Metodo SAVE per la stima dell’indice di rischio della palestra

5.2.2.1 Descrizione della procedura

Il metodo SAVE nasce dall’esigenza di creare uno strumento operativo che si ponesse tra i metodi per l’analisi della sicurezza e i metodi per la valutazione della vulnerabilità su larga scala, in modo da avere una valutazione più puntuale.

Tale sistema è stato studiato dall’Ingegnere Mauro Dolce e dall’Ingegnere Claudio Moroni per l’analisi di edifici esistenti in calcestruzzo armato e muratura, caratterizzati da una progettazione non moderna e non rispondente alle normative antisismiche attuali.

Il metodo nasce da una prima versione delle procedure messe a punto subito dopo il terremoto del Molise del 2002 e ed è stata oggetto di una serie di affinamenti grazie a confronti sperimentali e ad altre metodologie semplificate.

La procedura è stata pensata per l’analisi di edifici pubblici, in particolare quelli scolastici. Il programma consente la valutazione della vulnerabilità e del rischio sismico della singola struttura e la procedura è stata pensata per l’analisi di edifici pubblici, in particolare quelli scolastici.

In particolare, la vulnerabilità è riferita a due livelli di danneggiamento corrispondenti, in termini prestazionali (FEMA, 2000), alla condizione limite di operatività, ossia di danneggiamento lieve, tale da non pregiudicarne l’immediata utilizzazione e alla condizione di collasso incipiente. La vulnerabilità, pertanto, viene intesa come stima dell’intensità del terremoto per la quale l’edificio raggiunge le due condizioni limite suddette ed è valutata in termini accelerazione di picco al suolo che produce il raggiungimento dei limiti di operatività e di collasso.

La metodologia è basata su un modello di calcolo semplificato, che permette l’analisi piano per piano, al fine di determinare gli spostamenti relativi tra i piani (per valutare le condizioni di operatività) e la resistenza sismica della struttura (per valutare le condizioni di collasso).

Per gli edifici italiani si analizzano due principali tecnologie costruttive: strutture intelaiate in calcestruzzo armato e strutture a pareti portanti in muratura. Entrambe le procedure considerano per la valutazione della resistenza sismica l’adozione di un opportuno coefficiente di duttilità, al fine di tenere in considerazione le capacità inelastiche della struttura.

La procedura può essere applicata seguendo due metodi: il primo, coerente con la normativa attuale e le prescrizioni indicate nell’OPCM 3274, prevede di considerare i coefficienti di sicurezza e i fattori di confidenza, per una valutazione convenzionale e cautelativa della vulnerabilità e del rischio sismico; il secondo fa riferimento ai valori più probabili delle resistenze dei materiali, fornendo una valutazione meno cautelativa, ma più verosimile, della reale vulnerabilità e del reale rischio sismico.

Le strutture in c.a. esistenti, spesso progettate per soli carichi verticali, sono abitualmente caratterizzate da bassi quantitativi di armatura longitudinale nei pilastri, per cui il meccanismo di collasso più probabile è quello a colonne deboli-travi forti. A tale meccanismo è stato fatto riferimento nella messa a punto del modello semplificato, caratterizzato dalla formazione di cerniere plastiche alle estremità di tutti i pilastri dei singoli piani.

Ciò consente non solo di limitare l’attenzione ai soli pilastri, ma anche di valutare la resistenza al collasso indipendentemente tra un piano e l’altro e di ottenere risultati cautelativi, in quanto la resistenza sismica corrispondente al collasso colonne deboli-travi forti costituisce un limite inferiore alla effettiva capacità resistente della struttura intelaiata.

Infine, nel modello è possibile sia di tener conto del contributo, in termini di resistenza e rigidezza, di eventuali elementi non strutturali (tamponamenti), sia di non tenerne conto. Il contributo positivo alla resistenza sismica delle tamponature e tramezzature si è spesso rivelato decisivo nell’impedire il collasso degli edifici, o comunque nel ridurre sensibilmente i danni alla struttura.

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5.2.2.2 Applicazione del metodo

L’applicazione del metodo SAVE per la stima dell’indice di rischio della palestra è effettuata mediante il foglio di calcolo Excel a disposizione per gli edifici in cemento armato.

Le ipotesi adottate per la compilazione del foglio di calcolo sono le seguenti:

• Peso proprio del solaio di copertura, comprensivo anche del peso proprio delle travi principali e secondarie, assunto pari a 4 kN/m2;

• Vincolo di incastro perfetto in fondazione e di appoggio semplice in sommità per i pilastri, tali quindi da funzionare mediante un comportamento a mensola;

• Trascurare, a favore di sicurezza, il contributo positivo in resistenza dato dai pannelli di tamponamento in calcestruzzo;

• Trascurare l’effetto nocivo delle finestre a nastro sui lati lunghi della palestra, le quali creano una riduzione della luce di taglio dei pilastri e quindi un aumento delle sollecitazioni sismiche su di essi, in quanto il programma fornisce risultati errati considerando questa criticità;

• Regolarità strutturale perfettamente rispettata, sia in termini di distribuzione di masse e rigidezze, sia in termini di regolarità in pianta e in altezza;

• Stessa tipologia di terreno della scuola, ovviamente, ricadente nella tipologia stratigrafica C;

• Ripartizione dei carichi sui pilastri in funzione delle relative aree di influenza.

Gli altri parametri in arancione sono lasciati coincidenti con i valori consigliati dal programma, mentre i restanti parametri blu sono calcolati direttamente nel foglio di calcolo Excel.

Al termine di questa procedura, il programma fornisce i valori dell’accelerazione di picco al suolo che mettono in crisi la struttura, corrispondenti al raggiungimento degli stati limite di operatività e di collasso, valori riportati nelle Figure seguenti.

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Figura 110 – Risultati del metodo SAVE per lo stato limite di operatività

Mediante questi risultati è possibile stimare il valore dell’indice di rischio della struttura per entrambe gli stati limite.

L’indice di rischio può infatti essere definito mediante il seguente rapporto:

, , C R D PGA I PGA =

in cui PGA,C è il valore dell’accelerazione di picco al suolo che determina il raggiungimento dello stato limite considerato per la struttura, mentre PGA,D è il valore della domanda in termini di accelerazione di picco al suolo richiesta alla struttura per lo stato limite considerato, data dal prodotto tra l’accelerazione prodotta dal sisma sul suolo rigido di tipo A (ag/g) e il coefficiente di amplificazione (S).

Per quanto riguarda Rosignano Marittimo, la domanda in termini di accelerazione richiesta alla struttura è pari a 0,257 g allo S.L.C., mentre per lo S.L.O. la domanda scende a 0,0675 g.

Per entrambe gli stati limite quindi il valore dell’accelerazione di picco al suolo che mette in crisi la struttura risulta superiore alla domanda prevista dalla norma, per cui il valore dell’indice di rischio calcolato con la (33) risulta maggiore dell’unità.

Mediante la procedura semplificata SAVE, quindi, è possibile affermare che la palestra non presenta globalmente problemi per gli stati limite di collasso e operatività, pertanto la struttura è in grado sia di resistere senza collassare in fase sismica, sia di mantenersi immediatamente operativa subito dopo l’evento sismico.

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