189
Conclusioni
Constatata l’attualità e l’urgenza del problema della valutazione e mitigazione del rischio si- smico gravante sul costruito italiano, la presente tesi si inserisce nella generale esigenza di ri- cognizione e classificazione sismica del patrimonio edilizio esistente, ponendosi come obiettivo specifico la valutazione del rischio relativo ad un edificio in cemento armato del complesso sco- lastico “G. Marconi” di Carrara.
Mancando ad oggi, nel panorama normativo vigente, una procedura univoca per la valutazione del rischio sismico associato alle singole costruzioni, si è ritenuto necessario ricorrere alla lette- ratura di settore per mettere in luce lo stato dell’arte, ripercorrendo i principali progressi che hanno condotto, in primo luogo, alla pubblicazione della Scala Macrosismica Europea (EMS-98) per la classificazione della vulnerabilità sismica, e successivamente alle più recenti proposte ba- sate su metodi analitici lineari e non lineari.
Tra queste, è stata approfondita in particolare la procedura elaborata dal Professor Braga (Uni- versità di Roma “La Sapienza”), dal Professor Salvatore e dall’Ing. Morelli (entrambi dell’Università di Pisa), per il calcolo di un indice di rischio consistente nel valor medio annuo delle perdite dirette attese (EAL: Expected Annual Loss).
Tale procedura è stata applicata al caso di studio sulla base di una preventiva e rigorosa analisi della sicurezza statica e della vulnerabilità sismica.
Sulla base di un approfondito esame delle prescrizioni e delle indicazioni fornite, in merito, dal- la letteratura di settore, dalle norme tecniche nazionali vigenti, dalle norme europee di riferi- mento per l’esecuzione delle indagini conoscitive, e non ultimo dai programmi di valutazione della vulnerabilità recentemente elaborati dalla Regione Toscana (data la collocazione del fab- bricato in esame), è stata definita un’efficace metodologia, coerente con le necessità specifiche legate al caso di studio e adempiente agli obblighi e criteri normativi attuali, articolata nelle fasi di conoscenza, modellazione, analisi dell’edificio, ed esecuzione delle verifiche di tutti gli ele- menti strutturali.
La conoscenza della costruzione è stata perseguita, in prima battuta, mediante ricerca ed analisi degli elaborati originali di progetto, ottenendo una grande quantità di informazioni relative alla data di realizzazione (1968-1970), alla conformazione degli elementi strutturali e non struttu-
190 rali, ai dettagli costruttivi ed alle caratteristiche meccaniche dei materiali previsti dal progetto, alla luce anche della normativa tecnica vigente all’epoca della costruzione.
Contemporaneamente, l’esperienza diretta dell’edificio si è concretizzata, attraverso numerosi sopralluoghi, nel rilievo geometrico completo dell’organismo strutturale ed architettonico, nella programmazione ed esecuzione di una densa campagna di indagini sui dettagli costruttivi degli elementi sia strutturali sia non strutturali, nella caratterizzazione meccanica dei materiali me- diante la programmazione ed esecuzione di prove dirette ed indirette in situ ed in laboratorio, nell’individuazione dei fenomeni di degrado in atto e delle vulnerabilità locali.
Costante attenzione è stata dedicata al confronto particolareggiato tra lo stato di progetto e lo stato di fatto, evidenziando numerose e sfavorevoli divergenze soprattutto in termini di quan- tità e disposizione delle armature in pilastri, travi e solai. Tale constatazione ha rivestito un ruo- lo importante anche in relazione alla successiva fase di verifica puntuale degli elementi struttu- rali, perché ha rivelato un’affidabilità solo parziale delle informazioni contenute nel progetto o- riginale, denunciando la necessità di basarsi sulla conoscenza diretta dello stato di fatto per in- trodurre ipotesi ragionevoli e cautelative in merito agli elementi non direttamente indagati.
A fronte dei dati acquisiti, opportunamente rappresentati mediante numerosi e dettagliati ela- borati grafici, si è ritenuto di aver raggiunto il Livello di Conoscenza Adeguata (LC2) descritto nelle NTC-08 e nella Circolare 617/2009.
Sono state dunque modellate la struttura e le azioni ai sensi della normativa vigente, e con l’ausilio del software SAP2000 sono state ricavate le sollecitazioni relative agli elementi struttu- rali per le verifiche in condizioni sia statiche sia sismiche, queste ultime mediante analisi lineare dinamica.
Dalle verifiche di solai, travi e pilastri è emerso che la struttura presenta criticità diffuse quan- to rilevanti, e non è in grado di garantire il livello di sicurezza richiesto dalle NTC-08 né dal punto di vista statico né dal punto di vista sismico.
Tale vulnerabilità è da imputarsi principalmente alle caratteristiche di irregolarità in pianta ed in elevazione, quindi alla conformazione della struttura nella sua totalità, essendo questa conce- pita secondo i dettami di una progettazione per i soli carichi verticali (alcuni dei quali hanno pe- raltro un’entità maggiore nello stato di fatto rispetto allo stato di progetto). Ne deriva una di- stribuzione asimmetrica delle rigidezze e delle resistenze, con la possibile formazione di mecca- nismi torsionali e di piano, ed infine a livello locale un’accentuata esposizione alla crisi fragile a causa della carenza di armature trasversali, aggravata da un diffuso ammaloramento dei rico- primenti delle armature e dalla corrosione delle stesse.
In particolare per la condizione statica le prime gravi carenze sono emerse già dalla verifica dei solai della zona laboratori, dove la presenza di una campata di luce eccessiva, unitamente alla disposizione irregolare delle armature ed al pessimo stato di conservazione, preclude il rag- giungimento di un livello di sicurezza accettabile anche nell’ipotesi di introdurre eventuali re- strizioni sull’uso, ovvero limitando il valore del carico d’esercizio.
Per quanto concerne le travi, sono emerse criticità diffuse sia nei confronti delle sollecitazioni flettenti, sia di quelle taglianti. Le armature longitudinali sono presenti in quantità insufficiente;
per di più, l’utilizzo di ferri piegati rende questi elementi totalmente inadeguati a resistere all’azione sismica, che può facilmente indurre trazione anche all’intradosso delle zone di appog-
191 gio. Gli elementi più interessati, in tal senso, risultano quelli disposti parallelamente all’orditura dei solai, dal momento che la distribuzione delle rigidezze non risulta omogenea nelle due dire- zioni principali per la presenza di telai unidirezionali.
La carenza di armature trasversali, inoltre, previene la formazione di meccanismi di collasso duttili, esponendo la struttura al rischio di crisi fragili; ciò è vero ancor di più per i pilastri, il 100% dei quali non soddisfa le verifiche a taglio in almeno una direzione in condizioni sismi- che.
Tutte le verifiche (ad eccezione dei meccanismi duttili per i pilastri) sono state poi ripetute an- che nell’ipotesi di un livello di conoscenza superiore (LC3) a quello effettivamente raggiunto, al- lo scopo di soppesare l’opportunità di un eventuale approfondimento delle indagini conosci- tive, ottenendo in tutti i casi risultati lievemente migliori, ma tali da non giustificare un effet- tivo approfondimento delle indagini nell’ottica di una valutazione d’insieme del sistema resi- stente.
I risultati conseguiti nell’ambito dell’analisi di vulnerabilità sono stati utilizzati, in una fase suc- cessiva, come dati di input per la valutazione di rischio sismico, eseguita applicando la proce- dura proposta da Braga–Morelli–Salvatore nel suo approccio analitico, cioè sulla base dei risul- tati relativi all’analisi dinamica lineare della struttura. Il metodo ha prodotto un valore dell’indice EAL pari al 3,287% del Costo di Ricostruzione dell’immobile, associabile alla classe di vulnerabilità massima (A) della Scala Macrosismica Europea (EMS-98).
Il valore di EAL ricavato rappresenta il massimo ottenibile dalla procedura applicata, poiché de- riva dall’aver considerato un tempo di ritorno dell’azione sismica di progetto corrispondente al minimo imposto dalla normativa vigente, e cioè pari a 30 anni. Al di sotto di questo limite, l’approccio probabilistico adottato dalle NTC-08 perde di significato, dunque non sono stati considerati tempi di ritorno minori, sebbene di fatto l’edificio non risulti verificato per l’azione sismica corrispondente a tale limite inferiore.
Nell’ottica di un futuro intervento sulla costruzione, si ricorda che dall’analisi della struttura è emersa criticamente la necessità di un adeguamento statico, soprattutto per le travi ed i solai, e qualunque ipotesi di miglioramento/adeguamento sismico non può prescindere da tale con- siderazione. Ciò detto, la stima di EAL qui fornita giocherà un ruolo chiave per la formulazione di opportune considerazioni preliminari in merito alla convenienza economica di un eventuale investimento, perché consente di calcolarne il tempo di pareggio come rapporto tra il capitale investito e il beneficio in termini di EAL (differenza tra il valore di EAL associato alla condizione attuale e quello corrispondente ad una condizione di progetto). Confrontando quindi il tempo di pareggio con il tempo di ritorno dell’azione sismica per il quale la struttura risulterebbe veri- ficata in condizioni di progetto, si avrà un’idea immediata della convenienza di un eventuale in- tervento.
Tra le possibilità da considerare, nel quadro di una valutazione economica quanto più completa possibile, non è da escludere l’ipotesi di demolizione e ricostruzione, qualora l’analisi degli altri corpi del complesso scolastico evidenzi analoghe criticità.
In definitiva, le analisi condotte e gli esiti conseguiti potranno essere utili all’Amministrazione Provinciale, proprietaria dell’immobile, per la definizione di future strategie di prevenzione dal rischio sismico, attraverso un’oculata gestione delle risorse disponibili.
