RISCHIO (ANCHE SISMICO): ALCUNI DATI PER ITALIA, USA, CINA · 2018. 10. 24. · RemTech - Ferrara, 19 settembre 2018 –1 RISCHIO (ANCHE SISMICO): ALCUNI DATI PER ITALIA, USA, CINA

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

[email protected]


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


AZIONE SISMICA

E

COSTRUZIONI

ESISTENTI


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


LO STATO DI FATTO DELLE

COSTRUZIONI ESISTENTI IN

ITALIA



• 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 …….



• 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



COSTI

ECONOMICI

E

SOCIALI

6. CAPP. 2, 3 e 8 – azione sismica e strutture esistenti – costi economici e sociali


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


RISCHIO SISMICO

6. CAPP. 2, 3 e 8 – azione sismica e strutture esistenti - pericolosità


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


RISCHIO SISMICO

DELLE

STRUTTURE AD

USO INDUSTRIALE


1. DISTRIBUZIONE GEOGRAFICA CAPANNONI: PER REGIONE (dati 2010)


7. LL.G. DEL CSLP (A) fase 1


RISCHIO SISMICO

DELLE DIGHE


Dams


Dams


CORROSIONE NEL

C.A. E C.A.P.


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


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)


STATI UNITI:

PONTI

AUTOSTRADALI


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


• ~ 600,000 Highway Bridges in

the NBI Data

• ~ 300 Tunnels

• ~ 4,200,000 miles Roads

US Highway Infrastructure

Inventories


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


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?


EXAMPLE DAMAGES


Caught by a Surprise

Major corrosion

of strands before

collapse


I-35 W Bridge Failure


Substructures in Marine Environment

Piles of Florida Coastal Bridges


CINA: PONTI

AUTOSTRADALI


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


Bridge types


▪ Beam Bridges

▪ Arch Bridges

▪ Suspension Bridges

▪ Cable-stayed Bridges

▪ Sea-crossing Bridges


▪ Beam Bridges

▪ Arch Bridges

▪ Suspension Bridges

▪ Cable-stayed Bridges

▪ Sea-crossing Bridges


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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