DIC

SEMINARIO

RIDUZIONE DEL RISCHIO SISMICO IN PROVINCIA DI REGGIO CALABRIA.

RIFLESSIONI E PROPOSTE

Reggio Calabria, 24 luglio 2012

NUOVE TECNOLOGIE PER LA RIDUZIONE

DELLA VULNERABILITA' SISMICA

DEGLI EDIFICI

Giovanni Falsone

Dipartimento di Ingegneria Civile

Università di Messina

Tecniche di controllo per la protezione sismica delle strutture

Bilancio energetico

Energia trasmessa dal sisma I

E = Energia cinetica C

E

Energia deformazione elastica E

E

Energia dissipata D

E

Isolamento si interviene riducendo I

E .

Dissipazione una parte di D

E (Dd

E ) è assorbita da particolari dispositivi, i

dissipatori, riducendo la dissipazione strutturale Ds

E .

+ + I C E Ds Dd

E E E E E

L’obiettivo è ridurre l’energia dissipata Ds

E responsabile del danno strutturale.

0 10 20 30t [sec]

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

accele

razio

ne [

g]

Intervento di Adeguamento Sismico mediante Sistemi di Dissipazione di Energia per il

Plesso Scolastico Cappuccini di Ramacca (CT) (I edificio adeguato con dissipatori in Sicilia)

Principi dell'isolamento sismico

L'intuizione fondamentale sulla quale si basa la tecnica dell'isolamento sismico è l'interposizione, sotto la struttura che si vuole proteggere, di uno strato molto deformabile in direzione orizzontale.

Tomba di Ciro il Grande - 6° sec. A.C Plinio il Vecchio descrive le fasi di realizzazione del Antica costruzione in Iran Tempio di Diana ed Efeso - 1° sec. D.C.

Tale stratagemma era sicuramente noto agli antichi greci e probabilmente anche ai persiani. Essi infatti interponevano uno strato di sabbia tra le fondazioni della costruzione ed il terreno.

Viceversa, alcune piccole costruzioni in Iran venivano isolate mediante due strati perpendicolari di tronchi.

Il principio teorico basilare dell'isolamento sismico corrisponde all'incremento del periodo fondamentale della struttura isolata.

2 is is

T M K K K T T

Spettro di risposta delle accelerazioni Spettro di risposta degli spostamenti

0 1 2 3 4

T

0

0.4

0.8

1.2

1.6

Se [

g]

Spettro elastico

0 1 2 3 4

T

0

0.1

0.2

0.3

0.4

Ss [

m]

Spettro di spostamento

Effetti dell'isolamento

- notevole riduzione delle forze inerziali;

- notevole riduzione degli spostamenti di interpiano: la struttura in elevazione, se sufficientemente regolare, si comporta come un corpo rigido;

- le forze sismiche sono praticamente costanti lungo l'altezza dell'edificio

Tipologie di isolatori Isolatori elastomerici rapporto di smorzamento rapporto di smorzamento fino al 30% 10/15%

Isolatori a scorrimento

a superficie curva (FPS)

Lo smorzamento viscoso ed il periodo equivalente di vibrazione effettivo dipendono anche dal raggio di curvatura e dal coefficiente d'attrito.

a superficie piana (slitte)

Isolamento sismico delle opere d'arte Bronzi di Riace: Statua di Ermete a Olimpia: isolatori elastomerici 4 isolatori FPS. ad alto smorzamento con interposti elementi in acciaio sia in orizzontale che in verticale.

Satiro danzante a Mazara del Vallo (TP): 12 isolatori elastomerici ad alto smorzamento.

Isolamento sismico degli impianti industriali

4 PWR di Cruas (Francia) - 3600 isolatori sismici in neoprene 2 PWR di Koeberg (Sud Africa) - 1800 isolatori sismici

L'isolamento sismico è una delle strategie più efficaci per la protezione sismica degli impianti industriali.

Intervento di adeguamento sismico su serbatoio del gas a Visp (Svizzera).

Intervento di adeguamento sismico con isolatori FPS su serbatoio dell'ENI a Priolo Gargallo (SR).

Isolamento sismico nei ponti Dissipatori isteretici con appoggi elastomerici e connettori idraulici

Viadotto Mortaiolo

L'isolamento sismico nelle norme italiane

Nonostante fin dagli anni ‘50 sia oggetto di una considerevole produzione scientifica, l’assenza in Italia di una normativa specifica ne ha limitato lo sviluppo nelle applicazioni come invece è accaduto in alcune nazioni come il Giappone, la Cina e la Russia.

Il D.M. 16/01/96 prescriveva: Le costruzioni nelle quali sia prevista l’introduzione di

isolatori sismici, di qualunque tipo, possono essere

realizzate previa dichiarazione di idoneità del

Presidente del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici,

su conforme parere dello stesso Consiglio.

A partire dall’OPCM 3274 del 2003, non è più necessario questo passaggio.

Le NTC-2008 dedicano un intero paragrafo (7.10) alla progettazione delle costruzioni con sistemi di isolamento sismico.

Sezione Territoriale

di Messina

LEGGE 23 marzo 2010, n. 6 della REGIONE SICILIANA

Norme per il sostegno dell’attività edilizia e la riqualificazione del patrimonio

edilizio. (PIANO CASA)

ART.7 L’adozione di sistemi di isolamento e/o dissipazione sismica nelle nuove costruzioni comporta una

riduzione pari al 20 per cento degli oneri concessori che si aggiunge a quella prevista

dall’articolo 4. La medesima riduzione si applica anche nel caso di adozione di tali sistemi

nell’ambito di interventi sul patrimonio edilizio esistente.

Un'altra iniziativa messinese è rappresentata dalla proposta di inserimento dei costi dei sistemi di isolamento e di dissipazione nel Prezziario Regionale.

Edificio viale Europa – Messina Strutturista: ing. Marino Manlio (GLIS-ME)

8 piani fuori terra 6655 mc massa M=4318 tonn

2.5secisT

2

2esi isK T M

/ . .is esiK K n pil

Scelta progettuale finale:

4 Isolatori LRB-S 800/136-140 18 Isolatori LRB-S 650/156-105 2 Appoggi VM 200/380/380

Analisi dei costi

Volume strutturale mc 12.676

Costo struttura ~ €. 1.200.000 Costo isolamento €. 130.000

Totale ~ € 1.330.000

Superficie utile residenziale mq. 2.246

Incidenza del costo isolatori = 57,9 €/mq Economie:

Pilastri: nel caso specifico non si è potuto ottimizzare sulle dimensioni dei pilastri, in quanto il volume architettonico e la maglia interna era già prefissata dal 1° progetto. Travi : si sono ridotte di sezione per almeno i primi 5 impalcati, con un risparmio medio di circa il 35% dei costi per ml di trave (esclusa l’incidenza delle armature). Stima del risparmio ~ € 54.000 Incidenza del costo isolatori deve essere ridotto almeno a 33,8 €/mq.

La speranza è che il costo degli isolatori diminuisca ancor di più.

Plesso scolastico Quasimodo di Riposto (CT) Consulente: prof. Ing. Neri Fabio

periodo di costruzione: 1978-80

volume: 8000 mc

sismicità: zona 2 (pga=0.25g)

suolo: tipo B

In seguito al terremoto di Santa Venerina del 22 ottobre 2002 (MR=4,5), viene dichiarata inagibile.

Soluzione progettuale

0.38secbfT , 1.71secisT

33 isolatori elastomerici 16 slitte FIP VM 175/500/500 FIP SI-N 400/108

Demolizione scale interne ed esterne. Messa in sicurezza dei pilastri.

Ringrosso elementi strutturali. Taglio dei pilastri.

Inserimento isolatori

Benefici ottenuti: 0.25 1u u

Costo relativo al miglioramento sismico (sistema di isolamento, demolizioni, ripristino, finiture):

475.000 €

ovvero

67 €/mc

contro un costo di riferimento di 150 €/mc (OPCM 3263) e di 250 €/mc (OPCM 3728).

Il costo dell’intervento (inclusi ripristini e rifiniture) è stato di circa 220.000 €, con un’incidenza di circa 35 €/mc.

Di contro si è realizzato un incremento del coefficiente di sicurezza

u da 0,30 a 1,05.

Intervento coi dissipatori alla scuola Cappuccini di Ramacca (CT).

Il sisma

dalla conoscenza all’intervento L’esperienza di Messina

a cura di

Giovanni Falsone

"non dimenticare,

ma imparare dal passato, sfruttando le conoscenze attuali, per

evitare…"

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