Individuazione della Classe di Rischio Sismico Delle Costruzioni con il metodo convenzionale

Sottotitolo: "Come fare la classificazione sismica degli edifici!"

Abbiamo già visto il funzionamento del sisma bonus, in questo articolo invece vediamo come si individua la Classe di Rischio Sismico di un immobile con il metodo convenzionale. Le linee guida fornite dal Ministero permettono di attribuire ad ogni immobile una Classe di Rischio sismico che parte da A+ a G, mediante un unico parametro che tenga conto sia della sicurezza sia degli aspetti economici. Le Linee Guida prevedono due metodi: uno convenzionale che è sempre applicabile ed uno semplificato che si utilizza per gli interventi locali. Con il primo è possibile migliorare la Classe di Rischio Sismico di una o più categorie, con il secondo invece è possibile salire solo di una classe.

• classe A+ (meno rischio) 
• classe A 
• classe B 
• classe C 
• classe D 
• classe E 
• classe F 
• classe G (più rischio)

Vediamo di capire come funziona quindi il metodo convenzionale.

Il metodo convenzionale

Il metodo convenzionale assegna alla costruzione in esame (nella sua globalità, non è possibile studiare la singola unità immobiliare) una Classe di Rischio in funzione di due parametri:

• un parametro economico PAM, in funzione dell'entità delle Perdite medie annue attese;
• l'indice di sicurezza della struttura IS-V.

Per ogni parametro si individua una Classe di Rischio e la peggiore delle due sarà la Classe di Rischio della costruzione.

Calcolo dell'indice PAM

Per il calcolo dell'indice PAM dobbiamo andarci a costruire il grafico che individua il danno atteso nella vita utile della struttura

L'indice PAM è l'area sottesa della spezzata individuata dalle coppie di punti (λ / CR).

I passaggi sono i seguenti:

• Si effettua l'analisi sismica della struttura secondo le NCT e si determinano i valori di capacità PGA,c(SLi) di accelerazioni al suolo per ogni Stato Limite considerato. Nel caso di costruzioni ordinarie sono sufficienti lo Stato Limite di Salvaguardia della Vita (SLV) e lo Stato Limite di Danno (SLD);

• Note le accelerazioni al suolo che raggiungono gli stati limite considerati si individuano i relativi periodi di ritorno Tr,c mediante questa formula:

              dove η vale:

• 1/0,49 per ag>0,25g;
• 1/0,43 per 0,25g<ag<0,15g;
• 1/0,356 per 0,15g<ag<0,05g;
• 1/0.34 per 0,05g <ag

• per ciascuno dei periodi individuati si determina il valore della frequenza media annua di superamento λ = 1 / Tr,c. Nel caso che il tempo di ritorno di uno Stato Limite di Esercizio ( SLD o SLO) dovesse risultare maggiore dello stato limite di salvaguardia della vita si assume il minore tra quello calcolato per lo stato limite di esercizio e quello calcolato per lo Stato Limite di Salvaguardia della Vita. In pratica si assume che non si possa raggiungere lo Stato Limite di Salvaguardia della Vita senza raggiungere gli Stati Limite di Operatività e di Danno. Quando non si considerano gli stati limite al Collasso e di Operatività (vale a dire la maggioranza delle volte) si può assumere: 
• λ SLO = 1,67 λ SLD
• λ SLC = 0.49 λ SLV

• Si definisce lo Stato limite di Inizio Danno (SLID), quello a cui è comunque associabile una perdita economica nulla in corrispondenza di un evento sismico e il cui periodo di ritorno è assunto convenzionalmente a 10 anni, ossia λ=0,1.

• Si definisce lo Stato limite di Ricostruzione (SLR), quello a cui, stante la criticità generale che presenta la costruzione al punto da rendere pressoché impossibile l'esecuzione di un intervento diverso dalla demolizione e ricostruzione, è comunque associabile una perdita economica pari al 100%. Convenzionalmente si assume che tale limite si manifesti in corrispondenza di un evento sismico il cui periodo di ritorno è pare a quello dello Stato Limite di Collasso (SLC);

• Per ciascuno degli stati limite considerati si associa al corrispondente valore di λ il valore della percentuale di costo di ricostruzione secondo la seguente tabella:

• Si valuta il PAM (in valore percentuale), ovvero l'area sottesa alla spezzata individuata dalle coppie (λ / CR) per ciascuno degli stati limite sismici, a cui si aggiunge il punto (λ=0/ CR=100%);

• Si individua la Classe PAM mediante la seguente tabella:

Calcolo dell'Indice di Sicurezza per la Vita IS-V

L'Indice di Sicurezza per la Vita IS-V è il rapporto tra la capacità in termini di PGA (PGA,c) allo Stato Limite di Salvaguardia della Vita e la domanda PGA,d. Si individua cosi la Classe IS-V mediante la seguente tabella:

La Classe di Rischio della Struttura sarà la peggiore tra la Classe PAM e la Classe IS-V.

Esempio Pratico

Vediamo di calcolare la Classe di Rischio di un edificio con Vita di Riferimento Vr= 50 anni che è adeguato (Capacità e Domanda coincidono perfettamente).

I punti che individuano la nostra curva PAM sono i seguenti (per PGA,d ho usato i parametri di Pisa):

e la curva che individua l'area PAM è la seguente:

Otteniamo quindi:

Risulta quindi che un edificio con Vita di Riferimento Vr=50 anni perfettamente adeguato ricade nella Classe di Rischio B.

Considerazioni personali

Con la Classificazione del Rischio Sismico delle Costruzioni dentro una singola letterina vengono condensate una quantità di parametri, considerazioni e valutazioni immense. Riuscire a governare questa mole di dati richiedono tempo, esperienza e soprattutto consapevolezza. Ben vengano semplificazioni che permettano a chiunque di avere un idea del grado di sicurezza di un immobile ma non dobbiamo mai dimenticarci che dietro una semplice letterina ci sono dietro un infinità di variabili che devono essere sapientemente gestite. La Classificazione del Rischio Sismico di una costruzione è un ottimo mezzo, è nostra responsabilità collettiva utilizzarlo correttamente.

A presto, Braian.

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