S

2014 Workshop
Conoscenza e tecnologie appropriate per la sostenibilità e la resilienza
in urbanistica
Knowledge and Appropriate Technologies for Sustainability and Resilience
in Planning

Funda Atun, Maria Pia Boni, Annapaola Canevari, Massimo Compagnoni, Luca Marescotti,
Maria Mascione, Ouejdane Mejri, Scira Menoni, Floriana Pergalani
LAUREA MAGISTRALE DELLA SCUOLA DI ARCHITETTURA E SOCIETÀ
Laboratorio organizzato da Luca Marescotti
Cover

2014 Workshop
Conoscenza e tecnologie appropriate per la sostenibilità e la
resilienza in urbanistica - Knowledge and Appropriate
Technologies for Sustainability and Resilience in Planning

5 marzo 2014
Maria Pia Boni
Vulnerabilità sismica di edifici
IL CONCETTO DI VULNERABILITÀ
Esistono molti modi di intendere la vulnerabilità (in questo caso sismica) che
dipendono, oltre che dalla “scuola di pensiero”, da cosa si intende valutare e
dal punto di vista che si intende assumere, ad esempio:
Vulnerabilità fisica (di un edificio, di un impianto, di un versante, …)
Vulnerabilità funzionale (di un ospedale, di un acquedotto, …)
Vulnerabilità sistemica (combinazione degli aspetti di vulnerabilità che
caratterizzano un sistema complesso,…)
Vulnerabilità socio- economica (di una città, di una nazione, …)
Vulnerabilità organizzativa (di un sistema di gestione, …)
Vulnerabilità di un sistema urbano (analisi delle diverse componenti,
relazioni, funzionalità di un intero sistema urbano)
….
Esempi di danni agli edifici

Edificio in c.a. di tre piani caratterizzato da un
meccanismo di piano soffice. Pettino (AQ)
Particolare della colonna d’angolo. Si evidenzia la
totale assenza di staffe nel nodo trave-colonna
Foto di P. Ricci e G.M. Verderame
Esempi di danni agli edifici

Edificio in c.a. di tre
piani caratterizzato da
un meccanismo di
piano soffice. Pettino
(AQ)
Il piano terra a
differenza dei restanti
piani è caratterizzato da
ampie aperture
(ingresso edificio e
garage); la
richiesta di
spostamento si è
concentrata al piano
terra.
Foto di P. Ricci e G.M.
Verderame
Esempi di danni agli edifici

Interazione pilastrotamponamento rigido sotto
finestra.
Esempi di danni agli edifici

Stairs damage
Shear failure of a short column in the staircase.
Photo by G. De Carlo and G.M. Verderame
Esempi di danni agli edifici
Esempi di danni agli edifici

Danneggiamento delle tamponature:
edificio in calcestruzzo armato di quattro
piani
Sono evidenti le tipiche fessurazione
diagonali presenti sulle tamponature dei primi
due livelli
Esempi di danni agli edifici

Danneggiamento
delle
tamponature:
edificio in calcestruzzo armato di quattro
piani
Espulsione della fodera esterna della
tamponatura presente al secondo e al terzo
livello.
Foto di P. Ricci e G.M. Verderame
Esempi di danni agli edifici
DEFINIZIONE ADOTTATA

VULNERABILITÀ SISMICA
Propensione di un determinato oggetto o sistema, ad essere
danneggiato a causa di un evento sismico

NB:
E’ una caratteristica intrinseca dell’oggetto, non dipende dalla
pericolosità e non bisogna confonderla con il danno
E’ un’analisi che si compie in “tempo di pace”, non è da
confondere con la valutazione dell’agibilità post-sisma
VALUTAZIONE DELLA VULNERABILITÀ

Individuazione di una relazione tra una misura della
qualità della costruzione (q), una misura della severità
del terremoto che la può colpire (s) ed il danno che ne
conseguirebbe (d)

d = f (q, s)
VULNERABILITÀ E RISCHIO SISMICO

PERICOLOSITA’ DI BASE
PERICOLOSITA’
LOCALE
VULNERABILITA’

RISCHIO SISMICO
MOLTEPLICITÀ DI APPROCCI

Scelta influenzata da molti fattori:


obiettivo dello studio



scala di analisi



numero di edifici da valutare



tempi disponibili (solitamente limitati)



risorse disponibili (solitamente limitate)
CLASSIFICAZIONE DEI METODI DI VALUTAZIONE

In base al tipo di risultato che viene prodotto:
 tecniche dirette: forniscono in un solo passo un risultato
consistente in una effettiva previsione dei danni provocati dai
terremoti
 tecniche indirette: si articolano in due passi, a ciascuno dei
quali corrisponde un risultato. Nel primo passo si determina un
opportuno indice di vulnerabilità V; nel secondo, si istituisce
una correlazione fra terremoti e danni, in funzione dell'indice
 tecniche convenzionali: si esauriscono in un unico passo ma
il loro risultato è un indice di vulnerabilità al quale non
associano una previsione di danno; esse sono utili
sostanzialmente per confrontare edifici diversi ubicati in aree
di uguale sismicità
CLASSIFICAZIONE DEI METODI DI VALUTAZIONE

In base al tipo di misura che viene utilizzato
 tecniche quantitative: esprimono le probabilità di danno
o le equivalenti relazioni deterministiche in termini
numerici (sono quelle ordinariamente ricorrenti)
 tecniche qualitative: ricorrono invece a descrizioni in
termini di vulnerabilità "bassa", "media", "alta“, e simili
CLASSIFICAZIONE DEI METODI DI VALUTAZIONE

In base alla fonte di conoscenza prevalente
 tecniche basate sulla elaborazione statistica di dati rilevati
 tecniche basate sul calcolo della risposta sismica
 tecniche basate sul giudizio soggettivo di esperti
 tecniche ibride che combinano più fonti
CLASSIFICAZIONE DEI METODI DI VALUTAZIONE

In base all'organismo al quale viene assimilato l'edificio
 tecniche tipologiche: considerano l'edificio come membro
indifferenziato di una classe tipologica, definita in funzione dei
materiali, della tecnica costruttiva o di altri fattori
 tecniche meccanicistiche: sostituiscono all'edificio un suo
modello meccanico teorico (sono le più vicine all'usuale approccio
ingegneristico alla valutazione della sicurezza)
 tecniche semeiotiche: considerano l'edificio come un organismo
la cui vulnerabilità può essere descritta attraverso sintomi. In
generale, esse introducono un certo numero di fattori di
vulnerabilità. Per ciascun fattore viene assegnato all'edificio un
certo livello; l'incremento dei livelli denuncia un incremento di
vulnerabilità
CLASSIFICAZIONE DEI METODI DI VALUTAZIONE

Tecniche
tipologiche

PREGI: poco costose e richiedono indagini piuttosto semplici;
fruiscono di notevoli basi di dati
DIFETTI: non distinguono i singoli edifici all'interno di una
classe non consentendo di definire una graduatoria fra di essi;
difficile esportabilità
PREGI: elevato grado di dettaglio delle informazioni
ottenibili

Tecniche
meccanicistiche DIFETTI: richiedono che nel fabbricato sia individuabile uno
schema statico sufficientemente chiaro

PREGI: potenzialmente molto versatili, perché usano il più
grande numero di informazioni dei fabbricati esaminati

Tecniche
semeiotiche DIFETTI: implicano una certa perizia da parte di chi opera sul

campo; la loro affidabilità dipende dalla razionale esplicitazione
di una relazione fra i livelli ed i danni sismici attesi
APPROCCIO TIPOLOGICO

d = f (q, s)
q ⇒ classe tipologica
s ⇒ intensità macrosismica
d ⇒ stato di danno

Si definiscono le classi tipologiche degli edifici e quindi, dall’analisi
dei danni occorsi in terremoti passati, si ricavano per le classi le
matrici di probabilità di danno in funzione dei livelli intensità sismica
APPROCCIO TIPOLOGICO: definizione delle classi

L’assegnazione di un edificio ad una classe tipologica viene
attribuita sulla base del riconoscimento di alcune caratteristiche
della struttura (di solito materiale impiegato e struttura verticale)
Anche in diverse scale macrosismiche sono definite classi tipologiche

Esempio: scala MSK (Medvedev - Sponheur – Karnik)
A: costruzione in pietrame naturale, strutture in argilla, costruzioni con mattoni di
creta e paglia, case in mattoni crudi o con malta di argilla, case con argilla e
limo.
B: costruzioni in mattoni comuni, in grossi blocchi, in muratura con telai
legname, costruzioni in pietra squadrata.

di

C: costruzioni prefabbricate con struttura in calcestruzzo, costruzioni prefabbricate
a larghi pannelli, strutture in legno ben fatte.
SCALA MACROSISMICA MSK (stralcio)
I
grado

…
V
grado

…
VIII
Grado

…
XI
grado

SCOSSA NON PERCEPIBILE
L'intensità della vibrazione è al disotto dei limite della sensibilità ed è avvertita e registrata soltanto dagli strumenti sismici
SCOSSA FORTE
a) La scossa è avvertita dalla maggior parte delle persone all’interno delle case, da molti all'aperto. Molti dormienti si
svegliano. Qualcuno scappa fuori dalla casa, gli animali diventano inquieti. Si verifica un tremore dell'intero edificio.
Oggetti sospesi oscillano considerevolmente. I quadri si spostano. Gli orologi a pendolo possono fermarsi. Oggetti poco
stabili possono cadere o ruotare. Porte e scuri di finestre aperti sbattono, liquidi che riempiono serbatoi (o recipienti)
traboccano in piccola misura. La vibrazione è forte e dà la stessa sensazione della caduta in casa di un oggetto
pesante.
b) Possibili danni di categoria 1 ad alcuni edifici di tipo A.
c) In qualche sorgente si nota una variazione di portata
DISTRUZIONE DI EDIFICI
a) Spavento generale, alcune persone sono nel panico. Anche le persone che guidano auto sono disturbate. Qua e là si
staccano rami di alberi. Anche la mobilia si muove e in parte si rovescia. In parte i lampadari sono danneggiati.
b) I danni possono cosi riassumersi:la maggior parte degli edifici del tipo C subisce danni della categoria 2 e pochi anche
della categoria 3. La maggior parte degli edifici del tipo B subisce danni della categoria 3 e pochi di categoria 4. La
maggior parte degli edifici del tipo A subisce danni della categoria 4 e pochi di categoria 5. Si storcono e si spostano
monumenti e statue; pietre sepolcrali crollano. Crollano muri di pietre.
c) Piccoli franamenti in scavi o in rilevati stradali con scarpate ripide. Nel terreno si formano crepe di qualche centimetro di
larghezza. L'acqua nei laghi si intorbida. Si formano nuovi laghi. Sorgenti si estinguono o cominciano a sgorgare; molte
volte variano le loro portate e le quote a cui emergono.
CATASTROFE
Anche qui non sono considerati più gli effetti sugli uomini e sugli animali. Perciò si considerano le sole lettere b) e c).
a) Distruzione della maggior parte e collasso di molti edifici di tipo C. Anche ponti e dighe ben costruiti possono essere
distrutti, rotaie contorte. Strade si rendono inutilizzabili. Distrutte condutture sotterranee.
b) Numerose modifiche dei terreno dovute a crepe, fratture e movimenti sia orizzontali sia verticali; numerosi franamenti di
vario tipo.
L'intensità del terremoto richiede ricerche speciali.
APPROCCIO TIPOLOGICO: definizione delle classi

CLASSI DI VULNERABILITÀ
NELLA SCALA EMS 98
Cemento armato

Muratura

APPROCCIO TIPOLOGICO: stato di danno - scala EMS 98
APPROCCIO TIPOLOGICO: matrici di probabilità di danno
Per ogni classe tipologica definiscono la probabilità che gli edifici ad essa
appartenenti subiscano danni classificabili secondo uno dei sei stati di danno,
dato un terremoto di assegnata intensità macrosismica.
Si ricavano dall’analisi statistica dei danni in terremoti recenti

0.8
VI

VII

VIII

IX

X

0.7
0.6

Probabilità

0.5
0.4

Classe “A”

0.3
0.2
0.1
0
0

1

2

3
Stati di danno

4

5
APPROCCIO TIPOLOGICO: Matrici di probabilità di danno

Classe “C”

0.8
VI

VII

VIII

IX

0.7

Probabilità

0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
0

1

2

3
Stati di danno

4

5

X
METODO INDIRETTO: indice di vulnerabilità

d = f (q, s)
q ⇒ indice di vulnerabilità V
s ⇒ accelerazione massima del terreno y
d ⇒ indice di danno legato al costo della riparazione
L’approccio si articola in due passi:
1. determinazione dell’indice di vulnerabilità e dell’indice di danno
2. costruzione delle curve di fragilità che mettono in relazione la
vulnerabilità, la severità del terremoto atteso e il danno.
METODO INDIRETTO: indice di vulnerabilità
Schede di vulnerabilità per edifici (GNDT, primi anni ’90)
Raccolgono alcune informazioni sulle caratteristiche degli elementi
costitutivi dell'edificio, ritenute importanti per valutarne la capacità di un
di resistere ai terremoti
Sono costituite da due livelli:
Livello 1: contiene dati relativi alla localizzazione, alla geometria ed alla
tipologia dell'edificio
Livello 2: contiene in senso stretto le informazioni utili per il calcolo
della vulnerabilità
Esistono schede per edifici in muratura ed in c.a., oltre che per edifici
particolari (es. capannoni)
La scheda di primo livello è comune a tutte le tipologie, cambia quella
di secondo livello
SCHEDA DI VULNERABILITÀ DI 1° LIVELLO
La scheda è strutturata in 8 sezioni
1. dati relativi alla scheda (chiave di identificazione dell'edificio, comune,
scheda, squadra, data)
2. localizzazione dell'edificio (aggregato. edificio, toponomastica, vincoli di
piano urbanistico
3. dati metrici (superfici, altezze interpiano, altezze minima e massima fuori
terra)
4. uso (tipi di uso, stato, proprietà e conduzione dell'edificio, utilizzazione,
utenza)
5. età della costruzione - interventi (tipi e classi di età)
6. stato delle finiture - impianti
7. tipologia strutturale (tipi di struttura verticale, orizzontale, scale, copertura)
8. estensione e livello del danno (estensione e livello di danno più frequente, e
massimo, per strutture verticali, strutture orizzontali, scale, tamponature) si
compila solo nel caso di rilevamenti effettuati a valle di un terremoto
SCHEDA DI 2° LIVELLO PER EDIFICI IN MURATURA

11 parametri

.
.
.
.
SCHEDA DI 2° LIVELLO PER EDIFICI IN MURATURA
Qualità dell’informazione
Classi
Clas- Qual.
si
inf.

ELEMENTI DI VALUTAZIONE
Elementi di valutazione

TIPO ED
ORGANIZZAZIONE
DEL
SISTEMA
RESISTENTE (S.R.)

14

Norm. nuove costruz.
Norm. riparazioni
Cord. o cat. tutti livelli
Buoni amm. fra mur.
Senza cord. cattivi amm.

QUALITA' DEL S.R.

15

PARAMETRI
Parametri

1

2

25

26

(cl. A)
(cl. A)
(cl. B)
(cl. C)
(cl. D)

1
2
3
4
5

Parametro 3. Resistenza convenzionale
Tipologia struttura verticale
τk (t/mq)

37

(vedi manuale)
38

Numero di piani N
Area tot. cop. At (mq)

36

SCHEMI - RICHIAMI (MURATURA)
Schemi - richiami

Minimo fra Ax e Ay

A (mq)

Massimo fra Ax e Ay B (mq)

40

Coeff γ = B/A

Area Ax (mq)

3

RESISTENZA
CONVENZIONALE

16

27

45

Coeff. a0 = A/At

Area Ay (mq)

49

q = (Ax+Ay) . h . pm / At + ps

τk (t/mq)

53

C = a0τk / (qN).[1+(qN)/(1.5a0τk(1+γ))]1/2

Ad ogni parametro si assegna
 una classe (A, B, C, D) in base agli elementi di valutazione
 la qualità dell’informazione (E, M, B, A)
SCHEDA DI 2° LIVELLO PER EDIFICI IN MURATURA

Qualità dell’informazione
E - qualità elevata: informazioni prevalentemente dirette (misure effettuate in sito,
letture di elaborati grafici affidabili, visione diretta degli elementi di informazione) con
un grado di attendibilità vicino alla certezza.
M - qualità media: informazioni prevalentemente dedotte (letture indirette quali
quelle desunte da fotografie, misure desunte da elaborati non esecutivi, saggi non
distruttivi di scarsa attendibilità, letture dirette su situazioni analoghe, informazioni
orali di persone di fiducia del rilevatore) con un grado di attendibilità intermedio fra il
precedente (E) ed il seguente (B).
B - qualità bassa: informazioni prevalentemente presunte (misure dedotte da
ragione- voli ipotesi conoscitive quali quelle sulle usuali modalità e sulle più
frequenti scelte progettuali, informazioni orali diverse dalle precedenti) con un grado
di attendibilità di poco superiore ad una scelta puramente casuale della classe.
A - informazione assente: con un grado di attendibilità intorno ai limiti di una scelta
casuale. In questi casi la valutazione del rilevatore ha valore puramente indicativo.
Scheda di 2° livello per edifici in muratura
- Parametri 1/2

1. Tipo ed organizzazione del sistema resistente: valuta il funzionamento
scatolare dell'organismo murario attraverso il rilievo della presenza di
collegamenti ai piani, ammorsature agli spigoli

2. Qualità del sistema resistente: è influente su questo parametro
l'omogeneità e la fattura del tessuto murario

3. Resistenza convenzionale: attraverso un calcolo speditivo, con l'ipotesi di
solaio infinitamente rigido e di pura traslazione dei piani, in assenza di
eccentricità in pianta, quantizza la resistenza in due direzioni perpendicolari
delle strutture in elevazione

4. Posizione dell'edificio e delle fondazioni: con questo parametro vengono
messi in conto alcuni aspetti relativi alle fondazioni ed al terreno di
fondazione e ritenuti influenti sul comportamento sismico globale, quali
alcune caratteristiche geotecniche

5. Orizzontamenti: si considera la rigidezza nel piano (funzionamento a
diaframma), il tipo e l'efficacia dei collegamenti alle murature
Scheda di 2° livello per edifici in muratura
- Parametri 2/2

6. Configurazione planimetrica: mette in conto la forma in pianta attraverso la
valutazione dei rapporti fra lato corto e lato lungo e fra sporgenze e lato
lungo

7. Configurazione in elevazione: mette in conto le variazioni e discontinuità in
elevazione, quali la presenza di una torre, di un piano porticato

8. Distanza massima fra le murature: con questo parametro si vuole valutare
l'efficacia delle murature perpendicolari come vincoli di una data parete

9. Copertura: la copertura è valutata, sia come una sorta di orizzontamento
"privilegiato", sia per la eventuale presenza di elementi con spinte non
equilibrate

10. Elementi non strutturali: con questo parametro si valuta l'influenza che ha
sui danni conseguenti ad un evento sismico la presenza, il tipo ed il
collegamento alle strutture di tutti quegli elementi non portanti quali
comignoli, cornicioni, piccoli aggetti ecc.

11. Stato di fatto: mette in conto la diminuzione di resistenza (e di duttilità)
conseguenti a lesioni, dissesti, stato di degrado negli elementi strutturali
Edifici in muratura: calcolo dell’indice di vulnerabilità
Ad ogni parametro sono attribuiti un punteggio, in funzione della classe,
ed un peso
Parametro
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Org. sist. resist.
Qual. sist. res .
Resist. convenzion.
Pos. edif. e fond.
Orizzontamenti
Config. planim.
Config. in elev.
Dist. max. murat.
Copertura
Elem. non strutt.
Stato di fatto

A
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0

Classe
B C
5 20
5 25
5 25
5 25
5 15
5 25
5 25
5 25
15 25
0 25
5 25

Peso
D
45
45
45
45
45
45
45
45
45
45
45

1.0
0.25
1.5
0.75
var
0.5
var
0.25
var
0.25
1.0

Per i parametri 5, 7 e 9 il peso è variabile in funzione di alcuni elementi
caratteristici: percentuale degli orizzontamenti rigidi e ben collegati, presenza
di piani porticati, peso della copertura.
Edifici in muratura: calcolo dell’indice di vulnerabilità

• Il prodotto del punteggio per il relativo peso fornisce l'indice
numerico parziale per il singolo parametro
• la somma degli indici parziali porta all'indice di vulnerabilità, un
numero che, utilizzando i valori indicati in tabella, risulta
compreso tra 0 e 382.5 (dalla situazione di vulnerabilità
"migliore" alla "peggiore")
• L'indice viene solitamente normalizzato su una scala relativa e
convenzionale 0 - 100
METODO INDIRETTO: indice di vulnerabilità

Esempio di rappresentazione dell’indice di vulnerabilità in un centro urbano
Indice di vulnerabilità degli edifici (I.V.)
I.V. < 20
20 < I.V. < 40
40 < I.V. < 60
60 < I.V. < 80
80 < I.V.
Non elaborato
Non classificato
METODO INDIRETTO: relazione vulnerabilità-danno

d = f ( V , y)

Correlazione tra accelerazione e danno mediante curve di fragilità basate su
danni osservati (per ogni valore di V e ogni valore di y si analizza la
distribuzione del danno osservato)
METODO INDIRETTO: relazione vulnerabilità-danno

Schema del processo
di semplificazione

= 0

 y - yi
d (y, V) =
 yc - yi
= 1


per

y ≤ yi

per y i < y < y c
per y c ≤ y
METODO INDIRETTO: relazione vulnerabilità-danno
100

90

80

70

60

50

40

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35
y(g)

30

20

10

0

-10

1.0
0.9
0.8
0.7

Danno

0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
0

0.4

0.45

0.5

0.55

0.6

0.65
Analisi in aree estese

• Impossibilità di effettuare sopraluoghi
• Ricorso a dati esistenti – es.: ISTAT
• Unità minima di rappresentazione – sezione di censimento
• Informazione sugli edifici desunte dai dati sulle abitazioni
• Utilizzo delle classi definibili in base ai dati disponibili
Analisi in aree estese

Approccio tipologico
• Riconoscimento delle tipologie A, B, C (numero di edifici e volumi)
• Matrici di probabilità di danno
Approccio dell’indice di vulnerabilità
Classificazione (numero di edifici e volumi) in base a
• Età (7 classi)
• Numero di piani (3 classi)
• Materiale (4 classi - muratura, cemento armato, cemento armato a
pilotis, altro)
• Stato di manutenzione (2 classi)
• Edifici isolati o inseriti in aggregati (2 classi)
Banca dati indice di vulnerabilità (distribuzione dei valori dell’indice)
Curve di fragilità
Analisi in aree estese

Valori medi e coefficienti di variazione dell'indice di vulnerabilità
per le diverse classi di edifici in muratura e cemento armato in base all’età

Edifici in muratura
pre 1919
1919-1945
1946-1960
1961-1971
post 1971
tutti gli edif.

buono stato di manutenzione
N. edif. Vuln. med. Coeff. var.
662
55.15
0.262
473
49.46
0.246
452
47.73
0.270
322
43.15
0.258
212
37.91
0.205
4745
50.84
0.291

cattivo stato di manutenzione
N. edif. Vuln. med. Coeff. var.
742
61.78
0.250
574
52.80
0.269
738
49.54
0.281
414
44.62
0.258
156
42.50
0.279

Edifici in cemento armato
1945-60
1961-71
post 1971

126
512
1084

53.35
50.86
43.25

0.494
0.503
0.501
Analisi in aree estese

Distribuzione dell’indice di vulnerabilità per edifici in muratura con buono stato
di manutenzione (dati Lunigiana e Garfagnana - 1 - edifici costruiti prima del
1919; 2 - edifici costruiti tra il 1919 e il 1945; 3 - edifici costruiti tra il 1946 e il
1960; 4 - edifici costruiti tra il 1961 e il 1971; 5 - edifici costruiti dopo il 1971)
Analisi in aree estese
Esempio di mappa di vulnerabilità
calcolata con il metodo tipologico
Percentuale di abitazioni nella
classe di vulnerabilità A della scala
MSK, per i comuni italiani
(sito http://www.protezionecivile.it)
RISCHIO SISMICO E
SCENARIO SISMICO DI DANNO
RISCHIO SISMICO
Entità dei danni che è lecito attendersi in un’area a causa di futuri eventi
sismici.
La misura del rischio è funzione del tipo di danno che si intende valutare:
- in termini economici, i danni medi annui al costruito dovuti a tutti i futuri
eventi sismici (valore del danno atteso medio annuo)
- dal punto di vista della salvaguardia delle persone, il numero di vittime
(valore atteso del numero di vittime)
- ecc.
La valutazione del rischio è di tipo probabilistico
(si utilizza come dato la pericolosità di base calcolata con approccio
probabilistico)
Applicazione: utilità essenzialmente di tipo pianificatorio/amministrativo
(es.: identificare le zone a maggior rischio per distribuire in modo ottimale le
risorse per la sua mitigazione)
Esempio di mappa di rischio per singoli edifici
Progetto SAVE (GNDT, 2004)

Esempi di mappe di rischio per aree (comuni)

Rischio annuo del patrimonio
edilizio coinvolto (% crolli)

Crolli attesi con probabilità di
superamento del 10% in 50 anni
SCENARIO DI DANNO
Effetti causati, in un determinata area, da uno specifico evento
Per definizione, il calcolo dello scenario di danno è di tipo deterministico:
- si seleziona un evento sismico
- si valuta la vulnerabilità della struttura o dell’area
- tramite l’applicazione delle correlazioni danno/severità evento/vulnerabilità
si calcola il danno
Il danno (come detto per il rischio) può essere valutato con misure
diverse a seconda dell’obiettivo per cui viene calcolato: misure in
termini economici, vittime, ecc..
Applicazione: utilità tipica relativa alla pianificazione d’emergenza
Esempio di mappa di scenario di danno (aree)
Bibliografia
Corsanego A. “Vulnerabilità sismica degli edifici e metodi per valutarla”, Ingegneria Sismica, Anno I, No. 1,
1984.
Corsanego, A. & Petrini , V. 1994. Criteri di valutazione della vulnerabilità sismica del patrimonio
edilizio esistente sul territorio nazionale, Ingegneria Sismica, vol. 1, Patron ed., pp. 16-24.
Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti - CNR (1994),Scheda di esposizione e vulnerabilità di primo
livello e di rilevamento danni, Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti - Roma.
Guagenti E., Petrini V. (1989), Il caso delle vecchie costruzioni: verso una nuova legge danni-intensità,
Proceedings of the 4th Italian National Conference on Earthquake Engineering, - Milan - (Italy), 1, 145-153,
Milano.
Grimaz, S., Meroni, F., Petrini, V., Tomasoni, R., and Zonno, G., 1996. Il ruolo dei dati di danneggiamento
del terremoto del Friuli, nello studio di modelli di vulnerabilità sismica degli edifici in muratura, Proceedings of
the Conference on “La scienza e i terremoti-Analisi e prospettive dall’esperienza del Friuli-1976/1996,” Udine,
Italy, pp. 89–96.
Grunthal, G., 1998. European Macroseismic Scale 1998. Cahiers du Centre Européen de Géodynamique et
de Séismologie 15:
Bibliografia

Braga, F., M. Dolce, D. Liberatore, “Southern Italy November 23, 1980 Earthquake: A Statistical Study on
Damaged Buildings and an Ensuing Review of the M.S.K.-76 Scale”, pubblicazione CNR-PFG n.503, Rome
1982
G. Zuccaro (CD a cura di), Inventario e vulnerabilità del patrimonio edilizio residenziale del territorio
nazionale, mappe di rischio e perdite socio - economiche – Napoli, 2004 (dal sito del progetto SAVE
del GNDT 2004 - http://gndt.ingv.it/Att_scient/Prodotti_attesi_2004/Dolce_Zuccaro/Mappe/Start2.htm)

09 boni vulnerabilita sismica-ws2014

  • 1.
    S 2014 Workshop Conoscenza etecnologie appropriate per la sostenibilità e la resilienza in urbanistica Knowledge and Appropriate Technologies for Sustainability and Resilience in Planning Funda Atun, Maria Pia Boni, Annapaola Canevari, Massimo Compagnoni, Luca Marescotti, Maria Mascione, Ouejdane Mejri, Scira Menoni, Floriana Pergalani
  • 2.
    LAUREA MAGISTRALE DELLASCUOLA DI ARCHITETTURA E SOCIETÀ Laboratorio organizzato da Luca Marescotti
  • 3.
    Cover 2014 Workshop Conoscenza etecnologie appropriate per la sostenibilità e la resilienza in urbanistica - Knowledge and Appropriate Technologies for Sustainability and Resilience in Planning 5 marzo 2014 Maria Pia Boni Vulnerabilità sismica di edifici
  • 4.
    IL CONCETTO DIVULNERABILITÀ Esistono molti modi di intendere la vulnerabilità (in questo caso sismica) che dipendono, oltre che dalla “scuola di pensiero”, da cosa si intende valutare e dal punto di vista che si intende assumere, ad esempio: Vulnerabilità fisica (di un edificio, di un impianto, di un versante, …) Vulnerabilità funzionale (di un ospedale, di un acquedotto, …) Vulnerabilità sistemica (combinazione degli aspetti di vulnerabilità che caratterizzano un sistema complesso,…) Vulnerabilità socio- economica (di una città, di una nazione, …) Vulnerabilità organizzativa (di un sistema di gestione, …) Vulnerabilità di un sistema urbano (analisi delle diverse componenti, relazioni, funzionalità di un intero sistema urbano) ….
  • 5.
    Esempi di danniagli edifici Edificio in c.a. di tre piani caratterizzato da un meccanismo di piano soffice. Pettino (AQ) Particolare della colonna d’angolo. Si evidenzia la totale assenza di staffe nel nodo trave-colonna Foto di P. Ricci e G.M. Verderame
  • 6.
    Esempi di danniagli edifici Edificio in c.a. di tre piani caratterizzato da un meccanismo di piano soffice. Pettino (AQ) Il piano terra a differenza dei restanti piani è caratterizzato da ampie aperture (ingresso edificio e garage); la richiesta di spostamento si è concentrata al piano terra. Foto di P. Ricci e G.M. Verderame
  • 7.
    Esempi di danniagli edifici Interazione pilastrotamponamento rigido sotto finestra.
  • 8.
    Esempi di danniagli edifici Stairs damage Shear failure of a short column in the staircase. Photo by G. De Carlo and G.M. Verderame
  • 9.
    Esempi di danniagli edifici
  • 10.
    Esempi di danniagli edifici Danneggiamento delle tamponature: edificio in calcestruzzo armato di quattro piani Sono evidenti le tipiche fessurazione diagonali presenti sulle tamponature dei primi due livelli
  • 11.
    Esempi di danniagli edifici Danneggiamento delle tamponature: edificio in calcestruzzo armato di quattro piani Espulsione della fodera esterna della tamponatura presente al secondo e al terzo livello. Foto di P. Ricci e G.M. Verderame
  • 12.
    Esempi di danniagli edifici
  • 13.
    DEFINIZIONE ADOTTATA VULNERABILITÀ SISMICA Propensionedi un determinato oggetto o sistema, ad essere danneggiato a causa di un evento sismico NB: E’ una caratteristica intrinseca dell’oggetto, non dipende dalla pericolosità e non bisogna confonderla con il danno E’ un’analisi che si compie in “tempo di pace”, non è da confondere con la valutazione dell’agibilità post-sisma
  • 14.
    VALUTAZIONE DELLA VULNERABILITÀ Individuazionedi una relazione tra una misura della qualità della costruzione (q), una misura della severità del terremoto che la può colpire (s) ed il danno che ne conseguirebbe (d) d = f (q, s)
  • 15.
    VULNERABILITÀ E RISCHIOSISMICO PERICOLOSITA’ DI BASE PERICOLOSITA’ LOCALE VULNERABILITA’ RISCHIO SISMICO
  • 16.
    MOLTEPLICITÀ DI APPROCCI Sceltainfluenzata da molti fattori:  obiettivo dello studio  scala di analisi  numero di edifici da valutare  tempi disponibili (solitamente limitati)  risorse disponibili (solitamente limitate)
  • 17.
    CLASSIFICAZIONE DEI METODIDI VALUTAZIONE In base al tipo di risultato che viene prodotto:  tecniche dirette: forniscono in un solo passo un risultato consistente in una effettiva previsione dei danni provocati dai terremoti  tecniche indirette: si articolano in due passi, a ciascuno dei quali corrisponde un risultato. Nel primo passo si determina un opportuno indice di vulnerabilità V; nel secondo, si istituisce una correlazione fra terremoti e danni, in funzione dell'indice  tecniche convenzionali: si esauriscono in un unico passo ma il loro risultato è un indice di vulnerabilità al quale non associano una previsione di danno; esse sono utili sostanzialmente per confrontare edifici diversi ubicati in aree di uguale sismicità
  • 18.
    CLASSIFICAZIONE DEI METODIDI VALUTAZIONE In base al tipo di misura che viene utilizzato  tecniche quantitative: esprimono le probabilità di danno o le equivalenti relazioni deterministiche in termini numerici (sono quelle ordinariamente ricorrenti)  tecniche qualitative: ricorrono invece a descrizioni in termini di vulnerabilità "bassa", "media", "alta“, e simili
  • 19.
    CLASSIFICAZIONE DEI METODIDI VALUTAZIONE In base alla fonte di conoscenza prevalente  tecniche basate sulla elaborazione statistica di dati rilevati  tecniche basate sul calcolo della risposta sismica  tecniche basate sul giudizio soggettivo di esperti  tecniche ibride che combinano più fonti
  • 20.
    CLASSIFICAZIONE DEI METODIDI VALUTAZIONE In base all'organismo al quale viene assimilato l'edificio  tecniche tipologiche: considerano l'edificio come membro indifferenziato di una classe tipologica, definita in funzione dei materiali, della tecnica costruttiva o di altri fattori  tecniche meccanicistiche: sostituiscono all'edificio un suo modello meccanico teorico (sono le più vicine all'usuale approccio ingegneristico alla valutazione della sicurezza)  tecniche semeiotiche: considerano l'edificio come un organismo la cui vulnerabilità può essere descritta attraverso sintomi. In generale, esse introducono un certo numero di fattori di vulnerabilità. Per ciascun fattore viene assegnato all'edificio un certo livello; l'incremento dei livelli denuncia un incremento di vulnerabilità
  • 21.
    CLASSIFICAZIONE DEI METODIDI VALUTAZIONE Tecniche tipologiche PREGI: poco costose e richiedono indagini piuttosto semplici; fruiscono di notevoli basi di dati DIFETTI: non distinguono i singoli edifici all'interno di una classe non consentendo di definire una graduatoria fra di essi; difficile esportabilità PREGI: elevato grado di dettaglio delle informazioni ottenibili Tecniche meccanicistiche DIFETTI: richiedono che nel fabbricato sia individuabile uno schema statico sufficientemente chiaro PREGI: potenzialmente molto versatili, perché usano il più grande numero di informazioni dei fabbricati esaminati Tecniche semeiotiche DIFETTI: implicano una certa perizia da parte di chi opera sul campo; la loro affidabilità dipende dalla razionale esplicitazione di una relazione fra i livelli ed i danni sismici attesi
  • 22.
    APPROCCIO TIPOLOGICO d =f (q, s) q ⇒ classe tipologica s ⇒ intensità macrosismica d ⇒ stato di danno Si definiscono le classi tipologiche degli edifici e quindi, dall’analisi dei danni occorsi in terremoti passati, si ricavano per le classi le matrici di probabilità di danno in funzione dei livelli intensità sismica
  • 23.
    APPROCCIO TIPOLOGICO: definizionedelle classi L’assegnazione di un edificio ad una classe tipologica viene attribuita sulla base del riconoscimento di alcune caratteristiche della struttura (di solito materiale impiegato e struttura verticale) Anche in diverse scale macrosismiche sono definite classi tipologiche Esempio: scala MSK (Medvedev - Sponheur – Karnik) A: costruzione in pietrame naturale, strutture in argilla, costruzioni con mattoni di creta e paglia, case in mattoni crudi o con malta di argilla, case con argilla e limo. B: costruzioni in mattoni comuni, in grossi blocchi, in muratura con telai legname, costruzioni in pietra squadrata. di C: costruzioni prefabbricate con struttura in calcestruzzo, costruzioni prefabbricate a larghi pannelli, strutture in legno ben fatte.
  • 24.
    SCALA MACROSISMICA MSK(stralcio) I grado … V grado … VIII Grado … XI grado SCOSSA NON PERCEPIBILE L'intensità della vibrazione è al disotto dei limite della sensibilità ed è avvertita e registrata soltanto dagli strumenti sismici SCOSSA FORTE a) La scossa è avvertita dalla maggior parte delle persone all’interno delle case, da molti all'aperto. Molti dormienti si svegliano. Qualcuno scappa fuori dalla casa, gli animali diventano inquieti. Si verifica un tremore dell'intero edificio. Oggetti sospesi oscillano considerevolmente. I quadri si spostano. Gli orologi a pendolo possono fermarsi. Oggetti poco stabili possono cadere o ruotare. Porte e scuri di finestre aperti sbattono, liquidi che riempiono serbatoi (o recipienti) traboccano in piccola misura. La vibrazione è forte e dà la stessa sensazione della caduta in casa di un oggetto pesante. b) Possibili danni di categoria 1 ad alcuni edifici di tipo A. c) In qualche sorgente si nota una variazione di portata DISTRUZIONE DI EDIFICI a) Spavento generale, alcune persone sono nel panico. Anche le persone che guidano auto sono disturbate. Qua e là si staccano rami di alberi. Anche la mobilia si muove e in parte si rovescia. In parte i lampadari sono danneggiati. b) I danni possono cosi riassumersi:la maggior parte degli edifici del tipo C subisce danni della categoria 2 e pochi anche della categoria 3. La maggior parte degli edifici del tipo B subisce danni della categoria 3 e pochi di categoria 4. La maggior parte degli edifici del tipo A subisce danni della categoria 4 e pochi di categoria 5. Si storcono e si spostano monumenti e statue; pietre sepolcrali crollano. Crollano muri di pietre. c) Piccoli franamenti in scavi o in rilevati stradali con scarpate ripide. Nel terreno si formano crepe di qualche centimetro di larghezza. L'acqua nei laghi si intorbida. Si formano nuovi laghi. Sorgenti si estinguono o cominciano a sgorgare; molte volte variano le loro portate e le quote a cui emergono. CATASTROFE Anche qui non sono considerati più gli effetti sugli uomini e sugli animali. Perciò si considerano le sole lettere b) e c). a) Distruzione della maggior parte e collasso di molti edifici di tipo C. Anche ponti e dighe ben costruiti possono essere distrutti, rotaie contorte. Strade si rendono inutilizzabili. Distrutte condutture sotterranee. b) Numerose modifiche dei terreno dovute a crepe, fratture e movimenti sia orizzontali sia verticali; numerosi franamenti di vario tipo. L'intensità del terremoto richiede ricerche speciali.
  • 25.
    APPROCCIO TIPOLOGICO: definizionedelle classi CLASSI DI VULNERABILITÀ NELLA SCALA EMS 98
  • 26.
    Cemento armato Muratura APPROCCIO TIPOLOGICO:stato di danno - scala EMS 98
  • 27.
    APPROCCIO TIPOLOGICO: matricidi probabilità di danno Per ogni classe tipologica definiscono la probabilità che gli edifici ad essa appartenenti subiscano danni classificabili secondo uno dei sei stati di danno, dato un terremoto di assegnata intensità macrosismica. Si ricavano dall’analisi statistica dei danni in terremoti recenti 0.8 VI VII VIII IX X 0.7 0.6 Probabilità 0.5 0.4 Classe “A” 0.3 0.2 0.1 0 0 1 2 3 Stati di danno 4 5
  • 28.
    APPROCCIO TIPOLOGICO: Matricidi probabilità di danno Classe “C” 0.8 VI VII VIII IX 0.7 Probabilità 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0 1 2 3 Stati di danno 4 5 X
  • 29.
    METODO INDIRETTO: indicedi vulnerabilità d = f (q, s) q ⇒ indice di vulnerabilità V s ⇒ accelerazione massima del terreno y d ⇒ indice di danno legato al costo della riparazione L’approccio si articola in due passi: 1. determinazione dell’indice di vulnerabilità e dell’indice di danno 2. costruzione delle curve di fragilità che mettono in relazione la vulnerabilità, la severità del terremoto atteso e il danno.
  • 30.
    METODO INDIRETTO: indicedi vulnerabilità Schede di vulnerabilità per edifici (GNDT, primi anni ’90) Raccolgono alcune informazioni sulle caratteristiche degli elementi costitutivi dell'edificio, ritenute importanti per valutarne la capacità di un di resistere ai terremoti Sono costituite da due livelli: Livello 1: contiene dati relativi alla localizzazione, alla geometria ed alla tipologia dell'edificio Livello 2: contiene in senso stretto le informazioni utili per il calcolo della vulnerabilità Esistono schede per edifici in muratura ed in c.a., oltre che per edifici particolari (es. capannoni) La scheda di primo livello è comune a tutte le tipologie, cambia quella di secondo livello
  • 31.
    SCHEDA DI VULNERABILITÀDI 1° LIVELLO La scheda è strutturata in 8 sezioni 1. dati relativi alla scheda (chiave di identificazione dell'edificio, comune, scheda, squadra, data) 2. localizzazione dell'edificio (aggregato. edificio, toponomastica, vincoli di piano urbanistico 3. dati metrici (superfici, altezze interpiano, altezze minima e massima fuori terra) 4. uso (tipi di uso, stato, proprietà e conduzione dell'edificio, utilizzazione, utenza) 5. età della costruzione - interventi (tipi e classi di età) 6. stato delle finiture - impianti 7. tipologia strutturale (tipi di struttura verticale, orizzontale, scale, copertura) 8. estensione e livello del danno (estensione e livello di danno più frequente, e massimo, per strutture verticali, strutture orizzontali, scale, tamponature) si compila solo nel caso di rilevamenti effettuati a valle di un terremoto
  • 32.
    SCHEDA DI 2°LIVELLO PER EDIFICI IN MURATURA 11 parametri . . . .
  • 33.
    SCHEDA DI 2°LIVELLO PER EDIFICI IN MURATURA Qualità dell’informazione Classi Clas- Qual. si inf. ELEMENTI DI VALUTAZIONE Elementi di valutazione TIPO ED ORGANIZZAZIONE DEL SISTEMA RESISTENTE (S.R.) 14 Norm. nuove costruz. Norm. riparazioni Cord. o cat. tutti livelli Buoni amm. fra mur. Senza cord. cattivi amm. QUALITA' DEL S.R. 15 PARAMETRI Parametri 1 2 25 26 (cl. A) (cl. A) (cl. B) (cl. C) (cl. D) 1 2 3 4 5 Parametro 3. Resistenza convenzionale Tipologia struttura verticale τk (t/mq) 37 (vedi manuale) 38 Numero di piani N Area tot. cop. At (mq) 36 SCHEMI - RICHIAMI (MURATURA) Schemi - richiami Minimo fra Ax e Ay A (mq) Massimo fra Ax e Ay B (mq) 40 Coeff γ = B/A Area Ax (mq) 3 RESISTENZA CONVENZIONALE 16 27 45 Coeff. a0 = A/At Area Ay (mq) 49 q = (Ax+Ay) . h . pm / At + ps τk (t/mq) 53 C = a0τk / (qN).[1+(qN)/(1.5a0τk(1+γ))]1/2 Ad ogni parametro si assegna  una classe (A, B, C, D) in base agli elementi di valutazione  la qualità dell’informazione (E, M, B, A)
  • 34.
    SCHEDA DI 2°LIVELLO PER EDIFICI IN MURATURA Qualità dell’informazione E - qualità elevata: informazioni prevalentemente dirette (misure effettuate in sito, letture di elaborati grafici affidabili, visione diretta degli elementi di informazione) con un grado di attendibilità vicino alla certezza. M - qualità media: informazioni prevalentemente dedotte (letture indirette quali quelle desunte da fotografie, misure desunte da elaborati non esecutivi, saggi non distruttivi di scarsa attendibilità, letture dirette su situazioni analoghe, informazioni orali di persone di fiducia del rilevatore) con un grado di attendibilità intermedio fra il precedente (E) ed il seguente (B). B - qualità bassa: informazioni prevalentemente presunte (misure dedotte da ragione- voli ipotesi conoscitive quali quelle sulle usuali modalità e sulle più frequenti scelte progettuali, informazioni orali diverse dalle precedenti) con un grado di attendibilità di poco superiore ad una scelta puramente casuale della classe. A - informazione assente: con un grado di attendibilità intorno ai limiti di una scelta casuale. In questi casi la valutazione del rilevatore ha valore puramente indicativo.
  • 35.
    Scheda di 2°livello per edifici in muratura - Parametri 1/2 1. Tipo ed organizzazione del sistema resistente: valuta il funzionamento scatolare dell'organismo murario attraverso il rilievo della presenza di collegamenti ai piani, ammorsature agli spigoli 2. Qualità del sistema resistente: è influente su questo parametro l'omogeneità e la fattura del tessuto murario 3. Resistenza convenzionale: attraverso un calcolo speditivo, con l'ipotesi di solaio infinitamente rigido e di pura traslazione dei piani, in assenza di eccentricità in pianta, quantizza la resistenza in due direzioni perpendicolari delle strutture in elevazione 4. Posizione dell'edificio e delle fondazioni: con questo parametro vengono messi in conto alcuni aspetti relativi alle fondazioni ed al terreno di fondazione e ritenuti influenti sul comportamento sismico globale, quali alcune caratteristiche geotecniche 5. Orizzontamenti: si considera la rigidezza nel piano (funzionamento a diaframma), il tipo e l'efficacia dei collegamenti alle murature
  • 36.
    Scheda di 2°livello per edifici in muratura - Parametri 2/2 6. Configurazione planimetrica: mette in conto la forma in pianta attraverso la valutazione dei rapporti fra lato corto e lato lungo e fra sporgenze e lato lungo 7. Configurazione in elevazione: mette in conto le variazioni e discontinuità in elevazione, quali la presenza di una torre, di un piano porticato 8. Distanza massima fra le murature: con questo parametro si vuole valutare l'efficacia delle murature perpendicolari come vincoli di una data parete 9. Copertura: la copertura è valutata, sia come una sorta di orizzontamento "privilegiato", sia per la eventuale presenza di elementi con spinte non equilibrate 10. Elementi non strutturali: con questo parametro si valuta l'influenza che ha sui danni conseguenti ad un evento sismico la presenza, il tipo ed il collegamento alle strutture di tutti quegli elementi non portanti quali comignoli, cornicioni, piccoli aggetti ecc. 11. Stato di fatto: mette in conto la diminuzione di resistenza (e di duttilità) conseguenti a lesioni, dissesti, stato di degrado negli elementi strutturali
  • 37.
    Edifici in muratura:calcolo dell’indice di vulnerabilità Ad ogni parametro sono attribuiti un punteggio, in funzione della classe, ed un peso Parametro 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Org. sist. resist. Qual. sist. res . Resist. convenzion. Pos. edif. e fond. Orizzontamenti Config. planim. Config. in elev. Dist. max. murat. Copertura Elem. non strutt. Stato di fatto A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Classe B C 5 20 5 25 5 25 5 25 5 15 5 25 5 25 5 25 15 25 0 25 5 25 Peso D 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 1.0 0.25 1.5 0.75 var 0.5 var 0.25 var 0.25 1.0 Per i parametri 5, 7 e 9 il peso è variabile in funzione di alcuni elementi caratteristici: percentuale degli orizzontamenti rigidi e ben collegati, presenza di piani porticati, peso della copertura.
  • 38.
    Edifici in muratura:calcolo dell’indice di vulnerabilità • Il prodotto del punteggio per il relativo peso fornisce l'indice numerico parziale per il singolo parametro • la somma degli indici parziali porta all'indice di vulnerabilità, un numero che, utilizzando i valori indicati in tabella, risulta compreso tra 0 e 382.5 (dalla situazione di vulnerabilità "migliore" alla "peggiore") • L'indice viene solitamente normalizzato su una scala relativa e convenzionale 0 - 100
  • 39.
    METODO INDIRETTO: indicedi vulnerabilità Esempio di rappresentazione dell’indice di vulnerabilità in un centro urbano Indice di vulnerabilità degli edifici (I.V.) I.V. < 20 20 < I.V. < 40 40 < I.V. < 60 60 < I.V. < 80 80 < I.V. Non elaborato Non classificato
  • 40.
    METODO INDIRETTO: relazionevulnerabilità-danno d = f ( V , y) Correlazione tra accelerazione e danno mediante curve di fragilità basate su danni osservati (per ogni valore di V e ogni valore di y si analizza la distribuzione del danno osservato)
  • 41.
    METODO INDIRETTO: relazionevulnerabilità-danno Schema del processo di semplificazione = 0   y - yi d (y, V) =  yc - yi = 1  per y ≤ yi per y i < y < y c per y c ≤ y
  • 42.
    METODO INDIRETTO: relazionevulnerabilità-danno 100 90 80 70 60 50 40 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 y(g) 30 20 10 0 -10 1.0 0.9 0.8 0.7 Danno 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65
  • 43.
    Analisi in areeestese • Impossibilità di effettuare sopraluoghi • Ricorso a dati esistenti – es.: ISTAT • Unità minima di rappresentazione – sezione di censimento • Informazione sugli edifici desunte dai dati sulle abitazioni • Utilizzo delle classi definibili in base ai dati disponibili
  • 44.
    Analisi in areeestese Approccio tipologico • Riconoscimento delle tipologie A, B, C (numero di edifici e volumi) • Matrici di probabilità di danno Approccio dell’indice di vulnerabilità Classificazione (numero di edifici e volumi) in base a • Età (7 classi) • Numero di piani (3 classi) • Materiale (4 classi - muratura, cemento armato, cemento armato a pilotis, altro) • Stato di manutenzione (2 classi) • Edifici isolati o inseriti in aggregati (2 classi) Banca dati indice di vulnerabilità (distribuzione dei valori dell’indice) Curve di fragilità
  • 45.
    Analisi in areeestese Valori medi e coefficienti di variazione dell'indice di vulnerabilità per le diverse classi di edifici in muratura e cemento armato in base all’età Edifici in muratura pre 1919 1919-1945 1946-1960 1961-1971 post 1971 tutti gli edif. buono stato di manutenzione N. edif. Vuln. med. Coeff. var. 662 55.15 0.262 473 49.46 0.246 452 47.73 0.270 322 43.15 0.258 212 37.91 0.205 4745 50.84 0.291 cattivo stato di manutenzione N. edif. Vuln. med. Coeff. var. 742 61.78 0.250 574 52.80 0.269 738 49.54 0.281 414 44.62 0.258 156 42.50 0.279 Edifici in cemento armato 1945-60 1961-71 post 1971 126 512 1084 53.35 50.86 43.25 0.494 0.503 0.501
  • 46.
    Analisi in areeestese Distribuzione dell’indice di vulnerabilità per edifici in muratura con buono stato di manutenzione (dati Lunigiana e Garfagnana - 1 - edifici costruiti prima del 1919; 2 - edifici costruiti tra il 1919 e il 1945; 3 - edifici costruiti tra il 1946 e il 1960; 4 - edifici costruiti tra il 1961 e il 1971; 5 - edifici costruiti dopo il 1971)
  • 47.
    Analisi in areeestese Esempio di mappa di vulnerabilità calcolata con il metodo tipologico Percentuale di abitazioni nella classe di vulnerabilità A della scala MSK, per i comuni italiani (sito http://www.protezionecivile.it)
  • 48.
  • 49.
    RISCHIO SISMICO Entità deidanni che è lecito attendersi in un’area a causa di futuri eventi sismici. La misura del rischio è funzione del tipo di danno che si intende valutare: - in termini economici, i danni medi annui al costruito dovuti a tutti i futuri eventi sismici (valore del danno atteso medio annuo) - dal punto di vista della salvaguardia delle persone, il numero di vittime (valore atteso del numero di vittime) - ecc. La valutazione del rischio è di tipo probabilistico (si utilizza come dato la pericolosità di base calcolata con approccio probabilistico) Applicazione: utilità essenzialmente di tipo pianificatorio/amministrativo (es.: identificare le zone a maggior rischio per distribuire in modo ottimale le risorse per la sua mitigazione)
  • 50.
    Esempio di mappadi rischio per singoli edifici
  • 51.
    Progetto SAVE (GNDT,2004) Esempi di mappe di rischio per aree (comuni) Rischio annuo del patrimonio edilizio coinvolto (% crolli) Crolli attesi con probabilità di superamento del 10% in 50 anni
  • 52.
    SCENARIO DI DANNO Effetticausati, in un determinata area, da uno specifico evento Per definizione, il calcolo dello scenario di danno è di tipo deterministico: - si seleziona un evento sismico - si valuta la vulnerabilità della struttura o dell’area - tramite l’applicazione delle correlazioni danno/severità evento/vulnerabilità si calcola il danno Il danno (come detto per il rischio) può essere valutato con misure diverse a seconda dell’obiettivo per cui viene calcolato: misure in termini economici, vittime, ecc.. Applicazione: utilità tipica relativa alla pianificazione d’emergenza
  • 53.
    Esempio di mappadi scenario di danno (aree)
  • 54.
    Bibliografia Corsanego A. “Vulnerabilitàsismica degli edifici e metodi per valutarla”, Ingegneria Sismica, Anno I, No. 1, 1984. Corsanego, A. & Petrini , V. 1994. Criteri di valutazione della vulnerabilità sismica del patrimonio edilizio esistente sul territorio nazionale, Ingegneria Sismica, vol. 1, Patron ed., pp. 16-24. Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti - CNR (1994),Scheda di esposizione e vulnerabilità di primo livello e di rilevamento danni, Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti - Roma. Guagenti E., Petrini V. (1989), Il caso delle vecchie costruzioni: verso una nuova legge danni-intensità, Proceedings of the 4th Italian National Conference on Earthquake Engineering, - Milan - (Italy), 1, 145-153, Milano. Grimaz, S., Meroni, F., Petrini, V., Tomasoni, R., and Zonno, G., 1996. Il ruolo dei dati di danneggiamento del terremoto del Friuli, nello studio di modelli di vulnerabilità sismica degli edifici in muratura, Proceedings of the Conference on “La scienza e i terremoti-Analisi e prospettive dall’esperienza del Friuli-1976/1996,” Udine, Italy, pp. 89–96. Grunthal, G., 1998. European Macroseismic Scale 1998. Cahiers du Centre Européen de Géodynamique et de Séismologie 15:
  • 55.
    Bibliografia Braga, F., M.Dolce, D. Liberatore, “Southern Italy November 23, 1980 Earthquake: A Statistical Study on Damaged Buildings and an Ensuing Review of the M.S.K.-76 Scale”, pubblicazione CNR-PFG n.503, Rome 1982 G. Zuccaro (CD a cura di), Inventario e vulnerabilità del patrimonio edilizio residenziale del territorio nazionale, mappe di rischio e perdite socio - economiche – Napoli, 2004 (dal sito del progetto SAVE del GNDT 2004 - http://gndt.ingv.it/Att_scient/Prodotti_attesi_2004/Dolce_Zuccaro/Mappe/Start2.htm)