Il metodo convenzionale per classificare il rischio sismico delle costruzioni

 

Le Linee Guida approvate all’unanimità dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, presieduto dal Presidente ing. Massimo Sessa, in data 20 febbraio 2017 e fatte proprie dal Ministro delle Infrastrutture Graziano Delrio con Decreto Ministeriale n.58 del 28 febbraio 2017 [1] sono lo strumento essenziale per usufruire dei benefici fiscali previsti dalla Legge di Stabilità 2017, in pratica il cosiddetto Sismabonus.

 

Una occasione storica, se correttamente corredata da regole adeguate per l’ottenimento delle previste facilitazioni fiscali, per la messa in sicurezza del patrimonio abitativo nazionale nelle zone sismiche [2] [3] [4] [5]. Le Linee Guida sono un documento volutamente semplice e sintetico, data l’importanza applicativa: si è voluto fornire ai Tecnici uno strumento molto snello e di semplice comprensione, che fosse quindi di immediata applicazione.

 

In particolare, non introducono alcun concetto tecnico nuovo rispetto alle Norme tecniche per le costruzioni [6]. Ciò sarà descritto sinteticamente nel seguito facendo riferimento al “metodo convenzionale” che è l’unico considerato dalle Linee Guida qualora si intenda procedere con interventi che facciano migliorare la costruzione di due o più Classi di rischio. Le Linee Guida considerano anche regole semplificate, fornite per edifici in cemento armato, in muratura e fabbricati industriali, qualora si voglia migliorare di una sola Classe di rischio effettuando le verifiche previste dalle Norme Tecniche per le Costruzioni per gli interventi locali; tali metodologie semplificate non verranno descritte e si rimanda per esse ai relativi principi descritti nelle Linee Guida.

 

Entrando nel merito del “metodo convenzionale”, lo strutturista che ha dimestichezza con le vigenti Norme Tecniche per le Costruzioni non dovrebbe trovare alcuna difficoltà nell’utilizzo delle Linee Guida, essendo sufficiente la conoscenza dei metodi per valutare, in edifici esistenti, gli Stati Limite sismici. In particolare lo Stato Limite di Operatività (SLO), di Danno (SLD), di Salvaguardia della Vita (SLV), di Collasso (SLC). Utilizzando dunque le metodologie di calcolo ed il software che normalmente già si utilizza per affrontare la verifica sismica e la progettazione di interventi su edifici esistenti, è possibile applicare le Linee Guida con l’aggiunta di semplici calcoli che si sviluppano con pochissime ed elementari formulazioni.

 

L’unica variazione tecnica è l’introduzione di due Stati Limite convenzionali, di “Inizio Danno” (SLID) e di perdita totale o “Ricostruzione” (SLR). Il primo corrisponde all’evento sismico, di bassa intensità e dunque elevata frequenza, per cui si ha l’inizio dei primi danni alla costruzione o agli impianti che possono comportare una spesa per il ripristino; convenzionalmente le Linee Guida assumono che tale Stato Limite avvenga per terremoti di periodo di ritorno 10 anni. Il secondo è, al contrario, riferito al terremoto per cui si ha la perdita totale del valore della costruzione; in pratica corrisponde ad un terremoto assolutamente distruttivo, cioè di intensità illimitata che si assume con periodo di ritorno virtualmente infinito, danno massimo e perdite corrispondenti al 100% del costo di ricostruzione.

 

In estrema sintesi la metodologia per valutare il PAM si basa sulla trasformazione degli assi, mediante definizioni e regole chiaramente descritte nelle Linee Guida, dal piano “classico” rappresentato nella figura 1a, al nuovo piano riportato nella figura 1b.

 

 

Si passa in pratica dalle “accelerazioni” alle “frequenze annuali medie” e dagli “Stati Limite” ai “Costi di Ricostruzione”. Nella pratica valutazione, per una data costruzione esistente, si deve valutare la PGA (l’accelerazione orizzontale massima su sito di riferimento, corrispondente al periodo proprio della struttura nullo) che porta al raggiungimento dei Stati Limite appena detti. Lo strutturista è libero di utilizzare il metodo normativo che ritiene più opportuno, purché utilizzi lo stesso metodo e gli stessi parametri sia per l’edificio in condizioni ante-operam che per lo stesso edificio post-operam.

Per illustrare la metodologia utilizzata, a titolo meramente esemplificativo, in figura 1 è rappresentato schematicamente un tipico andamento di curva derivante da una analisi statica non lineare (push-over), in figura 1a mediante la classica rappresentazione in termini di un parametro di spostamento (ascisse) e di forza (ordinata). Ovviamente alla forza corrisponde un’accelerazione spettrale ag. Dalla conoscenza del sito, della topografia e del periodo proprio della struttura, si passa dal valore dell’accelerazione spettrale ag al valore di PGA.