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Forum Regionale dell’Ambiente 2014
Protezione civile e Prevenzione dei Rischi
Giovedì 12 giugno 2014
Sala Polivalente di San Salvatore
Piazza Sarzano, Genova
Un nuovo approccio al rischio sismico:
la vulnerabilità del costruito
Sergio Lagomarsino (DICCA - Università di Genova)
Gruppo di lavoro: Serena Cattari, Daria Ottonelli
RISCHIO SISMICO = Pericolosità x Esposizione x Vulnerabilità
Esposizione
STRUCTURAL TYPOLOGY
4%
13%
25%
steel
r.c.
masonry
mixed masonry/r.c.
Classificazione del costruito
Tassonomia
Disponibilità dei dati a scala nazionale (ISTAT) ed
integrazione con dati di dettaglio a scala locale
Misure d’intensità e Stati Limite
58%
Vulnerabilità
Analisi di vulnerabilità a scala territoriale
Modelli di vulnerabilità di tipo osservazionale
Modelli di vulnerabilità di tipo analitico
Analisi di vulnerabilità su singoli edifici
Edifici strategici e sensibili
Edifici prototipo (calibrazione modelli)
RISCHIO SISMICO = Pericolosità x Esposizione x Vulnerabilità
CLASSIFICAZIONE DEL COSTRUITO
A livello territoriale la fase preliminare delle analisi di
vulnerabilità implica la definizione delle classi di fabbricati a
comportamento omogeneo, attraverso:
Tassonomia (lista delle caratteristiche
costruttive rappresentanti il costruito)
strutturali
Date of construction
22%
Before 1971
e
Censimento ISTAT: dati disponibili nella “scheda edifico” a
livello nazionale (età, materiale, numero di piani, …)
REGIONALIZZAZIONE: particolarizzare statisticamente le
caratteristiche del costruito di una specifica area attraverso
ulteriori parametri tipologici e strutturali, per arrivare ad una
classificazione più accurata
Number of storeys
12%
9%
16%
22%
INDIVIDUAZIONE delle TIPOLOGIE EDILIZIE RICORRENTI
E RAPPRESENTATIVE DEL “COSTRUITO” DI SANREMO
After 1971
78%
41%
<= 3
4
5
6
>= 7
RISCHIO SISMICO = Pericolosità x Esposizione x Vulnerabilità
CLASSIFICAZIONE DEL COSTRUITO funzione dei dati disponibili
Applicazione al caso studio di Sulmona: valutazione dello scenario di danno e delle perdite al variare di differenti input
sismici adottati
Project S2: Development of a dynamical model for seismic hazard assessment at national scale
Resp: Ezio Faccioli, Warner Marzocchi
UR7, Resp. Sergio Lagomarsino,University of Genoa, Serena Cattari, Luisa C. Pagnini, Sonia Parodi
% Edifici
Informazioni dal Censimento ISTAT
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
armato
PRE 1919
1919-1945
1945-1971
POST 1971
0.99
0.88
0.34
0.10
0.00
0.02
0.55
0.85
0.01
0.10
0.11
0.05
Informazioni particolarizzate tramite la “Scheda Rilievo”
Progetto Reluis, 2005-2008
A : Muratura a sacco
B: Muratura a sacco con spigoli vivi
C: Muratura in pietra sbozzata
.
.
V: Other
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
B
Muratura - Cemento Armato - Altro
C
D
E
G
H
I
L
M
U
V
% 0.18 0.18 70.6 0.96 5.04 0.42 0.60 3.24 13.8 1.50 0.48 2.94
RISCHIO SISMICO = Pericolosità x Esposizione x Vulnerabilità
VALUTAZIONI DI VULNERABILITÀ E RISCHIO A LARGA SCALA
Per ciascuna classe: definizione dei parametri geometrici e meccanici
Per le classi più significative (più popolose o per l’incidenza che possono avere
sulle conseguenze in termini di rischio): ulteriori attività di sopralluogo e di
acquisizione di dati di maggiore dettaglio al fine di potere definire poi opportuni
modelli di edifici prototipo
A tal fine saranno impiegati modelli disponibili (sviluppati dal gruppo di ricerca
UNIGE e il cui impiego è stato validato in altri contesti, quali ad esempio lo
scenario di danno de L’Aquila):
Osservazionale (ha il vantaggio di derivare da una calibrazione diretta del danno
osservato);
Analitico (tenere in conto esplicitamente di un numero limitato di parametri
meccanici e geometrici e di impiegare per le valutazioni la domanda sismica
definita in termini di spettri di risposta).
L’uso integrato dei due approcci (osservazionale e analitico) consente di fornire una
stima più affidabile degli scenari di rischio
RISCHIO SISMICO = Pericolosità x Esposizione x Vulnerabilità
MODELLO ANALITICO
MODELLO MACROSISMICO
DBV – masonry e DBV- reinforced concrete
Cattari et al. 2005, Pagnini et al. 2011, Lagomarsino
and Cattari 2013
Lagomarsino S. and Giovinazzi S. – Bull Earthquake
Eng (2006) 4:415-443
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
I = VI
m*
h*
1
2
3
4
Damage level
5
Mean Damage Grade
normalized spectrum
elastic spectrum
overdamped spectrum
IMLS Sa(Sd)
5
ACCELERATION
0
4
IMLS Sa(Sd) η(x)
TLS
LS
(DLS , ALS)
3
IMLS
2
1
1
Sa(Sd)
0
5
6
7
8
9
10
EMS-98 Intensity
11
12
DISPLACEMENT
RISCHIO SISMICO = Pericolosità x Esposizione x Vulnerabilità
VALUTAZIONI DI VULNERABILITÀ E RISCHIO alla SCALA DEL
SINGOLO EDIFICIO
Per gli edifici prototipo rappresentativi delle classi tipologiche più significative, per
effettuare analisi parametriche in ambito non lineare e calibrare i modelli analitici
Per gli EDIFICI STRATEGICI e SENSIBILI
ES. EDIFICI IN MURATURA
DS0
spandrels
DS1
piers
rigid nodes
DS2
DS3
DS4
LS2
ACCELERATION
DS1
DS2
Damage at structural element scale
3<DL≤4
DS4
LS3
LS4
LS1
Progressing of non linear response and the damage st
state of building
0<DL≤2
DS3
DL≥5
DISPLACEMENT
RISCHIO SISMICO = Pericolosità x Esposizione x Vulnerabilità
RISULTATI
Definizione degli scenari di danno utili per la valutazione delle Condizioni
Limite di Emergenza (CLE) e Salvaguardia della Vita (CLV), al fine di
individuare una Struttura Urbana Minima (SUM)
Le analisi di dettaglio consentiranno anche di delineare le strategie di
intervento più efficaci per mitigare il rischio sismico dell’area in esame
Aggiornamento degli scenari di danno al variare delle strategie di intervento
delineate (analisi costi-benefici)
Scenario di danno tratto dal tool “Scenario Sismico”
S. Lagomarsino et al, 2006
Curve di fragilità, Syner-G Project
S. Cattari e S. Lagomarsino, 2013