Applicazione della metodologia Vulnus

E’ stato realizzato uno studio di vulnerabilità sismica mediante l’utilizzo del software Vulnus (versione vb4.0). La metodologia utilizzata da tale programma si basa sulla formulazione di valutazioni di livello critico di accelerazione orizzontale media applicata alle masse dell’edificio oggetto di studio. Tale livello critico corrisponde all’attivazione dei meccanismi di collasso della singola parete e, nel piano, dei due sistemi di pareti parallele ( o quasi parallele) accoppiate rigidamente dai solai.

Mediante la metodologia Vulnus si effettua quindi un analisi speditiva di vulnerabilità sismica di edifici nel loro insieme e consente di produrre valutazioni di tipo statistico sui risultati relativi anche ad interi agglomerati. I parametri utilizzati da questo software descrivono essenzialmente la probabilità di un edificio di sopravvivere ad un sisma di una determinata intensità, pur manifestando un certo livello di danno.

La determinazione dei parametri si basa preliminarmente sulla conoscenza dei meccanismi di rottura che si possono verificare in un edificio in muratura, e che dipendono fondamentalmente dalle caratteristiche stesse della muratura e dal grado di confinamento della stessa con pareti ortogonali o con solai e copertura.

Vulnus consente l’analisi di vulnerabilità degli edifici in muratura tramite la valutazione di due differenti comportamenti a rottura: la rottura a taglio delle pareti, generalmente quelle situate al piano terra o ai piani con un maggior numero di aperture, e la formazione di meccanismi di collasso che possono interessare tutta l’ altezza della parete o solo porzioni, nelle pareti perimetrali. Il primo comportamento è solitamente prevalente nelle costruzioni che hanno murature di buona qualità e in cui siano presenti solai sufficientemente rigidi e buoni ammorsamenti tra le pareti ortogonali; il secondo comportamento invece risulta prevalente in edifici con murature scadenti e con scarso confinamento.

Il modello di vulnerabilità Vulnus dipende essenzialmente da tre indici denominati rispettivamente I1, I2 ed I3 che opportunamente combinati tra loro permettono di formulare il giudizio complessivo di vulnerabilità sismica.

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In particolare:

 I1 viene definito come rapporto tra la resistenza ultima al taglio (V) nel piano medio del sistema di pareti (accoppiate in modo rigido attraverso i solai) al peso totale dell’ edificio (W).

Tale parametro è adimensionale ed assume il significato di rapporto critico fra accelerazione media delle masse (A) e accelerazione di gravità (g).

 I2 è invece definito come il rapporto tra l’accelerazione media di attivazione dei meccanismi fuori piano considerata nelle condizioni più critiche e l’accelerazioni di gravità. Vengono valutate e sommate, tramite analisi limite, le resistenze dei pannelli verticali di muratura (vincolati ai solai tramite forze di confinamento di entità prefissata) e dei pannelli orizzontali (vincolati ai muri trasversali nelle zone nodali).

 I3 infine è definito come la somma pesata dei punteggi dei fattori parziali di vulnerabilità considerati nella scheda G.N.D.T di II livello. Tale indice assume un valore compreso tra 0, che corrisponde ad un edificio costruito “ a regola d’arte” o in accordo con le normative antisismiche, ed 1. SI tratta di un parametro che tiene conto di fattori qualitativi che non vengono considerati dai parametri di calcolo.

Il programma elabora i tre indici rapportandoli ai valori di accelerazione sismica attesi per il luogo e fornisce un giudizio di vulnerabilità sismica; è possibile inoltre valutare i livelli attesi di danno, per vari tipi di eventi sismici, attraveso la creazione di curve di fragilità che vanno a rapportarsi con la scala macrosismica EMS98.

6.1.2 Caratteristiche del software

Il programma Vulnus 4.0 lavora fondamentalmente attraverso la compilazione di schede di rilievo che consentono di valutare l’affidabilità della struttura esistente stabilendo la loro vulnerabilità nel caso di sollecitazione da parte di azioni sismiche.

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L’azione principale del programma è quella di effettuare una analisi statica equivalente della costruzione, che si basa sulla valutazione del livello critico di accelerazione orizzontale media applicata alle masse dell’edificio, che porta all’ attivazione di cinematismi di collasso nel piano e fuori piano.

Di seguito si riporta la scheda di rilievo Vulnus, la cui compilazione permette di raccogliere i dati di input da inserire nel programma.

Figura 6.1 Scheda di rilievo Vulnus

Altro strumento su cui si basa l’utilizzo corretto del software Vulnus 4.0 è la scheda di rilievo G.N.D.T che contiene informazioni riguardanti sia i parametri che le classi in cui suddividere i

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parametri stessi. Contiene inoltre un giudizio sulla qualità dell’ informazione stessa, sugli elementi da tenere in considerazione ai fini della valutazione e degli schemi grafici per avere riferimenti più precisi.

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La scheda in questione è costituita da 11 parametri sui quali l’utente deve fornire una valutazione per poter permettere al modello di essere completo e quindi di poter elaborare il giudizio finale di vulnerabilità.

I parametri considerati sono dettagliatamente spiegati nel Manuale per la compilazione della scheda G.N.D.T di II livello a cui si fa riferimento per eventuali spiegazioni maggiormente dettagliate:

- Tipo e organizzazione del sistema resistente - Qualità del sistema resistente

- Resistenza convenzionale - Posizione edificio e fondazioni - Orizzontamenti

- Configurazione planimetrica - Configurazione in elevazione - Distanza massima fra le murature - Copertura

- Elementi non strutturali - Stato di fatto

A ciascuno di questi parametri viene attribuito un primo giudizio riguardante il parametro stesso; a questa viene successivamente affiancato un parametro che esprime il grado di qualità dell’ informazione inserita che si distingue in: E (elevato), M (medio), B (basso) o A (assente). Tramite questo inserimento il software potrà attribuire pesi diversi alle informazioni inserite in base anche al grado di certezza delle stesse.

Al termine dell’ inserimento di tutti i dati il programma consente di effettuare una analisi statistica sui dati ottenuti attraverso l’inserimento di valori dell’azione sismica calcolati da normativa, ma consente anche all’ utente di inserire altri valori specifici. Si ottiene così un giudizio di vulnerabilità del sisma nei confronti dell’ azione sismica introdotta e viene inoltre fornita una previsione sul grado di sopravvivenza dell’edificio in caso di sisma.

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