Lezione 1Lezione 1

Laboratorio progettualeLaboratorio progettuale(Tecnica delle Costruzioni)(Tecnica delle Costruzioni)

Obiettivi prestazionali e Obiettivi prestazionali e normativa vigentenormativa vigente

Obiettivi prestazionaliObiettivi prestazionali

Obiettivi progettualiObiettivi progettuali

Sono definiti dallSono definiti dall’’associazione tra livelli di carico e associazione tra livelli di carico e livelli di prestazionelivelli di prestazione

1 2 nF……...

Livelli di carico

1 nP-1 nP……...

Livelli di prestazione

Obiettivo A

Obiettivo B

• Con accettabile probabilità rimanga adatta all’uso per il quale è prevista, tenendo nel dovuto conto la sua vita presupposta e il suo costo

• Con adeguati livelli di accettabilità sia in grado di sopportare tutte le azioni o influenze, cui possa essere sottoposta durante la sua realizzazione e il suo esercizio, e abbia adeguata durabilità in relazione ai costi di manutenzione

Una struttura deve essere progettata e costruita in modo che:

Eurocodice 2, punto 2.1

Quali obiettivi progettuali ?Quali obiettivi progettuali ?Zona non sismica

2. Rimanere adatta all’uso . . .ovvero limitare:• deformazioni• fessurazione (per c.a.) ecc.

1. Sopportare tutte le azioni . . .cioè evitare il collasso . . .

Verifica allo stato limite di esercizio

(SLE)

Verifica allo stato limite ultimo

(SLU)

Quali obiettivi progettuali ?Quali obiettivi progettuali ?Zona non sismica

Quali obiettivi progettuali ?Quali obiettivi progettuali ?

…………..E in ..E in zonazona sismicasismica ??????

1. Evitare perdite di vite umane

nel caso di terremoto con periodo di ritorno molto alto

Prime normative:

Unico obiettivo

Evoluzione del concetto di Evoluzione del concetto di protezione sismicaprotezione sismica

2. Limitare i danni nel caso di terremoto con periodo di ritorno più basso

1. Evitare perdite di vite umane

nel caso di terremoto con periodo di ritorno molto alto

Normative attuali:

Doppio livello di protezione

Normativa italiana, a partire dal 1996Normativa europea (Eurocodice 8)

Evoluzione del concetto di Evoluzione del concetto di protezione sismicaprotezione sismica

1. Sopportare tutte le azioni . . .evitare il collasso nel caso di terremoto con periodo di ritorno alto

Verifica allo stato limite di danno

(SLD)

limitare i danni nel caso diterremoto con periodo di ritorno basso

Verifica allo stato limite ultimo

(SLU)

2. Rimanere adatta all’uso . . .

Quali obiettivi progettuali ?Quali obiettivi progettuali ?Zona sismica

Normativa italiana, a partire dal 1996Normativa europea (Eurocodice 8)

Tendenza della normativa:

Più livelli di prestazione

Normativa americana FEMACapitolo 11 dell’Ordinanza 3274

associati a diversi livelli di intensità sismica

3. Consentire un rapido ripristino dell’operatività

1. Evitare il crollo2. Evitare perdite di vite umane

4. Mantenere l’operatività

Evoluzione del concetto di Evoluzione del concetto di protezione sismicaprotezione sismica

Livelli di prestazioneLivelli di prestazione

1. Evitare il crollo ( Near collapse )

La capacità dell’edificio di portare azioni orizzontali e verticali è compromessa. L’uso dell’edificio dopo l’evento sismico comporterebbe un sensibile livello di rischio.

2. Evitare perdite di vite umane ( Life safety )

Significativi danni agli elementi strutturali e non strutturali. Esiste ancora un consistente margine nei confronti del collasso. La funzionalità dell’edificio ècompromessa.

Livelli di prestazioneLivelli di prestazione

3. Consentire un rapido ripristino dell’operatività ( Operational )

Danni modesti agli elementi non strutturali e quasi nulli a quelli strutturali. L’utilizzo dell’opera dopo il sisma dovrebbe essere consentito, anche se alcune funzionalitàpotrebbero risultare compromesse.

4. Mantenere l’operatività ( Fully operational )

Danni estremamente modesti agli elementi non strutturali, tali da non compro-mettere in alcun modo la funzionalitàdell’edificio.

10% in 100 anni970 anniEstremamente raro

10% in 50 anni475 anniRaro

50% in 50 anni72 anniOccasionale

50% in 30 anni43 anniFrequente

Probabilità di superamento

Periodo di ritornoLivello

Livelli di Livelli di intensitaintensita’’ sismicasismica

Quadro normativoQuadro normativo(aggiornato al (aggiornato al

novembre 2006)novembre 2006)

Normativa base italianaNormativa base italiana

D.M. 14/9/05, Norme tecniche per le costruzioni

Definisce i criteri generali. Azione sismica (punto 3.2)

Particolari prescrizioni per la progettazione in presenza di azioni sismiche (punto 5.7)

Effetti dell’azione sismica sulle fondazioni (punto 7.4)

Rinvia per le regole applicative ad altre norme:- Eurocodice 8- OPCM 3274-3431

Eurocodice 8, Eurocodice 8, EN 1998EN 1998(versione 2003, in inglese)(versione 2003, in inglese)

È diviso in più parti - si segnala in particolare:

Parte 1, Regole generali, azione sismica e regole per edifici.Cap. 2, Requisiti generaliCap. 3, Azione sismicaCap. 4, Progettazione di edificiCap. 5-9, Regole costruttive per i principali

materiali costruttivi (cemento armato, acciaio, strutture miste, legno, muratura)

Cap. 10, Isolamento alla base

Parte 3, Rinforzo e riparazione di edifici esistenti.

O.P.C.M.O.P.C.M. 32743274--34313431

L’OPCM 3274 contiene i seguenti allegati:

Criteri per l’individuazione delle zone sismiche

Norme tecniche per il progetto, la valutazione e l’adeguamento sismico degli edifici

Norme tecniche per il progetto sismico dei ponti

Norme tecniche per il progetto sismico delle opere di fondazione e sostegno dei terreni

L’OPCM 3431 fornisce una versione aggiornata delle norme tecniche relative ad edifici e ponti

È diviso in più capitoli. In particolare:

Cap. 2, Requisiti di sicurezza e criteri di verifica

Cap. 3, Azione sismicaCap. 4, Criteri generali di progettazioneCap. 5-9, Regole costruttive per i principali materiali

costruttivi (cemento armato, acciaio, strutture miste, legno, muratura)

Cap. 10, Edifici con isolamento sismicoCap. 11, Edifici esistenti

Si noti l’analogia con l’Eurocodice 8

O.P.C.M.O.P.C.M. 3431. Norme per edifici3431. Norme per edifici

Requisiti di sicurezzaRequisiti di sicurezzae criteri di verificae criteri di verifica

Due livelli di verifica:• Sicurezza nei confronti della stabilità (SLU)

per azione con alto periodo di ritorno le strutture, pur subendo danni di rilevante entità, devono mantenere una residua resistenza e rigidezza nei confronti delle azioni orizzontali e la capacità portante nei confronti dei carichi verticali

D.M. 14/9/05, punto 5.7.1 OPCM 3431, cap. 2

• Protezione nei confronti del danno (SLD)per azione con basso periodo di ritorno le costruzioni non devono subire danni gravi ed interruzioni d’uso; i danno strutturali devono essere di entità trascurabile

Obiettivi prestazionaliObiettivi prestazionali

Frequente

Occasionale

Raro

Molto raro

Fully operational

Operational Life safety

Near collapse

OPCM 3274

OPCM 3274

Non accettabili

Due livelli di verifica:• Sicurezza nei confronti della stabilità (SLU)• Protezione nei confronti del danno (SLD)

OPCM 3431, cap. 11

Per gli edifici esistenti si aggiunge:

• Protezione nei confronti del collasso (CO)

Requisiti di sicurezzaRequisiti di sicurezzae criteri di verificae criteri di verifica

Livelli di protezione antisismicaLivelli di protezione antisismica

Le costruzioni devono essere dotate di un livello di protezione antisismica differenziato in funzione della loro importanza e del loro uso

D.M. 14/9/05, punto 5.7.3 OPCM 3431, punto 2.5

L’OPCM amplificava l’azione sismica con il fattore di importanza γI (1, 1.2, 1.4)

Il DM05 introduce in generale (per tutte le azioni) il concetto di classi di importanza (classe 1, classe 2); per classe 2 varia la probabilità di superamento, in pratica l’accelerazione sismica è aumentata di 1.4

Impostazione della normativaImpostazione della normativa

Precedente normativa italiana:

Impostazione cogente, prescrizionale

indicazioni da seguire, obbligatoriamente

Norme europee, nuova normativa italiana:

Impostazione prestazionale

obiettivi da raggiungere, obbligatori• Principi

• Regole applicative come farlo, consigli “autorevoli”ma non obbligatori

Impostazione prestazionaleImpostazione prestazionale

•Principi obiettivi da raggiungere, obbligatori

•Regole applicative come farlo, consigli “autorevoli”ma non obbligatori

Giusto, ma . . .

• Come si capisce se un punto della norma è un principio oppure una regola applicativa?

• Se è una regola applicativa, come si giustifica un modo di procedere diverso da quello indicato?

• Come si valuta la responsabilità - del progettista- di chi controlla ?

FINEFINE