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
GIUDIZIO DI AGIBILITÀ
Se il rischioè alto anche per una sola categoria la struttura è inagibile
Pagina 28
28

29. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
ESEMPIO DELLE CLASSI DI AGIBILITÀ DEFINITE NELLA SCHEDA TECNICA
La costruzione non presenta danni strutturali gravi ma viene classificata
NON AGIBILE PER RISCHIO IDROGEOLOGICO
a causa della frana attiva presente sul versante a monte della costruzione
Pagina 29
29

30. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
Aeolian
•Applicazione 1: Caso post-evento: verifiche di agibilità post-frana nel comune di Messina in località Giampilieri
•Applicazione 2: Caso post-evento: cedimenti del terreno nel quartiere Ostiense (via Giustiniano Imperatore)
•Applicazione 3: Caso pre-evento: piazza di Roma in cui è prevista la realizzazione di un parcheggio sotterraneo
ESEMPI DI APPLICAZIONE DELLA SCHEDA TECNICA
30

31. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
Aeolian
APPLICAZIONE 1: VERIFICHE DI AGIBILITÀ POST-FRANA -MESSINA
Inquadramento dell’evento –1 Ottobre 2009
Area in cui sono stati effettuati i rilievi
31

32. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
Aeolian
APPLICAZIONE 1: VERIFICHE DI AGIBILITÀ POST-FRANA –GIAMPILIERI (ME)
Inrelazioneall’eventosonostateidentificatetrezonecaratterizzateda
diversilivellidipericolosità.
Zona rossa: investita direttamente dal flusso dei detriti
Zona viola: flusso costituito da fango e detriti di piccole dimensioni
Zona gialla: non investita dal flusso di detriti
32
Giampilieri superiore

33. Vulnerabilità delle costruzioni ai fenomeni geologici e idrogeologici
S. Arangio,
VERIFICHE DI AGIBILITÀ A GIAMPILIERI (ME): edificio in zonAae roolisasna
L’edificio è stato considerato
INAGIBILE PER DANNI STRUTTURALI
DOVUTI ALL’EVENTO
33

34. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
Aeolian
VERIFICHE DI AGIBILITÀ A GIAMPILIERI (ME): edificio in zona gialla
L’edificio non è stato interessato dall’evento, risulta quindi
AGIBILE
34

35. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
Aeolian
VERIFICHE DI AGIBILITA’ GIAMPILIERI (ME): edificio in zona gialla (2)
L’edificio non è stato interessato dall’evento, ma risulta molto danneggiato per danni preesistenti
Viene quindi classificato:
INAGIBILE PER CARENZE PREESISTENTI

36. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
Edificio schedato –scheda N –particella 71
Edificio considerato
Strada statale a monte dell’edificio
Zona interessata dal movimento franoso
VALUTAZIONI DI AGIBILITÀ: CONFRONTI CON SCHEDA AEDES (1)
Altolia (comune di Messina) –Ottobre 2009
36

37. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
Vista frontale dell’edificio
Particolare dell’accumulo di fango che insiste sulla parete sul retro
VALUTAZIONI DI AGIBILITÀ: CONFRONTI CON SCHEDA AEDES (2)
L’edificio,aparteilterrenofranatocheinsistesullapareteposteriore, risultaintegro.Ilproblemaèdatodalversantedissestatoallespalledellacostruzione.ConschedeAeDESvieneconsiderato
INAGIBILE PER RISCHIO ESTERNO
manonc’èmodo-oltreallenote-dispecificarecheilrischioesternoèlegatoaundissestodelterritorio(potrebbeancheesserelavicinanzaadunedificiopericolante).
Inquestomodoquandovienefattoilconteggiosinteticodegliedificiinagibilinonèpossibilesepararegliedificieffettivamentedanneggiatidaquelliinagibiliperrischiofrana.
Nonèquindipossibiledifferenziaregliinterventisullecostruzionidagliinterventisulterritorio.
37

38. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
Vista frontale dell’edificio
Particolare dell’accumulo di fango che insiste sulla parete sul retro
VALUTAZIONI DI AGIBILITÀ: CONFRONTI CON SCHEDA AEDES (3)
Nellaschedatecnicapropostasiconsideraanchelavoce:
INAGIBILE PER RISCHIO GEOLOGICO E IDROGEOLOGICO
Questacategoriaèfinalizzataproprioall’individuazionedizoneincuigliedificisonoancoraintegriopocodanneggiatimasononecessariinterventisulterritorio
38

39. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,
CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE
Glistrumentiesistentiperilrilievodiedificiinteressatidafenomenigeologicinonrisultavanoadeguati.
Èstataquindipropostaunaschedatecnicamultilivelloperilrilievospeditivodellecostruzionicheconsideragliaspettitipicideldanneggiamentoindottodadissestigeologicieidrogeologici.
Laschedapuòessereutilizzatacomestrumentopredittivooperleverifichediagibilitàinsituazionipost-evento.E’unostrumentoutileperraccogliereallostessotempoinformazionisiasulterritoriochesulpatrimonioedilizio.
Inparticolare,attraversol’analisideimodididannoedeimeccanismididanneggiamentocorrelatièpossibileformulareipotesisultipodidissestogeologicoinatto.
Pagina 39

40. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,

41. Vulnerabilitàdellecostruzioniaifenomenigeologicieidrogeologici
S.Arangio,