Come si calcola la vulnerabilità sismica degli edifici?

Come si calcola la vulnerabilità sismica degli edifici?

I fatti di cronaca troppo spesso ci ricordano che viviamo in un paese ad elevato rischio sismico e che durante un terremoto le abitazioni e gli edifici produttivi possono essere fragili e causare danni agli occupanti, lavoratori compresi. Vediamo quindi come si calcola la vulnerabilità sismica degli edifici.

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È molto importante valutare la vulnerabilità sismica degli edifici come le scuole (Fonte: www.lavoripubblici.it/)

Cos’è il rischio sismico?

Il rischio sismico è un indicatore che ci permette di valutare l’insieme dei possibili effetti in termini di danni attesi che un terremoto può produrre in un determinato intervallo di tempo, in una determinata area, in relazione alla sua probabilità di accadimento ed al relativo grado di intensità (severità del terremoto). Esso è il risultato dell’interazione tra l’evento naturale (terremoto) e le principali caratteristiche di beni e vite esposte. L'indice di vulnerabilità sismica, o meglio l'indicatore di rischio sismico, è un valore numerico che viene utilizzato per riassumere gli esiti di una valutazione di vulnerabilità sismica, almeno dal punto di vista numerico.



Cos’è la vulnerabilità sismica?

La vulnerabilità sismica è la predisposizione di una costruzione a subire danneggiamenti e crolli. Quanto più un edificio è vulnerabile (per tipologia, progettazione inadeguata, scadente qualità di materiali, modalità di costruzione e scarsa manutenzione), tanto maggiori saranno le conseguenze sulla struttura. Affinché gli edifici abbiano una bassa vulnerabilità la normativa attuale impone il rispetto di criteri antisismici, richiedendo che le strutture manifestino una risposta duttile alla sollecitazione tellurica.

Se da un lato non è possibile agire per modificare la pericolosità sismica di un territorio e ben poco si può fare per modificare l’esposizione al rischio sismico, dall’altro abbiamo invece molte possibilità di ridurre la vulnerabilità delle costruzioni e di attuare così politiche di prevenzione e messa in sicurezza degli edifici. La procedura di valutazione della sicurezza degli edifici esistenti proposta dalle Norme Tecniche ha proprio lo scopo di stimare la vulnerabilità di strutture esistenti e studiare gli interventi di ripristino più opportuni.


Come valutare la vulnerabilità di una struttura?

In termini tecnici la vulnerabilità sismica di una struttura è rappresentata da un indicatore che mette in relazione la capacità di resistenza della struttura e la richiesta in termini di resistenza e/o spostamento del sisma. Le procedure per la valutazione della vulnerabilità sismica degli edifici possono essere condotte con diversi gradi di approfondimento e complessità di calcolo: da stime più qualitative, basate sul rilievo mediante schede delle principali caratteristiche degli elementi costitutivi dell’edificio, a complesse analisi numeriche mediante metodi di calcolo lineari e non lineari.

Naturalmente tutte le procedure di valutazione della vulnerabilità sismica degli edifici esistenti basate sulla compilazione di schede cartacee conducono a considerazioni preliminari ed i risultati con esse ottenuti possono essere utilizzati al più per stabilire un ordine di priorità sui possibili interventi di adeguamento o miglioramento. Di contro, la stima della vulnerabilità sismica globale di una struttura ai fini della redazione di un progetto strutturale di miglioramento/adeguamento sismico deve essere conseguita mediante l’esecuzione di calcoli strutturali coerenti con i metodi di analisi previsti dalle Norme Tecniche per le Costruzioni. La stima della vulnerabilità sismica mediante schede viene eseguita in sede di sopralluogo associando una certa classe ad un set di parametri rappresentativi della tipologia strutturale e del grado di conservazione dei principali elementi portanti. Ad ogni parametro è associata una scala di punteggi variabile in base alla classe che può essere associata. La combinazione dei punteggi ottenuti porta ad una valutazione dell’indice di vulnerabilità della struttura.


Iter progettuale per la valutazione della vulnerabilità sismica

La stima dell’indice di vulnerabilità sismica di un edificio segue l’iter progettuale di ‘Valutazione della sicurezza’ di cui al paragrafo 8.5 delle NTC che può essere riassunto nei seguenti passaggi:

  • Indagine conoscitiva: si definisce lo stato attuale della costruzione mediante rilievi plano-altimetrici, strutturali e dello stato di danno e deformativo della struttura.
  • Analisi storico-critica: è lo strumento che guida il progettista nella ricostruzione dello stato di sollecitazione attuale alla luce delle modifiche e degli eventi che hanno interessato l’edificio nel tempo.
  • Caratterizzazione meccanica dei materiali: valutazione della capacità di resistenza dei materiali mediante indagini svolte in sito o in laboratorio.
  • Definizione dei livelli di conoscenza e dei conseguenti fattori di confidenza: si definiscono coefficienti riduttivi delle proprietà meccaniche dei materiali via via minori al crescere del grado di approfondimento delle indagini; si va dal livello di conoscenza 1 (lc1), il minimo consentito, al livello di conoscenza 3 (lc3), il massimo consentito.
  • Analisi strutturale e determinazione della vulnerabilità del sistema strutturale esistente;
  • Proposta di eventuali interventi di adeguamento e valutazione del rapporto costi/benefici ottimale.


I passaggi più delicati dell’iter progettuale proposto sono generalmente due: la definizione di un modello di calcolo semplificato ma sufficientemente rappresentativo del comportamento reale della struttura e la scelta del metodo di analisi più appropriato. Fatte queste scelte, la determinazione della vulnerabilità sismica della struttura può essere facilmente conseguita.

NTC 2018: gli indici di vulnerabilità sismica per edifici storici e scuole

Le NTC 2018 individuano gli indici minimi di vulnerabilità sismica che dovranno essere raggiunti in caso di miglioramento degli immobili storici e di adeguamento degli edifici scolastici esistenti. Anci riassume le novità principali contenute nelle nuove NTC (decreto del Ministero delle Infrastrutture 17 gennaio 2018).

Oltre agli indici minimi di vulnerabilità sismica per le scuole esistenti e gli edifici storici, che approfondiamo sotto, la nota dell’Anci riassume gli altri contenuti delle nuove NTC (decreto del Ministero delle Infrastrutture 17 gennaio 2018): criteri generali tecnico costruttivi per la progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici e per il loro consolidamento, criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni, indagini sui terreni e sulle rocce e precisazioni tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione; criteri generali e le precisazioni tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo di opere speciali e la protezione delle costruzioni dagli incendi.

Gli incidi minimi devono essere raggiunti in caso di “miglioramento” riservato agli immobili storici (indice minimo di vulnerabilità: 0,6) o di “adeguamento” degli edifici scolastici esistenti (indice minimo di vulnerabilità: 0,6).

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