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Universitagrave degli Studi ldquoFederico IIrdquo di NapoliUniversitagrave degli Studi ldquoFederico IIrdquo di Napoli
Dottorato di Ricerca in Rischio SismicoXXII ciclo
Seismic Vulnerability of Existing RC Seismic Vulnerability of Existing RC Structures with Special Focus on Structures with Special Focus on High-Priority Buildings in Central High-Priority Buildings in Central
AmericaAmericaMaria Isabella Verbicaro
Tutore Prof Gaetano ManfrediReferenti Prof Giovanni Fabbrocino
Dott Gerardo M Verderame
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Introduction
Seismic Risk in Central American
Countries
Vulnerability Assessment
High-Priority Buildings in Central
America Selection
Analytical Mechanical Vulnerability
Assessment
Conclusions
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
RESIS-II = RESIS-II = Reduccioacuten de Riesgo Siacutesmico en Reduccioacuten de Riesgo Siacutesmico en Guatemala Guatemala
El Salvador y Nicaragua con El Salvador y Nicaragua con Cooperacioacuten Regional de Honduras Cooperacioacuten Regional de Honduras Costa Rica y PanamaacuteCosta Rica y Panamaacute
piugrave di 15 anni di cooperazione in sismologia
interesse per cooperazione continuativa
necessitagrave di nuovi e interessanti argomenti
2003 visita in Guatemala El Salvador e Nicaragua per preparare le proposte progettuali
finanziamento del progetto dal Ministero degli Affari Esteri Norvegia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
RESIS-II = RESIS-II = Reduccioacuten de Riesgo Siacutesmico en Reduccioacuten de Riesgo Siacutesmico en Guatemala Guatemala
El Salvador y Nicaragua con El Salvador y Nicaragua con Cooperacioacuten Regional de Honduras Cooperacioacuten Regional de Honduras Costa Rica y PanamaacuteCosta Rica y PanamaacuteRiduzione del rischio sismico per i bersagli di maggiore
importanza per la societagrave edifici pubblici e di importanza
strategica
Risultato atteso egrave la stesura di linee guida per la mitigazione da
far adottare ai gestori e alle autoritagrave
Studio della capacitagrave strutturale in Centro America seguendo la
strategia dellrsquoimparare facendo (corsi di formazione workshops
e meetings)
Informazione e attivitagrave di sensibilizzazione mirate alla
popolazione ldquostrategicardquo (Proprietari Autoritagrave Nazionali e
Comunali responsabili della Pianificazione Urbana progettisti
strutturali e proprietari di edifici importanti e di industrie)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Background del progetto Obiettivi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Background del progetto Argomenti
Task 1 Detailed mapping of typical structures in the main cities
Task 2 Municipalities at risk
Task 3 Hospitals and health centers
Task 4 Schools
Task 5 Major roads and bridges (Guatemala)
Task 6 Microzonation and slope stability (San Salvador)
Task 7 Seismic hazard updates
Task 8 Regional workshops and meetings
Task 9 Promotion of education activities and university
entrambi sono strutture ad alta prioritagrave
entrambe le tipologie strutturali sono estremamente importanti subito dopo un disastro (rifugio punto di raccolta centro organizzativo)
entrambe le tipologie strutturali hanno un tasso di occupazione estremamente alto (o personemq)
eg Tasso di occupazione giornaliera
(FEMA 174 1989)
permanent dwelling
12 occupants per 100 m2
government service
40
hospitals 50 (24 h 7d )
fast-food restaurants
100
educational buildings
200() among EUROPA-MHA) member states earthquakes have only caused severe damage to a small portion of existing buildings ndash most were schools some were hospitals
Multinovic (2004)) Nota MHA - Multi-hazard Agreement
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Percheacute ospedali e scuole
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Inquadramento attivitagrave di rilievo
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Inquadramento attivitagrave di rilievo
Metodo ispirato da FEMA 154 e PAHO
RC URM No FEATURES AFFECTING THE STRUCTURAL SEISMIC VULNERABILITY
YES NO NA YES NO NA
01 Is the building irregular in plan 8 0 10 0
02 Are the columns regularly distributed 0 4
03 Are both building directions adequately braced (RC frames or shear walls URM walls) 0 16 0 20
04 Does the ratio between the buildingrsquos length and width is gt 25 4 0 10 0
05 Does the building possess eccentric cores (staircases or elevators) 8 0 10 0
06 Does the building have a soft story 16 0 0
07 Is the building irregular in elevation caused by setbacks of upper stories 8 0 0 20 0 0
08 Does the building have cantilevering upper stories 8 0 0 10 0 0
09 Does the building possess a heavy mass at the top or at roof level 4 0 5 0
10 Are pounding effects possible 4 0 5 0
11 Does the building have short columns 8 0
12 Are strong beamsndashweak columns available 16 0
13 Does the building possess shear walls 0 4
14 Did the building suffer any significant structural damage in the past 4 0 5 0
15 Does the building possess seismic retrofitting or strengthening measures 0 8 0 5
SUM max 120 max 100 NO OF ANSWERED QUESTIONS 12 or 15 8 or 10 STRUCTURAL VULNERABILITY INDEX SVI (= Sum No of questions)
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Hazard Sismico
In 50 years there is a 10 chance of exceeding the indicated ground acceleration (in [g]-units)
00 01 02 03 05 g04
Urban Explosion Population is growing in hazardous regions
City Population Population density [peoplekm2]
Guatemala City
1000000 (2006)
4505
San Salvador 535000 (2006) 7064
Managua 950000 (2006) 5700
Panama City 708000 (2000) 275
San Joseacute 340000 (2005) 7546
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Esposizione
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Tipo di costruitoMinifalda
Adobe brick-masonry
Bahareque
Taquezal
Unreinforced claybrick masonry
Confined claybrick masonry
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Tipo di costruitoUnreinforced concrete block masonry
Block panel
Confined concrete block masonry
Piedra de cantera
Internal reinforced concrete block masonry
Laminada troquelada
Da una iniziale applicazione della metodologia in Centro America si ha
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Caratteristiche peculiari
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Ospedali e cliniche sanitarie
una alta percentuale di occupanti sono disabili
Attrezzature pericolose e altre installazioni (ossigeno e altri gas agenti chimici ecc) possono causare danni (es incendi)
Molte sono installazioni sensibili allrsquoaccelerazione (ascensori tubazioni controsoffittature sospese) che possono rompersi facilmente e provocare danni
Danni alle attrezzature mediche causano grosse perdite economiche
Costi indiretti sono spesso considerati ma possono essere maggiori dei costi diretti di sostituzione
I costi indiretti includono
bull perdite dovute allrsquointerruzione dei servizi ospedalieri (laboratori ecc) gli ospedali privati possono andare in bancarotta
bull incremento dei costi per le emergenze
- psicologicheetichesentimentali ragioni
NON CrsquoErsquo PIUrsquo GRANDE TESORO PER UNA SOCIETArsquo CHE I SUOI BAMBINI
- i bambini non si comportano come gli adulti perdite maggiori
- le scuole sono spesso di una certa epoca alcune deficienze
negli edifici scolastici possono esserci differenze tra il progetto principale lo stato attuale e quello di mantenimento
- spesso le scuole sono vecchievulnerabilia piugrave piani- cambi socio-economici drammatici nelle nazioni in via di
sviluppo
economia basata sullrsquoagricoltura a quella industriale
rapida urbanizzazione
incremento di costruzioni improprie
incremento di vulnerabilitagrave ed esposizione
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ScuoleCaratteristiche peculiari
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
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Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
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Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
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Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
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Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
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Part 2 Structural vulnerability assessment
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Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
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Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
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Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
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Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
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Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
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Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Introduction
Seismic Risk in Central American
Countries
Vulnerability Assessment
High-Priority Buildings in Central
America Selection
Analytical Mechanical Vulnerability
Assessment
Conclusions
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
RESIS-II = RESIS-II = Reduccioacuten de Riesgo Siacutesmico en Reduccioacuten de Riesgo Siacutesmico en Guatemala Guatemala
El Salvador y Nicaragua con El Salvador y Nicaragua con Cooperacioacuten Regional de Honduras Cooperacioacuten Regional de Honduras Costa Rica y PanamaacuteCosta Rica y Panamaacute
piugrave di 15 anni di cooperazione in sismologia
interesse per cooperazione continuativa
necessitagrave di nuovi e interessanti argomenti
2003 visita in Guatemala El Salvador e Nicaragua per preparare le proposte progettuali
finanziamento del progetto dal Ministero degli Affari Esteri Norvegia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
RESIS-II = RESIS-II = Reduccioacuten de Riesgo Siacutesmico en Reduccioacuten de Riesgo Siacutesmico en Guatemala Guatemala
El Salvador y Nicaragua con El Salvador y Nicaragua con Cooperacioacuten Regional de Honduras Cooperacioacuten Regional de Honduras Costa Rica y PanamaacuteCosta Rica y PanamaacuteRiduzione del rischio sismico per i bersagli di maggiore
importanza per la societagrave edifici pubblici e di importanza
strategica
Risultato atteso egrave la stesura di linee guida per la mitigazione da
far adottare ai gestori e alle autoritagrave
Studio della capacitagrave strutturale in Centro America seguendo la
strategia dellrsquoimparare facendo (corsi di formazione workshops
e meetings)
Informazione e attivitagrave di sensibilizzazione mirate alla
popolazione ldquostrategicardquo (Proprietari Autoritagrave Nazionali e
Comunali responsabili della Pianificazione Urbana progettisti
strutturali e proprietari di edifici importanti e di industrie)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Background del progetto Obiettivi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Background del progetto Argomenti
Task 1 Detailed mapping of typical structures in the main cities
Task 2 Municipalities at risk
Task 3 Hospitals and health centers
Task 4 Schools
Task 5 Major roads and bridges (Guatemala)
Task 6 Microzonation and slope stability (San Salvador)
Task 7 Seismic hazard updates
Task 8 Regional workshops and meetings
Task 9 Promotion of education activities and university
entrambi sono strutture ad alta prioritagrave
entrambe le tipologie strutturali sono estremamente importanti subito dopo un disastro (rifugio punto di raccolta centro organizzativo)
entrambe le tipologie strutturali hanno un tasso di occupazione estremamente alto (o personemq)
eg Tasso di occupazione giornaliera
(FEMA 174 1989)
permanent dwelling
12 occupants per 100 m2
government service
40
hospitals 50 (24 h 7d )
fast-food restaurants
100
educational buildings
200() among EUROPA-MHA) member states earthquakes have only caused severe damage to a small portion of existing buildings ndash most were schools some were hospitals
Multinovic (2004)) Nota MHA - Multi-hazard Agreement
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Percheacute ospedali e scuole
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Metodo ispirato da FEMA 154 e PAHO
RC URM No FEATURES AFFECTING THE STRUCTURAL SEISMIC VULNERABILITY
YES NO NA YES NO NA
01 Is the building irregular in plan 8 0 10 0
02 Are the columns regularly distributed 0 4
03 Are both building directions adequately braced (RC frames or shear walls URM walls) 0 16 0 20
04 Does the ratio between the buildingrsquos length and width is gt 25 4 0 10 0
05 Does the building possess eccentric cores (staircases or elevators) 8 0 10 0
06 Does the building have a soft story 16 0 0
07 Is the building irregular in elevation caused by setbacks of upper stories 8 0 0 20 0 0
08 Does the building have cantilevering upper stories 8 0 0 10 0 0
09 Does the building possess a heavy mass at the top or at roof level 4 0 5 0
10 Are pounding effects possible 4 0 5 0
11 Does the building have short columns 8 0
12 Are strong beamsndashweak columns available 16 0
13 Does the building possess shear walls 0 4
14 Did the building suffer any significant structural damage in the past 4 0 5 0
15 Does the building possess seismic retrofitting or strengthening measures 0 8 0 5
SUM max 120 max 100 NO OF ANSWERED QUESTIONS 12 or 15 8 or 10 STRUCTURAL VULNERABILITY INDEX SVI (= Sum No of questions)
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Hazard Sismico
In 50 years there is a 10 chance of exceeding the indicated ground acceleration (in [g]-units)
00 01 02 03 05 g04
Urban Explosion Population is growing in hazardous regions
City Population Population density [peoplekm2]
Guatemala City
1000000 (2006)
4505
San Salvador 535000 (2006) 7064
Managua 950000 (2006) 5700
Panama City 708000 (2000) 275
San Joseacute 340000 (2005) 7546
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Esposizione
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Tipo di costruitoMinifalda
Adobe brick-masonry
Bahareque
Taquezal
Unreinforced claybrick masonry
Confined claybrick masonry
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Tipo di costruitoUnreinforced concrete block masonry
Block panel
Confined concrete block masonry
Piedra de cantera
Internal reinforced concrete block masonry
Laminada troquelada
Da una iniziale applicazione della metodologia in Centro America si ha
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Caratteristiche peculiari
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Ospedali e cliniche sanitarie
una alta percentuale di occupanti sono disabili
Attrezzature pericolose e altre installazioni (ossigeno e altri gas agenti chimici ecc) possono causare danni (es incendi)
Molte sono installazioni sensibili allrsquoaccelerazione (ascensori tubazioni controsoffittature sospese) che possono rompersi facilmente e provocare danni
Danni alle attrezzature mediche causano grosse perdite economiche
Costi indiretti sono spesso considerati ma possono essere maggiori dei costi diretti di sostituzione
I costi indiretti includono
bull perdite dovute allrsquointerruzione dei servizi ospedalieri (laboratori ecc) gli ospedali privati possono andare in bancarotta
bull incremento dei costi per le emergenze
- psicologicheetichesentimentali ragioni
NON CrsquoErsquo PIUrsquo GRANDE TESORO PER UNA SOCIETArsquo CHE I SUOI BAMBINI
- i bambini non si comportano come gli adulti perdite maggiori
- le scuole sono spesso di una certa epoca alcune deficienze
negli edifici scolastici possono esserci differenze tra il progetto principale lo stato attuale e quello di mantenimento
- spesso le scuole sono vecchievulnerabilia piugrave piani- cambi socio-economici drammatici nelle nazioni in via di
sviluppo
economia basata sullrsquoagricoltura a quella industriale
rapida urbanizzazione
incremento di costruzioni improprie
incremento di vulnerabilitagrave ed esposizione
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
ScuoleCaratteristiche peculiari
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
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Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
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Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Part 2 Structural vulnerability assessment
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
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Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
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Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
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Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
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Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedali e scuole rilevati El Salvador
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
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Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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RESIS-II = RESIS-II = Reduccioacuten de Riesgo Siacutesmico en Reduccioacuten de Riesgo Siacutesmico en Guatemala Guatemala
El Salvador y Nicaragua con El Salvador y Nicaragua con Cooperacioacuten Regional de Honduras Cooperacioacuten Regional de Honduras Costa Rica y PanamaacuteCosta Rica y Panamaacute
piugrave di 15 anni di cooperazione in sismologia
interesse per cooperazione continuativa
necessitagrave di nuovi e interessanti argomenti
2003 visita in Guatemala El Salvador e Nicaragua per preparare le proposte progettuali
finanziamento del progetto dal Ministero degli Affari Esteri Norvegia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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RESIS-II = RESIS-II = Reduccioacuten de Riesgo Siacutesmico en Reduccioacuten de Riesgo Siacutesmico en Guatemala Guatemala
El Salvador y Nicaragua con El Salvador y Nicaragua con Cooperacioacuten Regional de Honduras Cooperacioacuten Regional de Honduras Costa Rica y PanamaacuteCosta Rica y PanamaacuteRiduzione del rischio sismico per i bersagli di maggiore
importanza per la societagrave edifici pubblici e di importanza
strategica
Risultato atteso egrave la stesura di linee guida per la mitigazione da
far adottare ai gestori e alle autoritagrave
Studio della capacitagrave strutturale in Centro America seguendo la
strategia dellrsquoimparare facendo (corsi di formazione workshops
e meetings)
Informazione e attivitagrave di sensibilizzazione mirate alla
popolazione ldquostrategicardquo (Proprietari Autoritagrave Nazionali e
Comunali responsabili della Pianificazione Urbana progettisti
strutturali e proprietari di edifici importanti e di industrie)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Background del progetto Obiettivi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Background del progetto Argomenti
Task 1 Detailed mapping of typical structures in the main cities
Task 2 Municipalities at risk
Task 3 Hospitals and health centers
Task 4 Schools
Task 5 Major roads and bridges (Guatemala)
Task 6 Microzonation and slope stability (San Salvador)
Task 7 Seismic hazard updates
Task 8 Regional workshops and meetings
Task 9 Promotion of education activities and university
entrambi sono strutture ad alta prioritagrave
entrambe le tipologie strutturali sono estremamente importanti subito dopo un disastro (rifugio punto di raccolta centro organizzativo)
entrambe le tipologie strutturali hanno un tasso di occupazione estremamente alto (o personemq)
eg Tasso di occupazione giornaliera
(FEMA 174 1989)
permanent dwelling
12 occupants per 100 m2
government service
40
hospitals 50 (24 h 7d )
fast-food restaurants
100
educational buildings
200() among EUROPA-MHA) member states earthquakes have only caused severe damage to a small portion of existing buildings ndash most were schools some were hospitals
Multinovic (2004)) Nota MHA - Multi-hazard Agreement
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Percheacute ospedali e scuole
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Metodo ispirato da FEMA 154 e PAHO
RC URM No FEATURES AFFECTING THE STRUCTURAL SEISMIC VULNERABILITY
YES NO NA YES NO NA
01 Is the building irregular in plan 8 0 10 0
02 Are the columns regularly distributed 0 4
03 Are both building directions adequately braced (RC frames or shear walls URM walls) 0 16 0 20
04 Does the ratio between the buildingrsquos length and width is gt 25 4 0 10 0
05 Does the building possess eccentric cores (staircases or elevators) 8 0 10 0
06 Does the building have a soft story 16 0 0
07 Is the building irregular in elevation caused by setbacks of upper stories 8 0 0 20 0 0
08 Does the building have cantilevering upper stories 8 0 0 10 0 0
09 Does the building possess a heavy mass at the top or at roof level 4 0 5 0
10 Are pounding effects possible 4 0 5 0
11 Does the building have short columns 8 0
12 Are strong beamsndashweak columns available 16 0
13 Does the building possess shear walls 0 4
14 Did the building suffer any significant structural damage in the past 4 0 5 0
15 Does the building possess seismic retrofitting or strengthening measures 0 8 0 5
SUM max 120 max 100 NO OF ANSWERED QUESTIONS 12 or 15 8 or 10 STRUCTURAL VULNERABILITY INDEX SVI (= Sum No of questions)
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Hazard Sismico
In 50 years there is a 10 chance of exceeding the indicated ground acceleration (in [g]-units)
00 01 02 03 05 g04
Urban Explosion Population is growing in hazardous regions
City Population Population density [peoplekm2]
Guatemala City
1000000 (2006)
4505
San Salvador 535000 (2006) 7064
Managua 950000 (2006) 5700
Panama City 708000 (2000) 275
San Joseacute 340000 (2005) 7546
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Esposizione
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Tipo di costruitoMinifalda
Adobe brick-masonry
Bahareque
Taquezal
Unreinforced claybrick masonry
Confined claybrick masonry
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Tipo di costruitoUnreinforced concrete block masonry
Block panel
Confined concrete block masonry
Piedra de cantera
Internal reinforced concrete block masonry
Laminada troquelada
Da una iniziale applicazione della metodologia in Centro America si ha
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Caratteristiche peculiari
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Ospedali e cliniche sanitarie
una alta percentuale di occupanti sono disabili
Attrezzature pericolose e altre installazioni (ossigeno e altri gas agenti chimici ecc) possono causare danni (es incendi)
Molte sono installazioni sensibili allrsquoaccelerazione (ascensori tubazioni controsoffittature sospese) che possono rompersi facilmente e provocare danni
Danni alle attrezzature mediche causano grosse perdite economiche
Costi indiretti sono spesso considerati ma possono essere maggiori dei costi diretti di sostituzione
I costi indiretti includono
bull perdite dovute allrsquointerruzione dei servizi ospedalieri (laboratori ecc) gli ospedali privati possono andare in bancarotta
bull incremento dei costi per le emergenze
- psicologicheetichesentimentali ragioni
NON CrsquoErsquo PIUrsquo GRANDE TESORO PER UNA SOCIETArsquo CHE I SUOI BAMBINI
- i bambini non si comportano come gli adulti perdite maggiori
- le scuole sono spesso di una certa epoca alcune deficienze
negli edifici scolastici possono esserci differenze tra il progetto principale lo stato attuale e quello di mantenimento
- spesso le scuole sono vecchievulnerabilia piugrave piani- cambi socio-economici drammatici nelle nazioni in via di
sviluppo
economia basata sullrsquoagricoltura a quella industriale
rapida urbanizzazione
incremento di costruzioni improprie
incremento di vulnerabilitagrave ed esposizione
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ScuoleCaratteristiche peculiari
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
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Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
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Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
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Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
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Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
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Part 2 Structural vulnerability assessment
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Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
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Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
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Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
RESIS-II = RESIS-II = Reduccioacuten de Riesgo Siacutesmico en Reduccioacuten de Riesgo Siacutesmico en Guatemala Guatemala
El Salvador y Nicaragua con El Salvador y Nicaragua con Cooperacioacuten Regional de Honduras Cooperacioacuten Regional de Honduras Costa Rica y PanamaacuteCosta Rica y PanamaacuteRiduzione del rischio sismico per i bersagli di maggiore
importanza per la societagrave edifici pubblici e di importanza
strategica
Risultato atteso egrave la stesura di linee guida per la mitigazione da
far adottare ai gestori e alle autoritagrave
Studio della capacitagrave strutturale in Centro America seguendo la
strategia dellrsquoimparare facendo (corsi di formazione workshops
e meetings)
Informazione e attivitagrave di sensibilizzazione mirate alla
popolazione ldquostrategicardquo (Proprietari Autoritagrave Nazionali e
Comunali responsabili della Pianificazione Urbana progettisti
strutturali e proprietari di edifici importanti e di industrie)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Background del progetto Obiettivi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Background del progetto Argomenti
Task 1 Detailed mapping of typical structures in the main cities
Task 2 Municipalities at risk
Task 3 Hospitals and health centers
Task 4 Schools
Task 5 Major roads and bridges (Guatemala)
Task 6 Microzonation and slope stability (San Salvador)
Task 7 Seismic hazard updates
Task 8 Regional workshops and meetings
Task 9 Promotion of education activities and university
entrambi sono strutture ad alta prioritagrave
entrambe le tipologie strutturali sono estremamente importanti subito dopo un disastro (rifugio punto di raccolta centro organizzativo)
entrambe le tipologie strutturali hanno un tasso di occupazione estremamente alto (o personemq)
eg Tasso di occupazione giornaliera
(FEMA 174 1989)
permanent dwelling
12 occupants per 100 m2
government service
40
hospitals 50 (24 h 7d )
fast-food restaurants
100
educational buildings
200() among EUROPA-MHA) member states earthquakes have only caused severe damage to a small portion of existing buildings ndash most were schools some were hospitals
Multinovic (2004)) Nota MHA - Multi-hazard Agreement
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Percheacute ospedali e scuole
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Inquadramento attivitagrave di rilievo
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Inquadramento attivitagrave di rilievo
Metodo ispirato da FEMA 154 e PAHO
RC URM No FEATURES AFFECTING THE STRUCTURAL SEISMIC VULNERABILITY
YES NO NA YES NO NA
01 Is the building irregular in plan 8 0 10 0
02 Are the columns regularly distributed 0 4
03 Are both building directions adequately braced (RC frames or shear walls URM walls) 0 16 0 20
04 Does the ratio between the buildingrsquos length and width is gt 25 4 0 10 0
05 Does the building possess eccentric cores (staircases or elevators) 8 0 10 0
06 Does the building have a soft story 16 0 0
07 Is the building irregular in elevation caused by setbacks of upper stories 8 0 0 20 0 0
08 Does the building have cantilevering upper stories 8 0 0 10 0 0
09 Does the building possess a heavy mass at the top or at roof level 4 0 5 0
10 Are pounding effects possible 4 0 5 0
11 Does the building have short columns 8 0
12 Are strong beamsndashweak columns available 16 0
13 Does the building possess shear walls 0 4
14 Did the building suffer any significant structural damage in the past 4 0 5 0
15 Does the building possess seismic retrofitting or strengthening measures 0 8 0 5
SUM max 120 max 100 NO OF ANSWERED QUESTIONS 12 or 15 8 or 10 STRUCTURAL VULNERABILITY INDEX SVI (= Sum No of questions)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Hazard Sismico
In 50 years there is a 10 chance of exceeding the indicated ground acceleration (in [g]-units)
00 01 02 03 05 g04
Urban Explosion Population is growing in hazardous regions
City Population Population density [peoplekm2]
Guatemala City
1000000 (2006)
4505
San Salvador 535000 (2006) 7064
Managua 950000 (2006) 5700
Panama City 708000 (2000) 275
San Joseacute 340000 (2005) 7546
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Esposizione
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Tipo di costruitoMinifalda
Adobe brick-masonry
Bahareque
Taquezal
Unreinforced claybrick masonry
Confined claybrick masonry
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Tipo di costruitoUnreinforced concrete block masonry
Block panel
Confined concrete block masonry
Piedra de cantera
Internal reinforced concrete block masonry
Laminada troquelada
Da una iniziale applicazione della metodologia in Centro America si ha
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Inquadramento attivitagrave di rilievo
Caratteristiche peculiari
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedali e cliniche sanitarie
una alta percentuale di occupanti sono disabili
Attrezzature pericolose e altre installazioni (ossigeno e altri gas agenti chimici ecc) possono causare danni (es incendi)
Molte sono installazioni sensibili allrsquoaccelerazione (ascensori tubazioni controsoffittature sospese) che possono rompersi facilmente e provocare danni
Danni alle attrezzature mediche causano grosse perdite economiche
Costi indiretti sono spesso considerati ma possono essere maggiori dei costi diretti di sostituzione
I costi indiretti includono
bull perdite dovute allrsquointerruzione dei servizi ospedalieri (laboratori ecc) gli ospedali privati possono andare in bancarotta
bull incremento dei costi per le emergenze
- psicologicheetichesentimentali ragioni
NON CrsquoErsquo PIUrsquo GRANDE TESORO PER UNA SOCIETArsquo CHE I SUOI BAMBINI
- i bambini non si comportano come gli adulti perdite maggiori
- le scuole sono spesso di una certa epoca alcune deficienze
negli edifici scolastici possono esserci differenze tra il progetto principale lo stato attuale e quello di mantenimento
- spesso le scuole sono vecchievulnerabilia piugrave piani- cambi socio-economici drammatici nelle nazioni in via di
sviluppo
economia basata sullrsquoagricoltura a quella industriale
rapida urbanizzazione
incremento di costruzioni improprie
incremento di vulnerabilitagrave ed esposizione
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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ScuoleCaratteristiche peculiari
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
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Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
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Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
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Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
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Part 2 Structural vulnerability assessment
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Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
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Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
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Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
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Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
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Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
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Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
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Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
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Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
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Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
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Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
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Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
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000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
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Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
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Conclusioni
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GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
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Background del progetto Obiettivi
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Background del progetto Argomenti
Task 1 Detailed mapping of typical structures in the main cities
Task 2 Municipalities at risk
Task 3 Hospitals and health centers
Task 4 Schools
Task 5 Major roads and bridges (Guatemala)
Task 6 Microzonation and slope stability (San Salvador)
Task 7 Seismic hazard updates
Task 8 Regional workshops and meetings
Task 9 Promotion of education activities and university
entrambi sono strutture ad alta prioritagrave
entrambe le tipologie strutturali sono estremamente importanti subito dopo un disastro (rifugio punto di raccolta centro organizzativo)
entrambe le tipologie strutturali hanno un tasso di occupazione estremamente alto (o personemq)
eg Tasso di occupazione giornaliera
(FEMA 174 1989)
permanent dwelling
12 occupants per 100 m2
government service
40
hospitals 50 (24 h 7d )
fast-food restaurants
100
educational buildings
200() among EUROPA-MHA) member states earthquakes have only caused severe damage to a small portion of existing buildings ndash most were schools some were hospitals
Multinovic (2004)) Nota MHA - Multi-hazard Agreement
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Percheacute ospedali e scuole
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Metodo ispirato da FEMA 154 e PAHO
RC URM No FEATURES AFFECTING THE STRUCTURAL SEISMIC VULNERABILITY
YES NO NA YES NO NA
01 Is the building irregular in plan 8 0 10 0
02 Are the columns regularly distributed 0 4
03 Are both building directions adequately braced (RC frames or shear walls URM walls) 0 16 0 20
04 Does the ratio between the buildingrsquos length and width is gt 25 4 0 10 0
05 Does the building possess eccentric cores (staircases or elevators) 8 0 10 0
06 Does the building have a soft story 16 0 0
07 Is the building irregular in elevation caused by setbacks of upper stories 8 0 0 20 0 0
08 Does the building have cantilevering upper stories 8 0 0 10 0 0
09 Does the building possess a heavy mass at the top or at roof level 4 0 5 0
10 Are pounding effects possible 4 0 5 0
11 Does the building have short columns 8 0
12 Are strong beamsndashweak columns available 16 0
13 Does the building possess shear walls 0 4
14 Did the building suffer any significant structural damage in the past 4 0 5 0
15 Does the building possess seismic retrofitting or strengthening measures 0 8 0 5
SUM max 120 max 100 NO OF ANSWERED QUESTIONS 12 or 15 8 or 10 STRUCTURAL VULNERABILITY INDEX SVI (= Sum No of questions)
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Hazard Sismico
In 50 years there is a 10 chance of exceeding the indicated ground acceleration (in [g]-units)
00 01 02 03 05 g04
Urban Explosion Population is growing in hazardous regions
City Population Population density [peoplekm2]
Guatemala City
1000000 (2006)
4505
San Salvador 535000 (2006) 7064
Managua 950000 (2006) 5700
Panama City 708000 (2000) 275
San Joseacute 340000 (2005) 7546
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Esposizione
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Tipo di costruitoMinifalda
Adobe brick-masonry
Bahareque
Taquezal
Unreinforced claybrick masonry
Confined claybrick masonry
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Tipo di costruitoUnreinforced concrete block masonry
Block panel
Confined concrete block masonry
Piedra de cantera
Internal reinforced concrete block masonry
Laminada troquelada
Da una iniziale applicazione della metodologia in Centro America si ha
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Caratteristiche peculiari
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Ospedali e cliniche sanitarie
una alta percentuale di occupanti sono disabili
Attrezzature pericolose e altre installazioni (ossigeno e altri gas agenti chimici ecc) possono causare danni (es incendi)
Molte sono installazioni sensibili allrsquoaccelerazione (ascensori tubazioni controsoffittature sospese) che possono rompersi facilmente e provocare danni
Danni alle attrezzature mediche causano grosse perdite economiche
Costi indiretti sono spesso considerati ma possono essere maggiori dei costi diretti di sostituzione
I costi indiretti includono
bull perdite dovute allrsquointerruzione dei servizi ospedalieri (laboratori ecc) gli ospedali privati possono andare in bancarotta
bull incremento dei costi per le emergenze
- psicologicheetichesentimentali ragioni
NON CrsquoErsquo PIUrsquo GRANDE TESORO PER UNA SOCIETArsquo CHE I SUOI BAMBINI
- i bambini non si comportano come gli adulti perdite maggiori
- le scuole sono spesso di una certa epoca alcune deficienze
negli edifici scolastici possono esserci differenze tra il progetto principale lo stato attuale e quello di mantenimento
- spesso le scuole sono vecchievulnerabilia piugrave piani- cambi socio-economici drammatici nelle nazioni in via di
sviluppo
economia basata sullrsquoagricoltura a quella industriale
rapida urbanizzazione
incremento di costruzioni improprie
incremento di vulnerabilitagrave ed esposizione
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ScuoleCaratteristiche peculiari
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
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Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
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Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
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Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
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Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
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Part 2 Structural vulnerability assessment
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Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
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Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
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Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
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Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
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Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
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Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Background del progetto Argomenti
Task 1 Detailed mapping of typical structures in the main cities
Task 2 Municipalities at risk
Task 3 Hospitals and health centers
Task 4 Schools
Task 5 Major roads and bridges (Guatemala)
Task 6 Microzonation and slope stability (San Salvador)
Task 7 Seismic hazard updates
Task 8 Regional workshops and meetings
Task 9 Promotion of education activities and university
entrambi sono strutture ad alta prioritagrave
entrambe le tipologie strutturali sono estremamente importanti subito dopo un disastro (rifugio punto di raccolta centro organizzativo)
entrambe le tipologie strutturali hanno un tasso di occupazione estremamente alto (o personemq)
eg Tasso di occupazione giornaliera
(FEMA 174 1989)
permanent dwelling
12 occupants per 100 m2
government service
40
hospitals 50 (24 h 7d )
fast-food restaurants
100
educational buildings
200() among EUROPA-MHA) member states earthquakes have only caused severe damage to a small portion of existing buildings ndash most were schools some were hospitals
Multinovic (2004)) Nota MHA - Multi-hazard Agreement
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Percheacute ospedali e scuole
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Inquadramento attivitagrave di rilievo
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Inquadramento attivitagrave di rilievo
Metodo ispirato da FEMA 154 e PAHO
RC URM No FEATURES AFFECTING THE STRUCTURAL SEISMIC VULNERABILITY
YES NO NA YES NO NA
01 Is the building irregular in plan 8 0 10 0
02 Are the columns regularly distributed 0 4
03 Are both building directions adequately braced (RC frames or shear walls URM walls) 0 16 0 20
04 Does the ratio between the buildingrsquos length and width is gt 25 4 0 10 0
05 Does the building possess eccentric cores (staircases or elevators) 8 0 10 0
06 Does the building have a soft story 16 0 0
07 Is the building irregular in elevation caused by setbacks of upper stories 8 0 0 20 0 0
08 Does the building have cantilevering upper stories 8 0 0 10 0 0
09 Does the building possess a heavy mass at the top or at roof level 4 0 5 0
10 Are pounding effects possible 4 0 5 0
11 Does the building have short columns 8 0
12 Are strong beamsndashweak columns available 16 0
13 Does the building possess shear walls 0 4
14 Did the building suffer any significant structural damage in the past 4 0 5 0
15 Does the building possess seismic retrofitting or strengthening measures 0 8 0 5
SUM max 120 max 100 NO OF ANSWERED QUESTIONS 12 or 15 8 or 10 STRUCTURAL VULNERABILITY INDEX SVI (= Sum No of questions)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Hazard Sismico
In 50 years there is a 10 chance of exceeding the indicated ground acceleration (in [g]-units)
00 01 02 03 05 g04
Urban Explosion Population is growing in hazardous regions
City Population Population density [peoplekm2]
Guatemala City
1000000 (2006)
4505
San Salvador 535000 (2006) 7064
Managua 950000 (2006) 5700
Panama City 708000 (2000) 275
San Joseacute 340000 (2005) 7546
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Esposizione
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Tipo di costruitoMinifalda
Adobe brick-masonry
Bahareque
Taquezal
Unreinforced claybrick masonry
Confined claybrick masonry
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Tipo di costruitoUnreinforced concrete block masonry
Block panel
Confined concrete block masonry
Piedra de cantera
Internal reinforced concrete block masonry
Laminada troquelada
Da una iniziale applicazione della metodologia in Centro America si ha
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Caratteristiche peculiari
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedali e cliniche sanitarie
una alta percentuale di occupanti sono disabili
Attrezzature pericolose e altre installazioni (ossigeno e altri gas agenti chimici ecc) possono causare danni (es incendi)
Molte sono installazioni sensibili allrsquoaccelerazione (ascensori tubazioni controsoffittature sospese) che possono rompersi facilmente e provocare danni
Danni alle attrezzature mediche causano grosse perdite economiche
Costi indiretti sono spesso considerati ma possono essere maggiori dei costi diretti di sostituzione
I costi indiretti includono
bull perdite dovute allrsquointerruzione dei servizi ospedalieri (laboratori ecc) gli ospedali privati possono andare in bancarotta
bull incremento dei costi per le emergenze
- psicologicheetichesentimentali ragioni
NON CrsquoErsquo PIUrsquo GRANDE TESORO PER UNA SOCIETArsquo CHE I SUOI BAMBINI
- i bambini non si comportano come gli adulti perdite maggiori
- le scuole sono spesso di una certa epoca alcune deficienze
negli edifici scolastici possono esserci differenze tra il progetto principale lo stato attuale e quello di mantenimento
- spesso le scuole sono vecchievulnerabilia piugrave piani- cambi socio-economici drammatici nelle nazioni in via di
sviluppo
economia basata sullrsquoagricoltura a quella industriale
rapida urbanizzazione
incremento di costruzioni improprie
incremento di vulnerabilitagrave ed esposizione
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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ScuoleCaratteristiche peculiari
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
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Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
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Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
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Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
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Part 2 Structural vulnerability assessment
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Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
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Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
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Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
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Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
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Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
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Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
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Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
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Modellazione strutturale ospedale
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Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
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Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
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Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
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000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
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Conclusioni
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Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
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Conclusioni
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GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
entrambi sono strutture ad alta prioritagrave
entrambe le tipologie strutturali sono estremamente importanti subito dopo un disastro (rifugio punto di raccolta centro organizzativo)
entrambe le tipologie strutturali hanno un tasso di occupazione estremamente alto (o personemq)
eg Tasso di occupazione giornaliera
(FEMA 174 1989)
permanent dwelling
12 occupants per 100 m2
government service
40
hospitals 50 (24 h 7d )
fast-food restaurants
100
educational buildings
200() among EUROPA-MHA) member states earthquakes have only caused severe damage to a small portion of existing buildings ndash most were schools some were hospitals
Multinovic (2004)) Nota MHA - Multi-hazard Agreement
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Percheacute ospedali e scuole
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Metodo ispirato da FEMA 154 e PAHO
RC URM No FEATURES AFFECTING THE STRUCTURAL SEISMIC VULNERABILITY
YES NO NA YES NO NA
01 Is the building irregular in plan 8 0 10 0
02 Are the columns regularly distributed 0 4
03 Are both building directions adequately braced (RC frames or shear walls URM walls) 0 16 0 20
04 Does the ratio between the buildingrsquos length and width is gt 25 4 0 10 0
05 Does the building possess eccentric cores (staircases or elevators) 8 0 10 0
06 Does the building have a soft story 16 0 0
07 Is the building irregular in elevation caused by setbacks of upper stories 8 0 0 20 0 0
08 Does the building have cantilevering upper stories 8 0 0 10 0 0
09 Does the building possess a heavy mass at the top or at roof level 4 0 5 0
10 Are pounding effects possible 4 0 5 0
11 Does the building have short columns 8 0
12 Are strong beamsndashweak columns available 16 0
13 Does the building possess shear walls 0 4
14 Did the building suffer any significant structural damage in the past 4 0 5 0
15 Does the building possess seismic retrofitting or strengthening measures 0 8 0 5
SUM max 120 max 100 NO OF ANSWERED QUESTIONS 12 or 15 8 or 10 STRUCTURAL VULNERABILITY INDEX SVI (= Sum No of questions)
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Hazard Sismico
In 50 years there is a 10 chance of exceeding the indicated ground acceleration (in [g]-units)
00 01 02 03 05 g04
Urban Explosion Population is growing in hazardous regions
City Population Population density [peoplekm2]
Guatemala City
1000000 (2006)
4505
San Salvador 535000 (2006) 7064
Managua 950000 (2006) 5700
Panama City 708000 (2000) 275
San Joseacute 340000 (2005) 7546
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Esposizione
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Tipo di costruitoMinifalda
Adobe brick-masonry
Bahareque
Taquezal
Unreinforced claybrick masonry
Confined claybrick masonry
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Tipo di costruitoUnreinforced concrete block masonry
Block panel
Confined concrete block masonry
Piedra de cantera
Internal reinforced concrete block masonry
Laminada troquelada
Da una iniziale applicazione della metodologia in Centro America si ha
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Caratteristiche peculiari
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Ospedali e cliniche sanitarie
una alta percentuale di occupanti sono disabili
Attrezzature pericolose e altre installazioni (ossigeno e altri gas agenti chimici ecc) possono causare danni (es incendi)
Molte sono installazioni sensibili allrsquoaccelerazione (ascensori tubazioni controsoffittature sospese) che possono rompersi facilmente e provocare danni
Danni alle attrezzature mediche causano grosse perdite economiche
Costi indiretti sono spesso considerati ma possono essere maggiori dei costi diretti di sostituzione
I costi indiretti includono
bull perdite dovute allrsquointerruzione dei servizi ospedalieri (laboratori ecc) gli ospedali privati possono andare in bancarotta
bull incremento dei costi per le emergenze
- psicologicheetichesentimentali ragioni
NON CrsquoErsquo PIUrsquo GRANDE TESORO PER UNA SOCIETArsquo CHE I SUOI BAMBINI
- i bambini non si comportano come gli adulti perdite maggiori
- le scuole sono spesso di una certa epoca alcune deficienze
negli edifici scolastici possono esserci differenze tra il progetto principale lo stato attuale e quello di mantenimento
- spesso le scuole sono vecchievulnerabilia piugrave piani- cambi socio-economici drammatici nelle nazioni in via di
sviluppo
economia basata sullrsquoagricoltura a quella industriale
rapida urbanizzazione
incremento di costruzioni improprie
incremento di vulnerabilitagrave ed esposizione
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ScuoleCaratteristiche peculiari
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
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Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
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Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
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Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
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Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
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Part 2 Structural vulnerability assessment
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Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
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Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
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Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
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Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
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Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
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Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Inquadramento attivitagrave di rilievo
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Inquadramento attivitagrave di rilievo
Metodo ispirato da FEMA 154 e PAHO
RC URM No FEATURES AFFECTING THE STRUCTURAL SEISMIC VULNERABILITY
YES NO NA YES NO NA
01 Is the building irregular in plan 8 0 10 0
02 Are the columns regularly distributed 0 4
03 Are both building directions adequately braced (RC frames or shear walls URM walls) 0 16 0 20
04 Does the ratio between the buildingrsquos length and width is gt 25 4 0 10 0
05 Does the building possess eccentric cores (staircases or elevators) 8 0 10 0
06 Does the building have a soft story 16 0 0
07 Is the building irregular in elevation caused by setbacks of upper stories 8 0 0 20 0 0
08 Does the building have cantilevering upper stories 8 0 0 10 0 0
09 Does the building possess a heavy mass at the top or at roof level 4 0 5 0
10 Are pounding effects possible 4 0 5 0
11 Does the building have short columns 8 0
12 Are strong beamsndashweak columns available 16 0
13 Does the building possess shear walls 0 4
14 Did the building suffer any significant structural damage in the past 4 0 5 0
15 Does the building possess seismic retrofitting or strengthening measures 0 8 0 5
SUM max 120 max 100 NO OF ANSWERED QUESTIONS 12 or 15 8 or 10 STRUCTURAL VULNERABILITY INDEX SVI (= Sum No of questions)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Hazard Sismico
In 50 years there is a 10 chance of exceeding the indicated ground acceleration (in [g]-units)
00 01 02 03 05 g04
Urban Explosion Population is growing in hazardous regions
City Population Population density [peoplekm2]
Guatemala City
1000000 (2006)
4505
San Salvador 535000 (2006) 7064
Managua 950000 (2006) 5700
Panama City 708000 (2000) 275
San Joseacute 340000 (2005) 7546
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Esposizione
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Tipo di costruitoMinifalda
Adobe brick-masonry
Bahareque
Taquezal
Unreinforced claybrick masonry
Confined claybrick masonry
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Tipo di costruitoUnreinforced concrete block masonry
Block panel
Confined concrete block masonry
Piedra de cantera
Internal reinforced concrete block masonry
Laminada troquelada
Da una iniziale applicazione della metodologia in Centro America si ha
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Inquadramento attivitagrave di rilievo
Caratteristiche peculiari
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e cliniche sanitarie
una alta percentuale di occupanti sono disabili
Attrezzature pericolose e altre installazioni (ossigeno e altri gas agenti chimici ecc) possono causare danni (es incendi)
Molte sono installazioni sensibili allrsquoaccelerazione (ascensori tubazioni controsoffittature sospese) che possono rompersi facilmente e provocare danni
Danni alle attrezzature mediche causano grosse perdite economiche
Costi indiretti sono spesso considerati ma possono essere maggiori dei costi diretti di sostituzione
I costi indiretti includono
bull perdite dovute allrsquointerruzione dei servizi ospedalieri (laboratori ecc) gli ospedali privati possono andare in bancarotta
bull incremento dei costi per le emergenze
- psicologicheetichesentimentali ragioni
NON CrsquoErsquo PIUrsquo GRANDE TESORO PER UNA SOCIETArsquo CHE I SUOI BAMBINI
- i bambini non si comportano come gli adulti perdite maggiori
- le scuole sono spesso di una certa epoca alcune deficienze
negli edifici scolastici possono esserci differenze tra il progetto principale lo stato attuale e quello di mantenimento
- spesso le scuole sono vecchievulnerabilia piugrave piani- cambi socio-economici drammatici nelle nazioni in via di
sviluppo
economia basata sullrsquoagricoltura a quella industriale
rapida urbanizzazione
incremento di costruzioni improprie
incremento di vulnerabilitagrave ed esposizione
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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ScuoleCaratteristiche peculiari
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
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Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
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Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
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Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
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Part 2 Structural vulnerability assessment
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Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
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Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
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Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
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Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
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Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
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Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
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Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
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Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
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Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
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000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
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Conclusioni
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GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Livello I empiricoa) Sviluppo e applicazione di questionarib) Valutazione indice di vulnerabilitagrave strutturale (SVI) e non strutturalec) Lista di prioritagrave di edifici da studiare
Livello II modellazione e analisi
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Metodo ispirato da FEMA 154 e PAHO
RC URM No FEATURES AFFECTING THE STRUCTURAL SEISMIC VULNERABILITY
YES NO NA YES NO NA
01 Is the building irregular in plan 8 0 10 0
02 Are the columns regularly distributed 0 4
03 Are both building directions adequately braced (RC frames or shear walls URM walls) 0 16 0 20
04 Does the ratio between the buildingrsquos length and width is gt 25 4 0 10 0
05 Does the building possess eccentric cores (staircases or elevators) 8 0 10 0
06 Does the building have a soft story 16 0 0
07 Is the building irregular in elevation caused by setbacks of upper stories 8 0 0 20 0 0
08 Does the building have cantilevering upper stories 8 0 0 10 0 0
09 Does the building possess a heavy mass at the top or at roof level 4 0 5 0
10 Are pounding effects possible 4 0 5 0
11 Does the building have short columns 8 0
12 Are strong beamsndashweak columns available 16 0
13 Does the building possess shear walls 0 4
14 Did the building suffer any significant structural damage in the past 4 0 5 0
15 Does the building possess seismic retrofitting or strengthening measures 0 8 0 5
SUM max 120 max 100 NO OF ANSWERED QUESTIONS 12 or 15 8 or 10 STRUCTURAL VULNERABILITY INDEX SVI (= Sum No of questions)
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Hazard Sismico
In 50 years there is a 10 chance of exceeding the indicated ground acceleration (in [g]-units)
00 01 02 03 05 g04
Urban Explosion Population is growing in hazardous regions
City Population Population density [peoplekm2]
Guatemala City
1000000 (2006)
4505
San Salvador 535000 (2006) 7064
Managua 950000 (2006) 5700
Panama City 708000 (2000) 275
San Joseacute 340000 (2005) 7546
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Esposizione
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Tipo di costruitoMinifalda
Adobe brick-masonry
Bahareque
Taquezal
Unreinforced claybrick masonry
Confined claybrick masonry
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Tipo di costruitoUnreinforced concrete block masonry
Block panel
Confined concrete block masonry
Piedra de cantera
Internal reinforced concrete block masonry
Laminada troquelada
Da una iniziale applicazione della metodologia in Centro America si ha
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Caratteristiche peculiari
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Ospedali e cliniche sanitarie
una alta percentuale di occupanti sono disabili
Attrezzature pericolose e altre installazioni (ossigeno e altri gas agenti chimici ecc) possono causare danni (es incendi)
Molte sono installazioni sensibili allrsquoaccelerazione (ascensori tubazioni controsoffittature sospese) che possono rompersi facilmente e provocare danni
Danni alle attrezzature mediche causano grosse perdite economiche
Costi indiretti sono spesso considerati ma possono essere maggiori dei costi diretti di sostituzione
I costi indiretti includono
bull perdite dovute allrsquointerruzione dei servizi ospedalieri (laboratori ecc) gli ospedali privati possono andare in bancarotta
bull incremento dei costi per le emergenze
- psicologicheetichesentimentali ragioni
NON CrsquoErsquo PIUrsquo GRANDE TESORO PER UNA SOCIETArsquo CHE I SUOI BAMBINI
- i bambini non si comportano come gli adulti perdite maggiori
- le scuole sono spesso di una certa epoca alcune deficienze
negli edifici scolastici possono esserci differenze tra il progetto principale lo stato attuale e quello di mantenimento
- spesso le scuole sono vecchievulnerabilia piugrave piani- cambi socio-economici drammatici nelle nazioni in via di
sviluppo
economia basata sullrsquoagricoltura a quella industriale
rapida urbanizzazione
incremento di costruzioni improprie
incremento di vulnerabilitagrave ed esposizione
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ScuoleCaratteristiche peculiari
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
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Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
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Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
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Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
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Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
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Part 2 Structural vulnerability assessment
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Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
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Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
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Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
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Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
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Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
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Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
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Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
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Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
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Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Hazard Sismico
In 50 years there is a 10 chance of exceeding the indicated ground acceleration (in [g]-units)
00 01 02 03 05 g04
Urban Explosion Population is growing in hazardous regions
City Population Population density [peoplekm2]
Guatemala City
1000000 (2006)
4505
San Salvador 535000 (2006) 7064
Managua 950000 (2006) 5700
Panama City 708000 (2000) 275
San Joseacute 340000 (2005) 7546
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Esposizione
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Tipo di costruitoMinifalda
Adobe brick-masonry
Bahareque
Taquezal
Unreinforced claybrick masonry
Confined claybrick masonry
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Tipo di costruitoUnreinforced concrete block masonry
Block panel
Confined concrete block masonry
Piedra de cantera
Internal reinforced concrete block masonry
Laminada troquelada
Da una iniziale applicazione della metodologia in Centro America si ha
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Caratteristiche peculiari
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e cliniche sanitarie
una alta percentuale di occupanti sono disabili
Attrezzature pericolose e altre installazioni (ossigeno e altri gas agenti chimici ecc) possono causare danni (es incendi)
Molte sono installazioni sensibili allrsquoaccelerazione (ascensori tubazioni controsoffittature sospese) che possono rompersi facilmente e provocare danni
Danni alle attrezzature mediche causano grosse perdite economiche
Costi indiretti sono spesso considerati ma possono essere maggiori dei costi diretti di sostituzione
I costi indiretti includono
bull perdite dovute allrsquointerruzione dei servizi ospedalieri (laboratori ecc) gli ospedali privati possono andare in bancarotta
bull incremento dei costi per le emergenze
- psicologicheetichesentimentali ragioni
NON CrsquoErsquo PIUrsquo GRANDE TESORO PER UNA SOCIETArsquo CHE I SUOI BAMBINI
- i bambini non si comportano come gli adulti perdite maggiori
- le scuole sono spesso di una certa epoca alcune deficienze
negli edifici scolastici possono esserci differenze tra il progetto principale lo stato attuale e quello di mantenimento
- spesso le scuole sono vecchievulnerabilia piugrave piani- cambi socio-economici drammatici nelle nazioni in via di
sviluppo
economia basata sullrsquoagricoltura a quella industriale
rapida urbanizzazione
incremento di costruzioni improprie
incremento di vulnerabilitagrave ed esposizione
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
ScuoleCaratteristiche peculiari
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Part 2 Structural vulnerability assessment
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
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Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
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Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
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Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
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Conclusioni
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GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Urban Explosion Population is growing in hazardous regions
City Population Population density [peoplekm2]
Guatemala City
1000000 (2006)
4505
San Salvador 535000 (2006) 7064
Managua 950000 (2006) 5700
Panama City 708000 (2000) 275
San Joseacute 340000 (2005) 7546
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Esposizione
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Tipo di costruitoMinifalda
Adobe brick-masonry
Bahareque
Taquezal
Unreinforced claybrick masonry
Confined claybrick masonry
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Tipo di costruitoUnreinforced concrete block masonry
Block panel
Confined concrete block masonry
Piedra de cantera
Internal reinforced concrete block masonry
Laminada troquelada
Da una iniziale applicazione della metodologia in Centro America si ha
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Caratteristiche peculiari
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Ospedali e cliniche sanitarie
una alta percentuale di occupanti sono disabili
Attrezzature pericolose e altre installazioni (ossigeno e altri gas agenti chimici ecc) possono causare danni (es incendi)
Molte sono installazioni sensibili allrsquoaccelerazione (ascensori tubazioni controsoffittature sospese) che possono rompersi facilmente e provocare danni
Danni alle attrezzature mediche causano grosse perdite economiche
Costi indiretti sono spesso considerati ma possono essere maggiori dei costi diretti di sostituzione
I costi indiretti includono
bull perdite dovute allrsquointerruzione dei servizi ospedalieri (laboratori ecc) gli ospedali privati possono andare in bancarotta
bull incremento dei costi per le emergenze
- psicologicheetichesentimentali ragioni
NON CrsquoErsquo PIUrsquo GRANDE TESORO PER UNA SOCIETArsquo CHE I SUOI BAMBINI
- i bambini non si comportano come gli adulti perdite maggiori
- le scuole sono spesso di una certa epoca alcune deficienze
negli edifici scolastici possono esserci differenze tra il progetto principale lo stato attuale e quello di mantenimento
- spesso le scuole sono vecchievulnerabilia piugrave piani- cambi socio-economici drammatici nelle nazioni in via di
sviluppo
economia basata sullrsquoagricoltura a quella industriale
rapida urbanizzazione
incremento di costruzioni improprie
incremento di vulnerabilitagrave ed esposizione
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ScuoleCaratteristiche peculiari
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
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Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
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Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
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Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
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Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
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Part 2 Structural vulnerability assessment
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Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
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Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
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Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
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Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
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Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Tipo di costruitoMinifalda
Adobe brick-masonry
Bahareque
Taquezal
Unreinforced claybrick masonry
Confined claybrick masonry
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Tipo di costruitoUnreinforced concrete block masonry
Block panel
Confined concrete block masonry
Piedra de cantera
Internal reinforced concrete block masonry
Laminada troquelada
Da una iniziale applicazione della metodologia in Centro America si ha
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Inquadramento attivitagrave di rilievo
Caratteristiche peculiari
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e cliniche sanitarie
una alta percentuale di occupanti sono disabili
Attrezzature pericolose e altre installazioni (ossigeno e altri gas agenti chimici ecc) possono causare danni (es incendi)
Molte sono installazioni sensibili allrsquoaccelerazione (ascensori tubazioni controsoffittature sospese) che possono rompersi facilmente e provocare danni
Danni alle attrezzature mediche causano grosse perdite economiche
Costi indiretti sono spesso considerati ma possono essere maggiori dei costi diretti di sostituzione
I costi indiretti includono
bull perdite dovute allrsquointerruzione dei servizi ospedalieri (laboratori ecc) gli ospedali privati possono andare in bancarotta
bull incremento dei costi per le emergenze
- psicologicheetichesentimentali ragioni
NON CrsquoErsquo PIUrsquo GRANDE TESORO PER UNA SOCIETArsquo CHE I SUOI BAMBINI
- i bambini non si comportano come gli adulti perdite maggiori
- le scuole sono spesso di una certa epoca alcune deficienze
negli edifici scolastici possono esserci differenze tra il progetto principale lo stato attuale e quello di mantenimento
- spesso le scuole sono vecchievulnerabilia piugrave piani- cambi socio-economici drammatici nelle nazioni in via di
sviluppo
economia basata sullrsquoagricoltura a quella industriale
rapida urbanizzazione
incremento di costruzioni improprie
incremento di vulnerabilitagrave ed esposizione
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
ScuoleCaratteristiche peculiari
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
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Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
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Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Part 2 Structural vulnerability assessment
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Tipo di costruitoUnreinforced concrete block masonry
Block panel
Confined concrete block masonry
Piedra de cantera
Internal reinforced concrete block masonry
Laminada troquelada
Da una iniziale applicazione della metodologia in Centro America si ha
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Inquadramento attivitagrave di rilievo
Caratteristiche peculiari
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e cliniche sanitarie
una alta percentuale di occupanti sono disabili
Attrezzature pericolose e altre installazioni (ossigeno e altri gas agenti chimici ecc) possono causare danni (es incendi)
Molte sono installazioni sensibili allrsquoaccelerazione (ascensori tubazioni controsoffittature sospese) che possono rompersi facilmente e provocare danni
Danni alle attrezzature mediche causano grosse perdite economiche
Costi indiretti sono spesso considerati ma possono essere maggiori dei costi diretti di sostituzione
I costi indiretti includono
bull perdite dovute allrsquointerruzione dei servizi ospedalieri (laboratori ecc) gli ospedali privati possono andare in bancarotta
bull incremento dei costi per le emergenze
- psicologicheetichesentimentali ragioni
NON CrsquoErsquo PIUrsquo GRANDE TESORO PER UNA SOCIETArsquo CHE I SUOI BAMBINI
- i bambini non si comportano come gli adulti perdite maggiori
- le scuole sono spesso di una certa epoca alcune deficienze
negli edifici scolastici possono esserci differenze tra il progetto principale lo stato attuale e quello di mantenimento
- spesso le scuole sono vecchievulnerabilia piugrave piani- cambi socio-economici drammatici nelle nazioni in via di
sviluppo
economia basata sullrsquoagricoltura a quella industriale
rapida urbanizzazione
incremento di costruzioni improprie
incremento di vulnerabilitagrave ed esposizione
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
ScuoleCaratteristiche peculiari
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Part 2 Structural vulnerability assessment
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Da una iniziale applicazione della metodologia in Centro America si ha
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Inquadramento attivitagrave di rilievo
Caratteristiche peculiari
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e cliniche sanitarie
una alta percentuale di occupanti sono disabili
Attrezzature pericolose e altre installazioni (ossigeno e altri gas agenti chimici ecc) possono causare danni (es incendi)
Molte sono installazioni sensibili allrsquoaccelerazione (ascensori tubazioni controsoffittature sospese) che possono rompersi facilmente e provocare danni
Danni alle attrezzature mediche causano grosse perdite economiche
Costi indiretti sono spesso considerati ma possono essere maggiori dei costi diretti di sostituzione
I costi indiretti includono
bull perdite dovute allrsquointerruzione dei servizi ospedalieri (laboratori ecc) gli ospedali privati possono andare in bancarotta
bull incremento dei costi per le emergenze
- psicologicheetichesentimentali ragioni
NON CrsquoErsquo PIUrsquo GRANDE TESORO PER UNA SOCIETArsquo CHE I SUOI BAMBINI
- i bambini non si comportano come gli adulti perdite maggiori
- le scuole sono spesso di una certa epoca alcune deficienze
negli edifici scolastici possono esserci differenze tra il progetto principale lo stato attuale e quello di mantenimento
- spesso le scuole sono vecchievulnerabilia piugrave piani- cambi socio-economici drammatici nelle nazioni in via di
sviluppo
economia basata sullrsquoagricoltura a quella industriale
rapida urbanizzazione
incremento di costruzioni improprie
incremento di vulnerabilitagrave ed esposizione
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
ScuoleCaratteristiche peculiari
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
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Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
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Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
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Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
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Part 2 Structural vulnerability assessment
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Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
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Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
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Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Caratteristiche peculiari
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedali e cliniche sanitarie
una alta percentuale di occupanti sono disabili
Attrezzature pericolose e altre installazioni (ossigeno e altri gas agenti chimici ecc) possono causare danni (es incendi)
Molte sono installazioni sensibili allrsquoaccelerazione (ascensori tubazioni controsoffittature sospese) che possono rompersi facilmente e provocare danni
Danni alle attrezzature mediche causano grosse perdite economiche
Costi indiretti sono spesso considerati ma possono essere maggiori dei costi diretti di sostituzione
I costi indiretti includono
bull perdite dovute allrsquointerruzione dei servizi ospedalieri (laboratori ecc) gli ospedali privati possono andare in bancarotta
bull incremento dei costi per le emergenze
- psicologicheetichesentimentali ragioni
NON CrsquoErsquo PIUrsquo GRANDE TESORO PER UNA SOCIETArsquo CHE I SUOI BAMBINI
- i bambini non si comportano come gli adulti perdite maggiori
- le scuole sono spesso di una certa epoca alcune deficienze
negli edifici scolastici possono esserci differenze tra il progetto principale lo stato attuale e quello di mantenimento
- spesso le scuole sono vecchievulnerabilia piugrave piani- cambi socio-economici drammatici nelle nazioni in via di
sviluppo
economia basata sullrsquoagricoltura a quella industriale
rapida urbanizzazione
incremento di costruzioni improprie
incremento di vulnerabilitagrave ed esposizione
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
ScuoleCaratteristiche peculiari
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
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Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
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Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
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Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
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Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
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Part 2 Structural vulnerability assessment
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Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
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Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
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Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
- psicologicheetichesentimentali ragioni
NON CrsquoErsquo PIUrsquo GRANDE TESORO PER UNA SOCIETArsquo CHE I SUOI BAMBINI
- i bambini non si comportano come gli adulti perdite maggiori
- le scuole sono spesso di una certa epoca alcune deficienze
negli edifici scolastici possono esserci differenze tra il progetto principale lo stato attuale e quello di mantenimento
- spesso le scuole sono vecchievulnerabilia piugrave piani- cambi socio-economici drammatici nelle nazioni in via di
sviluppo
economia basata sullrsquoagricoltura a quella industriale
rapida urbanizzazione
incremento di costruzioni improprie
incremento di vulnerabilitagrave ed esposizione
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
ScuoleCaratteristiche peculiari
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Part 2 Structural vulnerability assessment
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Sviluppo di questionari basati suFederal Emergency Management Agency (2003) FEMA 396 ndash Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings Washington December 2003
Federal Emergency Management Agency (2004) FEMA 389 ndash Primer for Design Professionals Chapter 9 Design and Performance Issues relating to Healthcare Facilities Washington January 2004
Federal Emergency Management Agency (2005) FEMA 452 ndash Risk Assessment A How-to Guide to mitigate potential Terrorist Attacks against Buildings Washington January 2005
Pan American Health Organization PAHO (2000) Disaster Mitigation for Health Facilities Guidelines for Vulnerability Appraisal and Reduction in the Caribbean
World Health Organization WHO (2002) A Structural Vulnerability Assessment of Hospitals in Kathmandu Valley Kathmandu Nepal August 2002
World Health Organization WHO (2007) Seismic Vulnerability Assessment of a Key Health Facility in The former Yugoslav Republic of Macedonia - A handbook WHO Copenhagen
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Questionari
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
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Part 2 Structural vulnerability assessment
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
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Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seguendo procedure giagrave esistenti presentate da PAHO
FEMA
Questionari su vulnerabilitagrave strutturale e non-
strutturale trascurando la vulnerabilitagrave funzionale
Da applicare solo a ospedali e edifici scolastici questionari
leggermenti diversi
Ancora nella fase di taratura prime applicazioni Northern
India Guatemala Nicaragua El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Valutazione della Vulnerabilitagrave
Metodo semplificato
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Part 2 Structural vulnerability assessment
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Part 1 General information
Part 2 Structural parameters
Part 3 Non-structural parameters
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Questionari
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Part 2 Structural vulnerability assessment
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Stima delle principali caratteristiche (influenzata soggettivamente dal compilatore)
Le informazoni su etagrave e stato attuale sono usate per incrementaredecrementare gli indici di vulnerabilitagrave
equal for hospitals and schools
for hospita
ls
for schools
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Part 1 General information
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Part 2 Structural vulnerability assessment
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
low medium high
Definizione di tre livelli di importanza connessi al Fattore di Livello di
Importanza FIL low FIL = 1
medium FIL = 4
high FIL = 9
Importance levels
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Part 2 Structural vulnerability assessmentCaratteristiche che influenzano la vulnerabilitagrave
strutturale
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Part 2 Structural vulnerability assessment
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Structural vulnerability index SVI
SVI = [( Imp Level Factor) No of answers] Age Factor Actual State Factor
09 11 09 11
per i casi maggiormente sfavorevoli
SVIAge factor
Agelt 10 years
10 - 20 years
20 - 40 years
gt 40 years
Actual state factor 090 100 105 110
Good 090 399 443 465 487
Recently renovated 100 443 492 517 542
In need of renovation 105 465 517 543 569
Bad (decayed) 110 487 542 569 596
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Part 2 Structural vulnerability assessment
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
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Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
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Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
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Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
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Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
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Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
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Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Valutazione della Vulnerabilitagrave1 Identificazione di una possibile soluzione strutturale
connessa al generico edificio2 Generazione dei corrispondenti modelli a plasticitagrave
concentrata per analisi non lineari3 Esecuzione di analisi di pushover per la determinazione
dei parametri di capacitagrave non lineari
Per valutare diversi livelli prestazionali tre stati limite sono stati considerati
- Danno limitato (DL) rarr attingimento della y- Danno severo (SD) rarr attingimento di u- Collasso incipiente (NC) rarr attingimento della u
Crisi str
uttura = crisi
di
Crisi str
uttura = crisi
di
elemento
elemento
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
(1)Generazione del modello strutturale
δi Θi
Θi
δi
(2) Definizione delle proprietagrave delle cerniere non lineari (legame momento-rotazione) per gli elementi strutturali (travi colonne)
(G + Ψ2i Q)
(3) Definizione dei carichi carichi permanenti ed accidentali definizione della combinazione di carichi permanenti e sismici ( indicazioni normative)
Gk + sumi (Ψ2i QKi)
with Ψ2i = 06 for schools and hospitals
(4)Calcolo masse sismiche
(5)Analisi di Pushover
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
structural model
V
δ
capacity (pushover) curve
equivalent SDOF
ADRS spectrum
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Θy - yield rotation
Θmax - maximum rotation (=15 Θy )
Θu - ultimate rotation
Mcr - cracking moment
My - yield moment
Mmax - maximum moment
Mu - ultimate moment (asymp 08 Mmax)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Calcolo della rotazione di yielding Θy secondo Euro Code EN1998
c
yby
v
vvyy
f
fd
L
HzaL
13051100130
3
with y - yield curvature
Lv - shear length
H - total section heigth
db - mean diameter of the longitudinal bars in the affected section
(oslash18 = 18 mm)
fy - yield strength of the longitudinal reinforcement steel [MPa]
fc - concrete compression strength [MPa]
Per colonne e travi considerando taglio e scorrimento delle barre
La rotazione di yielding Θy egrave principalmente dipendente dallrsquoarmatura
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
γel - experimentally gained factor for primary structural elements (=10 in
this study)
ν - normalized axial load [ν = N(fc ∙Ac)]
Ac - concrete section
ω - bar mechanical percentages in tensionω - bar mechanical percentages in compression
fy fyw - longitudinal and transversal yield strength of steel [MPa]
Basata su analisi di regressione
c
ys
fHb
fA
c
ys
fHb
fA
La rotazione plastica Θum
pl egrave influenzata dal
calcestruzzo
plumyu
Calcolo della rotazione plastica Θumpl
dc
ywsxf
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
fc - concrete compression strength
[MPa]α - confinement efficiency factor (eq 8)
ρsx - transversal steel percentage (eq
9)
ρd - percentage of diagonal
reinforcement (eq 10)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Calcolo della rotazione ultima Θu
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
wcc
Vtot
plcc
velR VAf
h
LfAN
L
xhV 5min160110050max1605min0501550min
2
1
with γel - experimentally gained factor for primary structural
elementsh - depth of cross-sectionx - compression zone depthN - compressive axial force
LV - ratio momentshear at the end section
Ac - cross section area
fc - concrete compression strength [MPa]
ρtot - total longitudinal reinforcement ratio
VW - contribution of transverse reinforcement to shear resistanceywwww fzbV
with ρw - tranverse reinforcement ratio
z - length of the internal lever arm
fyw - yield stress of the transverse reinforcement [MPa]
hb
AA
w
sstot
Total longitudinal reinforcement
h
bw
As
Asrsquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover resistenza a taglio
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 La resistenza del calcestruzzo egrave considerata distribuita normalmente
con un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 25
2 La resistenza dellrsquoacciaio egrave considerata distribuita normalmente con
un valore medio dipendente dalle caratteristiche in situ e dalle
pratiche progettuali adottate e un CoV uguale al 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
0
100
200
300
400
500
600
700
000 005 010 015 020 025
Experimental test on new CA steel bar in Univ of Naplesrsquos Official Laboratory
fc
fy
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Variabilitagrave dei parametri caratterizzanti le cerniere non lineari
(valutazione parametrica)
1 Rotazione di yielding y distribuzione lognormale valore medio
uguale alla y corrispondente a materiali ldquomedirdquo e CoV = 42
2 Rotazione plastica pl distribuzione lognormale con valore medio
uguale alla pl corrispondente ai materiali medi e CoV = 42
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover variability in thresholds
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
1) Periodo effettivo
2) Resistenza non lineare
3) Spostamento non lineare
2
k
mT i ii
i ii
i ii
ys m
m
VC 2
2
u
dC
i ii
i ii
m
m2
y
yVk
in cuimi egrave la massa allrsquoi-esimo impalcato e i egrave lo spostamento adimensionalizzato al livello i
rispetto allo spostamento del tetto egrave il fattore di partecipazione e k egrave la rigidezza non lineare
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover parametri non lineari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Dalla curva di capacitagrave bilineare i Parametri non lineari
per il sistema SDOF possono essere derivati
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
0
01
02
03
04
05
06
07
08
09
1
0 05 1 15 2 25
A B C D E
Spectral Acceleration Sa [g]
Period T [s]
Aaa T
TSTS 604030 ATT 0
30aa STS AVA TTT
TSTS a
a01 VdAV TTT
201
TTSTS VDa
a sTTVD 10
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Domanda spettro IBC 2006
Classificazione Classificazione suolo (NEHRP)suolo (NEHRP)
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Estrazione casuale di un vettore di parametri (y pl Cd Cs e T)
Spettro di domanda elastica corrispondente al periodo T
dellrsquoestrazione casuale Riduzione dello spettro elastico in inelastico mediante i
fattori CR e R
Confronto Capacitagrave ndash Domanda per ognuno degli stati limite
considerati
Cd spostamento capace
del SDOF
Cs coefficiente di taglio
alla base funzione di
Vmax del SDOF e della
massa generalizzata
T periodo effettivo del
SDOF
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Curve di capacitagrave ndash curve di fragilitagrave
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
MDOF
SDOF
Bilinear equivalent
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Ospedali (Managua)Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati NicaraguaOspedali (Managua)
Roberto Calderon GutierrezVelez Paiz
Scuole (Managua)Instituto Nacional Azarias H
PallaisInstituto Nacional Rigoberto
Lopez Perez
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Ospedali (Guatemala City)Roosevelt - Maternidad
Scuole (Guatemala City)Republica de AustriaRepublica de Colombia
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati Guatemala
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Zona 11 occupazione residenziale e
commerciale
Zona 11Zona 11
Guatemala City
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
anno di costruzione 1965 (sopravvissuta al terremoto del 1976 M 75)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=2100 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~31000 Nmm2
Assenza di normativa sismica
pianta sezione
5690 m
2060 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Escuela Republica de Colombia Guatemala City
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
(1) Effetto PndashΔ
Dettaglio colonna (lrsquoarmatura egrave rilevata con test pacometrici)
Entitagrave del carico
assiale
Snellezza dellrsquointera
struttura
Snellezza dei singoli
elementi
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
without P-delta with P-delta
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
(2) Deformabilitagrave del tetto
Lamiera ondulata in metallo su travi di legno
Diaframma rigido
Shell deformabili su travi di
legno
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
0
500
1000
1500
2000
2500
0 002 004 006 008 01
Roof displacement Du
[m]
Base shear Vb
[kN]
deformable roof
rigid roof
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
(3) Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Panagiotakos e Fardis 2001
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
pl growing y growing
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi capacitagrave strutturali
Effetto della rotazione plastica e di yielding sulla capacitagrave strutturale
Lo spostamento capace aumenta al
crescere di pl
La rigidezza strutturale decresce pertanto il
periodo effettivo aumenta al crescere di y
0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]0
500
1000
1500
2000
2500
0 003 006 009 012 015
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Base shear Vb [kN]
Roof displacement u [m]pl growing
y growing
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
000
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
T [sec]
000
001
002
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004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdDL [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdSD [m]
000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
y
CdNC [m]
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi parametri non lineari
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
direzione longitudinale direzione trasversale
Stati limite (crisi elemento rarr crisi struttura) Danno limitato (DL) un primo elemento attinge lo snervamento
Danno severo (SD) un primo elemento attinge una rotazione pari a
frac34 di quella ultima
Collasso imminente (NC) un primo elemento attinge una rotazione
pari a quella ultima
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Risultati di analisi Fragilitagrave Strutturali
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
Damage Limitation Significant Damage Near Collapse
Pf
PGA [g]
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
OspedaliNacional Dr Luis E Vasquez
(Chalatenango)Scuole
Complejo Educativo Catolico S Domingo (Chiltiupan)
Alberto Mazzini (San Salvador)
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedali e scuole rilevati El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
El Salvador
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
anno di costruzione 1971 (sopravvissuto ai terremoti del 2001 M 77 ndash 66)
suolo classe C secondo la classificazione NEHRP (vs30 =
360ndash760 msec)
proprietagrave dei materiali assegnate dai test effettuati in situ opportunamente corretti in funzione delle pratiche progettuali del posto
a) calcestruzzo fc=1900 Nmm2
b) acciaio di armatura fy~34500 Nmm2
Antecedente alla norma sismica (El Salvador Seismic Code 1989 ndash El Salvador Hospitals Code 2004)
6 piani (hint=38 m)
pianta
4200 m
1280 m
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Ospedale Nacional Dr Luis E Vasquez El Salvador
Percentuale di armatura non conosciuta rarr processo di
progettazione simulata
a) travi percentuale di acciaio funzione del rapporto tra
momento flettente (G+Q) e il prodotto di base e quadrato
dellrsquoaltezza utile della sezione e di rapporto tra copriferro e
altezza utile della sezione (ACI - 63)
b) pilastri percentuale geometrica di armatura = 001 - 008
della sezione (ACI - 63) tarata con la pratica progettuale del
posto (in Laboratorio Max Bloch Central area di acciaio =
0015 dellrsquoarea della sezione)
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Modello a plasticitagrave concentrata per analisi di pushover
Diagramma momento ndash rotazione adottato
c
yby
V
VVyy
f
fd
L
hzaL
13051100130
3
dc
ywsx f
f
Vc
el
plum h
Lf
100
35020
30
275125010max
010max25001450
1
plumyu
el adottato pari a 1 Relazioni da EC8
y 51max
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale ospedale
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche
Distribuzione lognormale per y (CoV
= 0 42)
Distribuzione lognormale per pl (CoV =
0 42)
Variabilitagrave nel modello
meccanico
(y e pl )
non considerata in alcun non considerata in alcun
metodometodo
per tener in conto errori di
regressione nella
determinazione di
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Modellazione strutturale
016 034 050 066 084
y pe
rcen
tile
pl percentile
016 1 2 3 4 5034 6 7 8 9 10050 11 12 13 14 15066 16 17 18 19 20084 21 22 23 24 25
y pe
rcen
tile
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
020
040
060
080
100
120
140
160
180
200
000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
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015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
020
025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
020
025
030
035
0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
035
000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Variabilitagrave nelle caratteristiche meccaniche dei materiali
(valutazione parametrica)1 Distribuzione normale della resistenza del calcestruzzo = 19 MPa e
CoV = 25
2 Distribuzione normale della resistenza dellrsquoacciaio = 345 MPa e CoV
= 8
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Analisi di pushover caratterizzazione delle cerniere plastiche
fcm=19 MPa
CoV=25
fym= 345 MPa
CoV=8
290 317 345 373 400fy [MPa]
f c [M
Pa]
950 1 2 3 4 51425 6 7 8 9 101900 11 12 13 14 152375 16 17 18 19 202850 21 22 23 24 25
f c [M
Pa]
Variabilitagrave nella
caratterizzazione dei
materiali
(fy e fc )
per tener in conto
approssimazioni nella
determinazione delle f
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
020
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000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
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040
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000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
015
020
025
030
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
005
010
015
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025
030
250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
010
015
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0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
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CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
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000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
T [sec]
y
Parametri non lineari risultati
000
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000 020 040 060 080 100
T [sec]
pl
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della y
Il periodo effettivo aumenta al crescere
della pl
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
005
010
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10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
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250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450
Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
005
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CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
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000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Parametri non lineari risultati
000
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10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Cs [g]
fc [MPa]
000
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Cs aumenta al crescere della resistenza a compressione del
calcestruzzo
Cs aumenta al crescere della resistenza dellrsquoacciaio
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
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0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1
CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
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CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
000
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CdCO [g]
pl
Parametri non lineari risultati
000
005
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000 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100
CdCO [g]
y
Cd aumenta al crescere della rotazione di snervamento
Cd aumenta al crescere della rotazione plastica
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Sviluppo di questionari rarr lista di prioritagrave
Sviluppo di funzioni di vulnerabilitagrave strutturale
considerando variabilitagrave nel modello
Scelta di una struttura rappresentativa per le scuole e una
per gli ospedali rilevati in Centro America
Sono stati considerati
a) Distribuzioni lognormali nella caratterizzazione del
modello meccanico
b) Distribuzioni normali nelle caratteristiche dei materiali
c) Diverse tipologie di tetto
d) Effetto P - Sviluppo di funzioni di fragilitagrave in termini di PGA per tre
stati limite (DL SD e NC) considerando variabilitagrave nel
modello negli stati limite e nella domanda inelastica
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Taratura di un Index Method per la valutazione della
vulnerabilitagrave strutturale e non strutturale di scuole e
ospedali nei paesi del Centro America in corso di
sperimentazione
Semplici linee guida per lrsquoadeguamento sismico di edifici
strategici in Centro America
Analisi Costi-Benefici
I risultati ottenuti verranno utilizzati per
OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE
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OECD expertsrsquo recommendationsldquoThe motivation for school seismic safety is much broader than the universal human instinct to protect and love children The education of children is essential to maintaining free societies most nations make education compulsory A state requirement for compulsory education while allowing the continued use of seismically unsafe buildings is an unjustifiable practice School seismic safety initiatives are based on the premise that the very future of society is dependent upon the safety of the children of the worldrdquo
Tucker et al (2004)UN Recommendations on School Seismic SafetyOctober 2006 UN Secretary General Kofi Annan launches a 2 yr global campaign to make schools a focal point for disaster reductionldquoChildren are especially vulnerable to the threats posed by natural hazardsrdquoldquoStrengthening school buildings and educating students about how to prepare for disasters will save livesrdquoldquoGovernments must act now to reduce the devastating impact of disasters on their citizens especially their childrenrdquo
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
Conclusioni
Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Seismic Vulnerability of Existing RC Structures With Special Focus on High-Priority Buildings in Central AmericaBuildings in Central America
Maria Isabella VerbicaroMaria Isabella Verbicaro
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