La classificazione sismica degli edifici

Per ottenere le detrazioni fiscali del supersisma bonus previste nel decreto rilancio è necessario effettuare la classificazione sismica della unità strutturale. La certificazione sismica è valutata, in analogia alla certificazione energetica, mediante otto classi di rischio sismico che vanno dalla lettera A+ (edificio adeguato o con rapporto tra capacità e domanda maggiore di 1) alla lettera G (edificio poco sicuro in caso di terremoto).  A differenza della classificazione energetica, l’analisi delle vulnerabilità sismica deve essere eseguita sull’intera unità strutturale, ossia l’intero edificio, e non può essere applicabile solo ad una singola unità immobiliare.

Le Linee Guida Per La Classificazione Del Rischio Sismico Delle Costruzioni (DM_24_del_09/01/2020_All_A) prevedono due metodologie di calcolo per la classificazione sismica degli edifici.

Tale classificazione deve essere redatta in base alle linee guida contenute nel recente D.M. 09/01/2020, dove sono indicate le modalità per l’attestazione, da parte dei professionisti abilitati, dell’efficacia degli interventi effettuati. L’art. 3 comma 1 del suddetto D.M. precisa infatti che «l’efficacia degli interventi finalizzati alla riduzione del rischio sismico è asseverata dai professionisti incaricati della progettazione strutturale, direzione dei lavori delle strutture e collaudo statico secondo le rispettive competenze professionali, e iscritti ai relativi Ordini e Collegi professionali di appartenenza».

Metodo Convenzionale

La metodologia denominata convenzionale assegna alla costruzione in esame una Classe di Rischio in funzione del parametro economico PAM e dell’indice di sicurezza della struttura IS-V. Per il calcolo di tali parametri è necessario calcolare, facendo riferimento al sito in cui sorge la costruzione in esame, le accelerazioni di picco al suolo per le quali si raggiungono gli stati limite SLO,SLD, SLV ed SLC, utilizzando le usuali verifiche di sicurezza agli stati limite previste dalle Norme Tecniche per le Costruzioni. Questa metodologia è quindi applicabile a tutte le tipologie di costruzione previste dalle NTC18 Al fine della assegnazione della Classe di Rischio, è necessario valutare preliminarmente la Classe PAM e la Classe IS-V in cui ricade la costruzione in esame. Per la valutazione della Classe PAM, noti i valori delle accelerazioni al suolo di capacità, PGAC(SLi), che inducono il raggiungimento degli stati limite indicati dalla norma (SLC, SLV, SLD, SLO), e la frequenza media annua di superamento λ= 1/ TrC per ogni stato limite considerato, è necessario valutare l’area sottesa alla spezzata individuata dalle coppie di punti (λ, CR) per ciascuno dei sopra indicati stati limite, a cui si aggiunge il punto (λ=0, CR=100%). La classe della struttura considerata è rappresentata dalla minima classe ottenuta dai due parametri in funzione delle tabelle di seguito riportate.

Tabella 1 – Attribuzione della Classe di Rischio IS-V in funzione dell’entità dell’Indice di Sicurezza

Tabella 2 –Attribuzione della Classe di Rischio PAM in funzione dell’entità delle Perdite medie annue attese

Metodo Semplificato

La metodologia denominata semplificata è una metodologia speditiva applicabile esclusivamente agli edifici con struttura portante in muratura, non applicabile altre tipologie costruttive quali strutture in acciaio ed in cemento amato. Questa metodologia permette di individuare la classe sismica di partenza senza dover effettuare indagini specifiche sulla struttura, attraverso una metodologia tabellare in funzione della tipologia muraria , degli orizzontamenti e della zona sismica viene attribuita alla struttura una classe di vulnerabilità . Nello specifico si determina, sulla base delle caratteristiche della costruzione, la Classe di Rischio di appartenenza a partire dalla classe di vulnerabilità definita dalla Scala Macrosismica Europea (EMS) (Figura 2 Approccio semplificato per l’attribuzione della Classe di Vulnerabilità agli edifici in muratura §2.2 DM_24_del_09/01/2020_All_A), sono individuate 7 macro tipologie di tessitura muraria, per ciascuna delle quali è associata una determinata classe di vulnerabilità (da V1, migliore resistenza, a V6 quale struttura più vulnerabile). Le peculiarità negative presenti in tabella 4 §2.2 DM_24_del_09/01/2020_All_A permettono la valutazione dell’eventuale scostamento dalla classe media a causa di un elevato degrado, di una scarsa qualità costruttiva o della presenza di peculiarità negative che possono innescare meccanismi di collasso locale per valori particolarmente bassi dell’azione sismica e aumentare la vulnerabilità globale. Il cerchio rappresenta il valore della classe di vulnerabilità in funzione della qualità della tessitura muraria. Poiché quest’ultima può dimostrarsi anche peggiore o migliore rispetto alla media, la tabella della EMS-98 individua anche la dispersione intorno a tale valore, con la linea continua riferita a valori più probabili, e quella tratteggiata a valori meno probabili. Pertanto la valutazione della classe di vulnerabilità (da non confondersi con la classe di rischio che è il prodotto finale della classificazione) avverrà ad opera del progettista con rilievi di tipo visivo, coadiuvati da locali saggi esplorativi utili alla valutazione della tipologia di tessitura muraria, dei solai e dei collegamenti tra pareti e solai.

Quando la Classe di Rischio è stata assegnata all’edificio mediante il metodo semplificato, è possibile ritenere valido il passaggio alla Classe di Rischio immediatamente superiore solo quando siano soddisfatte alcune condizioni. Per gli edifici con struttura di muratura esse sono indicate nella tabella 7. L’entità degli interventi deve essere tale da non produrre sostanziali modifiche al comportamento della struttura nel suo insieme e da consentire quindi l’inquadramento come interventi locali, con riferimento alle murature, in caso sarà possibile certificare l’incremento di una sola classe di rischio sismico.

Nel dettaglio il metodo semplificato verrà spiegato con un esempio pratico ed alla fine dell’articolo un foglio di calcolo Excel scaricabile gratuitamente permetterà la classificazione sismica della struttura.

ESEMPIO : Metodo Semplificato

Si consideri un generico edificio in muratura di tufo giallo Napoletano caratterizzato da pietre semplicemente sbozzate e solai in legno, edificio è sito nel comune di Napoli.

La valutazione della classe di vulnerabilità deve essere condotta in due passi successivi:

  1. Determinazione della tipologia strutturale e della classe di vulnerabilità
  2. Valutazione dell’eventuale scostamento della classe media

L’EMS-98 individua 7 tipologie di edifici in muratura e fissa la vulnerabilità media individuando 6 classi di vulnerabilità

VALUTAZIONE DELL’EVENTUALE SCOSTAMENTO DELLA CLASSE MEDIA

Le indagini effettuate hanno permesso di individuare le seguenti peculiarità negative della struttura

PECULIARITA’ NEGATIVE PER LA VULNERABILITA’ LOCALE E/O GLOBALE

  • Scarsa qualità  costruttiva

  • Elevato degrado e/o danneggiamento

  • Spinte orizzontali non contrastate

  • Pannelli murari male ammorsati tra loro

  • Orizzontamenti male ammorsati alle pareti

  • Aperture di elevate dimensioni intervallate da maschi di ridotte dimensioni

  • Presenza di numerose nicchie che riducono significativamente l’area resistente della muratura

  • Pareti di elevate dimensioni (larghezza e altezza) non controventate a sufficienza

  • Pannelli murari a doppio strato con camera d’aria

  • Assenza parziale o totale di cordoli

  • Elevata irregolarità  in pianta e/o in altezza

  • Presenza numerosa di elementi non-strutturali che modificano negativamente il comportamento locale e/o globale

La presenza di almeno una delle peculiarità negative determina lo scostamento da V5 a V6

La classe di vulnerabilità, in relazione alla pericolosità del sito in cui è localizzato l’edificio, corrisponde a una Classe di Rischio. La pericolosità del sito è individuata attraverso la zona sismica di appartenenza così come definita dall’O.P.C.M del 20/03/2003 :

Zona 1: sismicità alta (PGA oltre 0,25 g), comprende 708 comuni.
Zona 2: sismicità medio-alta (PGA fra 0,15 e 0,25 g), comprende 2.345 comuni (in Toscana ed in Piemonte alcuni comuni sono classificati in Zona 3S, sismicità media, che prevede obbligo di calcolo dell’azione sismica identica alla Zona 2).
Zona 3: sismicità medio-bassa (PGA fra 0,05 e 0,15 g), comprende 1.560 comuni.
Zona 4: sismicità bassa (PGA inferiore a 0,05 g), comprende 3.488 comuni.

CLASSIFICAZIONE DEL RISCHIO SISMICO ANTE OPERAM

CLASSE MEDIA DI VULNERABILITA’ GLOBALE = V6

La Classe di Rischio individuata è F*

La Perdita Media Annua attesa è

 4.5% < PAM ≤ 7.5%

POSSIBILI INTERVENTI DI MIGLIORAMENTO

Gli interventi necessari per migliorare sismicamente la struttura e garantire il salto di una classe sono:

  • Ripristino delle zone danneggiate e/o degradate;
  • Eliminazione delle spinte orizzontali non contrastate;
  • Stabiliazzazione fuori piano delle pareti di elevate dimensioni (larghezza e altezza);
  • Collegamento dei pannelli murari agli orizzontamenti.

VALUTAZIONE PRELIMINARE DELLA CLASSE SISMICA POST OPERAM

CONFRONTO ANTE E POST OPERAM

CLASSE MEDIA DI VULNERABILITA’ GLOBALE = V6

La Classe di Rischio individuata è F*

La Perdita Media Annua attesa è

 4.5% < PAM ≤ 7.5%

CLASSE MEDIA DI VULNERABILITA’ GLOBALE = V5

La Classe di Rischio individuata è E*

La Perdita Media Annua attesa è

3.5% < PAM ≤ 4.5%

Conclusioni

Il metodo semplificato rappresenta, per gli edifici in muratura, sicuramente un metodologia di classificazione sismica più rapida rispetto al metodo convenzionale che necessita di un calcolo analitico dell’intera struttura. Infatti il metodo semplificato permette come detto di determinare la classe di rischio tramite una metodologia tabellare, tuttavia è necessaria da parte del progettista, una accurata analisi sui caratteri e gli elementi strutturali che caratterizzano l’edificio. Occorre quindi individuare, senza un opportuno calcolo analitico, il comportamento dinamico della struttura attraverso la valutazioni degli aspetti che caratterizzano gli edifici in muratura: tessitura muraria, tipologia e rigidezza degli orizzontamenti efficacia degli eventuali tiranti presenti.

FOGLIO DI CALCOLO EXCEL METODO SEMPLIFICATO

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