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RemTech - Ferrara, 19 settembre 2018 –1
RISCHIO (ANCHE SISMICO):
ALCUNI DATI PER ITALIA, USA,
CINA
Ing. Prof. Ivo Vanzi
Membro permanente Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici
Ordinario in Tecnica delle Costruzioni e Costruzioni in Zona Sismica
Dip. di ingegneria e geologia, Università di Chieti-Pescara
i.vanzi@unich.it
RemTech - Ferrara, 19 settembre 2018 –2
ORGANIZZAZIONE DELLA PRESENTAZIONE
AZIONE SISMICA E COSTRUZIONI ESISTENTI
ITALIA: COSTRUZIONI ESISTENTI, RISCHIO, DUE ESEMPI
(CAPANNONI, DIGHE), CORROSIONE C.A. E C.A.P.
USA: PONTI AUTOSTRADALI
CINA: PONTI AUTOSTRADALI
CONCLUSIONI
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AZIONE SISMICA
E
COSTRUZIONI
ESISTENTI
RemTech - Ferrara, 19 settembre 2018 –4
PERICOLOSITA’ E RISCHIO SISMICO : L’ITALIA E IL MONDO (Tr=475 anni ; acceleraz. in m/s/s)
6. CAPP. 2, 3 e 8 – azione sismica e strutture esistenti
RemTech - Ferrara, 19 settembre 2018 –5
LO STATO DI FATTO DELLE
COSTRUZIONI ESISTENTI IN
ITALIA
6. CAPP. 2, 3 e 8 – azione sismica e strutture esistenti
RemTech - Ferrara, 19 settembre 2018 –6
• A titolo esemplificativo riportiamo rilevazioni Istat del 1991, attraverso le quali si evidenzia il peso notevole degli edifici in c.a. sul
numero di abitazioni complessivo. Circa 13 milioni di abitazioni hanno struttura portante in c.a., mentre le abitazioni con struttura
portante in muratura sono pari a circa 10 milioni.
• Dal 1991, la situazione è rimasta simile. Situazione analoga per strutture diverse dagli edifici
SE L’ITALIA E’ UN PAESE A SISMICITA’ MEDIO – BASSA, PERCHE’ I TERREMOTI CAUSANO
TANTI DANNI?
CENTRI STORICI
COSTRUITI IN PERIODO PRE-
NORMATIVO
C.A.
COSTRUITO DAL 1900, IN
PERIODO POST-NORMATIVO,
MA …….
6. CAPP. 2, 3 e 8 – azione sismica e strutture esistenti
RemTech - Ferrara, 19 settembre 2018 –7
• La Figura 1.2 mostra come circa 8.5 milioni di abitazioni, pari al 60% alle costruzioni in c.a., siano state realizzate in epoche in
cui la normativa di riferimento era il R.D. del 1939
R.D. 1939
PRE-IRPINIA
6. CAPP. 2, 3 e 8 – azione sismica e strutture esistenti
RemTech - Ferrara, 19 settembre 2018 –8
COSTI
ECONOMICI
E
SOCIALI
6. CAPP. 2, 3 e 8 – azione sismica e strutture esistenti – costi economici e sociali
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1% PIL ITA=15 miliardi euro
FONTI:
LETTERATURA SCIENTIFICA ;
ECONOMIST ; SOLE24ORE
6. CAPP. 2, 3 e 8 – azione sismica e strutture esistenti – costi economici e sociali
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RISCHIO SISMICO
6. CAPP. 2, 3 e 8 – azione sismica e strutture esistenti - pericolosità
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RISCHIO (SISMICO)
probabilità di osservare almeno un superamento SL (probability of failure) in T=
periodo di osservazione, con riferimento allo stato limite s.
I passaggi logico – matematici per il calcolo del rischio sismico Pf_s(T) sono:
(1) pericolosità sismica (ovvero definizione probabilistica dell’azione); non
dipende dalla struttura
(2) fragilità strutturale associata al tipo di SL (ovvero definizione, deterministica o
probabilistica, della resistenza strutturale); non dipende dall’azione
(3) esposizione : valutazione delle conseguenze materiali, sociali, economiche; non
dipende dall’azione
(4) calcolo del rischio sismico (che si ottiene integrando pericolosità, fragilità ed
esposizione con operazione matematica detta convoluzione).
6. CAPP. 2, 3 e 8 – azione sismica e strutture esistenti - pericolosità
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RISCHIO SISMICO
DELLE
STRUTTURE AD
USO INDUSTRIALE
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1. DISTRIBUZIONE GEOGRAFICA CAPANNONI: PER REGIONE (dati 2010)
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7. LL.G. DEL CSLP (A) fase 1
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RISCHIO SISMICO
DELLE DIGHE
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Dams
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Dams
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CORROSIONE NEL
C.A. E C.A.P.
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Ponti e viadotti
➢ Patrimonio di alcune migliaia di ponti e viadotti
➢ Per la maggior parte con decine di anni di vita
➢ Realizzati in epoca in cui si pensava che c.a. e c.a.p. non avessero
significativi problemi di durabilità
➢ Incremento di traffico (frequenza e intensità)
➢ Aggressività: Italia è penisola. Coste (mare) + interno montuoso (sale)
➢ C.a. e c.a.p. affidano loro sopravvivenza all’acciaio
➢ Metodi affidabili (quantitativi) per stima di s e As ? (diagnosi)
➢ Soluzioni: rinforzi localizzati, integrazione o sostituzione armatura,
posttensione esterna (impalcati)
➢ Soluzione: prevenzione, sin dal progetto. Regola del 5
RemTech - Ferrara, 19 settembre 2018 –20
Ponti e viadotti: prevenzione corrosione➢ Regola del 5
➢ De Sitter (costruttore), 1983
➢ 1 euro speso nella fase A apporti gli stessi benefici di:
➢ 5 (fase B), 25 (fase C), 125 (fase D)
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STATI UNITI:
PONTI
AUTOSTRADALI
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Viaducts in the United States
➢ I gratefully acknowledge data, pictures and fruitful discussions from:
➢ (USA) Mr. W. Phillip Yen, Ph.D., P.E., Chair, International Association of Bridge Earthquake
Engineering & Former Principal Bridge Engineer, US DOT Federal Highway Administration
➢ (China) Mr. Bruno Briseghella, Dean, Fuzhou University, Fujan
➢ (China) Mr. Airong Chen, Tongji University, Shanghai, and member of the Chinese Academy of
Sciences
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• ~ 600,000 Highway Bridges in
the NBI Data
• ~ 300 Tunnels
• ~ 4,200,000 miles Roads
US Highway Infrastructure
Inventories
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0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000N
um
ber
of
Bri
dg
es
Age Category in Years
Highway Bridges by Age and Condition
No Deficiences Functionally Obsolete Structurally Deficient
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25
Internal
11%
Scour
19%
Collision
15%
Flood
28%
Overload
13%
Fire
3%
Wind
2%
Environmental Deg.
7%
Earthquake
2%
Bridge Failures 1980 ~ 2012 (Total 1062 Failures)
Significant Earthquake Damages in the U.S. 1964-2001
Location Date Magnitude Damages
(in Millions)
Deaths
Prince William Sound,
AK
03/27/1964 8.4 $311.0 125
San Fernando, CA 02/09/1971 6.6 $505.0 65
Loma Prieta, CA 10/17/1989 7.1 $6,000.0 63
Northridge, CA 01/17/1994 6.7 $20,000.0 61
Nisqually, WA 02/28/2001 6.8 $2,100.0 1?
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EXAMPLE DAMAGES
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Caught by a Surprise
Major corrosion
of strands before
collapse
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I-35 W Bridge Failure
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Substructures in Marine Environment
Piles of Florida Coastal Bridges
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CINA: PONTI
AUTOSTRADALI
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Total length of Planning highway: 85,000 km
2005 total length of highway : 29,000 km
2010 total length of highway : 55,000 km
931 Cities will be connected
Highway network
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Bridge types
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▪ Beam Bridges
▪ Arch Bridges
▪ Suspension Bridges
▪ Cable-stayed Bridges
▪ Sea-crossing Bridges
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▪ Beam Bridges
▪ Arch Bridges
▪ Suspension Bridges
▪ Cable-stayed Bridges
▪ Sea-crossing Bridges
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Cable-stayed Bridge
Cable-stayed Bridges
No. Bridge Span [m] Location Country Year
1 Russky 1104 Vladivostok Russia 2012
2 Sutong 1088 Suzhou-Nantong China 2008
3 Stonecutters 1018 Hong Kong China 2009
4 Edong 926 Hubei China 2009
5 Tatara 890 Onomichi-Imabari Japan 1999
6 Pont de Normandie 856 Le Havre France 1995
7 Jiujiang 818 Hubei China 2012
8 Jingsha 816 Hubei China 2009
9 Incheon 800 Incheon-Songdo South Korea 2009
10 Zolotoy 737 Vladivostok Russia 2011
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CONCLUSIONI
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