Source: https://www.engineer-lucabellini.com/progetti/valutazione-vulnerabilit%C3%A0-sismica-complesso-asilo-nido-battibaleno-bs/
Timestamp: 2020-03-31 08:56:04+00:00
Document Index: 58949018

Matched Legal Cases: ['§5', '§5', '§5', '§ 3', '§ 3', '§ 3', '§ 3', '§ 3', '§ 3', '§ 3', '§ 3', '§ 7', '§ 7', '§ 3', '§ 3', '§ 3']

Valutazione della Vulnerabilità Sismica, secondo disposizioni delle Norme Tecniche delle Costruzioni D.M. 14/01/2008, di edificio ospitante asilo nido “BATTIBALENO” e asilo nido “ALBICOCCOLO”, situato in Brescia via Maiera n.21 - Ing. Luca Bellini
Valutazione della Vulnerabilità Sismica, secondo disposizioni delle Norme Tecniche delle Costruzioni D.M. 14/01/2008, di edificio ospitante asilo nido “BATTIBALENO” e asilo nido “ALBICOCCOLO”, situato in Brescia via Maiera n.21
Nell'edificio di Via Maiera 21 (Brescia) sono ubicate due unità di offerta denominate "Asilo nido Battibaleno" gestito dalla Coop. Elefanti Volanti - Società Cooperativa Sociale Onlus - Via E. Ferri,99 25123 Brescia e l' "Asilo nido Albicoccolo" gestito dalla Coop. Ipotesi - Società Cooperativa Sociale Onlus - Via E. Ferri, 99 25123 Brescia.
L’edificio si sviluppa su una superficie di circa 560mq ed è composto da un piano fuori terra (fig.1).
Fig1: pianta edificio con suddivisione macrozone per destinazione
Come indicato sul certificato di idoneità statica della struttura, del 13/03/2003, l’edificazione della zona ospitante le attività dell’asilo nido “Battibaleno” risale al 1980, mentre la zona ospitante le attività dell’asilo nido “Albicoccolo”, come riportato sulla “denuncia delle opere in c.a. normale precompresso ed a struttura metallica pratica 036490/05” risale al 2006: trattasi entrambi di edifici monopiano di tipo prefabbricato con pannellature Sandwich in fibrocemento iniettato con resine poliuretaniche ed inserti in legno ad intelaiatura degli stessi, copertura a falde realizzata mediante travature reticolari con controventi perpendicolari al piano delle stesse, fondazioni a piastra in c.a.
La geometria ed il passo delle travature reticolari e dei controventi di copertura è stata desunta mediante misurazioni in loco per quanto riguarda quelle relative alla zona asilo Battibaleno, mediante documentazione progettuale a corredo di denuncia opere strutturali per quanto riguarda la zona asilo Albicoccolo.
E’ stata contattata la EXPA SRL di Bagnolo Mella (BS), ditta fornitrice dei pannelli prefabbricati, per avere delucidazioni in merito alla tipologia costruttiva dei pannelli prefabbricati presenti nella struttura oggetto di valutazione.
Le fondazioni sono costituite da piastre di fondazione in c.a. spessore 20cm: non è stato possibile reperire la relazione geologica del sito di costruzione, quindi non si è ritenuto adeguato fare ipotesi in merito all’impianto fondazione-terreno ed alla loro interazione: ipotizzare la tipologia di terreno ed ipotizzare la struttura delle fondazioni avrebbe prodotto risultati troppo approssimativi, visto il grado di incertezza, per essere presi in considerazione. Se sarà necessario avere indicazioni più precise in proposito la commitetenza dovrà provvedere a far eseguire apposite indagini geognostiche in situ.
Vulnerabilità sismica, cenni di concetti generali e scopo dell’analisi
La vulnerabilità sismica è la propensione di una struttura a subire un danno di un determinato livello, a fronte di un evento tellurico di una determinata entità: relazionando il valore di Vulnerabilità con il valore di Esposizione ed il valore di Pericolosità si ottiene il valore del Rischio sismico. Scopo della seguente modellazione sarà unicamente la valutazione della Vulnerabilità, ricavata misurando da una parte la perdita o la riduzione di efficienza, dall'altra la capacità residua a svolgere ed assicurare le funzioni che il sistema territoriale nel suo complesso esprime in condizioni normali. Nel caso degli edifici e delle infrastrutture la vulnerabilità dipende dalla tipologia strutturale, dai materiali e dal loro stato di conservazione, dalle caratteristiche costruttive e dallo stato di manutenzione ed esprime la loro resistenza al sisma.
Per valutare la Vulnerabilità sismica delle strutture in accordo con le “Norme Tecniche Delle Costruzioni D.M. 01/08” si prevede l’impiego di metodi di analisi e di verifica dipendenti dalla completezza e dall’affidabilità dell’informazione disponibile e l’uso, nelle verifiche di sicurezza, di adeguati “fattori di confidenza”, che modificano i parametri di capacità in funzione del livello di conoscenza relativo a geometria, dettagli costruttivi e materiali. A favore di sicurezza, si è scelto di classificare l’intervento in oggetto con livello di conoscenza LC1 (vedere fig. 2), quindi si è tenuto conto dell’incertezza di alcuni dati assunti come ipotesi per la modellazione, aumentando il coefficiente di sicurezza sino al massimo consentito dalle norme.
Fig2: tabella C8A.1.2 appendice circolare NTC 0108
Come assunto dall’”Elenco B, categorie di edifici e di opere infrastrutturali di competenza regionale che possono assumere rilevanza in conseguenza ad un eventuale collasso (di cui all’allegato B2 della DGR 438/2005)” l’edificio in oggetto è classificato come opera RILEVANTE, sito in zona sismica tipo 2.
Scopo della modellazione è di ricavare gli Indicatori di Rischio Sismico (IRS) della struttura: in particolare si distingueranno gli indicatori per SLV (tipo flessione, taglio, ecc) ed indicatori per SLD o SLO tipo gli spostamenti globali della struttura, questi ultimi estremamente utili per capire il comportamento e l’indole globale di una struttura sottoposta a forzanti esterne dovute ad eventi tellurici.
Tali indicatori, nelle varie combinazioni, avranno valori che potranno variare da 0 (zero) ad 1 (uno) od oltre: il valore 0 (zero) rappresenta la totale inadeguatezza della struttura a sopportare gli eventi sismici, valori prossimi o superiori ad 1(uno) indicano invece l’adeguatezza anche in accordo con le richieste strutturali delle attuali normative vigenti.
Di seguito si riportano le viste tridimensionali della struttura in oggetto disretizzate per la modellazione strutturale (Fig. 3-4-5):
Dati generali modellazione
Nelle prossime pagine verranno indicati dati di input e risultanze significative della modellazione numerica: dalla stessa modellazione si desumeranno le risultanze di calcolo in termini di Indicatori di Rischio Sismico IRS, quindi verrà indicata la vulnerabilità sismica della struttura.
Descrizione: pannello prefabbricato.
Gamma: peso specifico del materiale. [daN/cm³]
PANNELLO PREFABBRICATO LC1
Default (36496.35)
Curve di materiali
0.0001367
Descrizione: rete di armatura a completamento pannelli prefabbricati Ф2/20x20.
Sigma amm.: tensione ammissibile. [daN/cm²]
FeB 44 k aderenza migliorata LC1
Descrizione: travature reticolari di copertura, controventi di copertura.
Proprietà acciai CNR 10011
Sig.amm.(s<=40 mm): sigma ammissibile per spessori <=40 mm. [daN/cm²]
Sig.amm.(s>40 mm): sigma ammissibile per spessori >40 mm. [daN/cm²]
fd(s<=40 mm): resistenza di progetto fd per spessori <=40 mm. [daN/cm²]
fd(s>40 mm): resistenza di progetto fd per spessori >40 mm. [daN/cm²]
Proprietà acciai CNR 10022
fy: resistenza di snervamento fy. [daN/cm²]
fu: resistenza di rottura fu. [daN/cm²]
fd: resistenza di progetto fd. [daN/cm²]
Prospetto omega sag.fr.(s<3mm): prospetto coeff. omega per spessori < 3 mm.
Prospetto omega sag.fr.(s>=3mm): prospetto coeff. omega per spessori >= 3 mm.
Prospetti sig.crit. Eulero: prospetti sigma critiche euleriane.
Prospetto omega sag.fr.(s<3mm)
Prospetto omega sag.fr.(s>=3mm)
Prospetti sig.crit. Eulero
Sagomati a U
b: larghezza delle ali. [mm]
s: spessore. [mm]
r: raggio di curvatura. [mm]
Deroga misure lati EC3 §5.2.(1) Nota: deroga misure lati EC3 §5.2.(1) Nota.
Deroga misure lati EC3 §5.2.(1) Nota
U40x20x2
h: altezza del tubo. [mm]
b: larghezza del tubo. [mm]
Categoria: categoria, basata sulla tecnologia costruttiva.
EN10219 25x25x3
Sagomato a freddo conforme UNI 10219
EN10219 40x40x3
EN10219 50x50x3
EN10219 60x60x4
EN10219 80x80x4
r1: raggio dello smusso delle ali. [mm]
p%: pendenza delle ali. Il valore è adimensionale.
z: posizione in cui viene misurato lo spessore delle ali. [mm]
Sezioni accoppiate in acciaio
Sezioni accoppiate tipo 3
Profilo: profilo utilizzato per creare la sezione accoppiata.
Distanza accoppiamento: distanza di accoppiamento. [mm]
Calastrello: calastrello per l'asta con la sezione accoppiata.
Materiale: riferimento ad una definizione di materiale in acciaio per il calastrello.
E: modulo di elasticità longitudinale del materiale per edifici o materiali nuovi. [daN/mm²]
G: modulo di elasticità tangenziale del materiale, viene impiegato nella modellazione di aste e di elementi guscio a comportamento ortotropo. [daN/mm²]
Gamma: peso specifico del materiale. [daN/mm³]
Passo: interasse tra i calastrelli. [mm]
Spessore: spessore del calastrello. [mm]
Distanza accoppiamento
A3; UPN40; 1; Nessuno
Caratteristiche inerziali sezioni in acciaio
Caratteristiche inerziali principali sezioni in acciaio
Alfa X su M: angolo tra gli assi del sistema di riferimento geometrico di definizione e quelli del sistema di riferimento principale. [deg]
Alfa X su M
Caratteristiche inerziali momenti sezioni in acciaio
Caratteristiche inerziali taglio sezioni in acciaio
Dati di definizione, Preferenze commessa, Preferenze di analisi
Località Brescia; Latitudine ED50 45,5257° (45° 31' 33''); Longitudine ED50
10,2283° (10° 13' 42''); Altitudine s.l.m. 131,53 m.
Zona sismica Zona 2
Categoria del suolo B - sabbie dense o argille consistenti
Ss orizzontale SLO 1.2
Tb orizzontale SLO 0.125 [s]
Tc orizzontale SLO 0.374 [s]
Td orizzontale SLO 1.935 [s]
Ss orizzontale SLD 1.2
Tb orizzontale SLD 0.127 [s]
Tc orizzontale SLD 0.381 [s]
Td orizzontale SLD 2.022 [s]
Ss orizzontale SLV 1.16
Tb orizzontale SLV 0.137 [s]
Tc orizzontale SLV 0.41 [s]
Td orizzontale SLV 2.585 [s]
Ss verticale 1
Tb verticale 0.05 [s]
Tc verticale 0.15 [s]
Td verticale 1 [s]
Ag/g SLO 0.0838
Fo SLO 2.429
Tc* SLO 0.26
Ag/g SLD 0.1054
Fo SLD 2.423
Tc* SLD 0.266
Ag/g SLV 0.2463
Fo SLV 2.43
Tc* SLV 0.291
Tipologia C.A. Strutture prefabbricate a pannelli q0=3.0
Altezza costruzione 288 [cm]
T1 0.111 [s]
Lambda SLO 1
Lambda SLD 1
Lambda SLV 1
Lambda verticale 1
1) Spettro di risposta elastico in accelerazione delle componenti orizzontali SLO § 3.2.3.2.1 (3.2.4)
2) Spettro di risposta elastico in accelerazione della componente verticale SLO § 3.2.3.2.2 (3.2.10)
3) Spettro di risposta elastico in accelerazione delle componenti orizzontali SLD § 3.2.3.2.1 (3.2.4)
4) Spettro di risposta elastico in accelerazione della componente verticale SLD § 3.2.3.2.2 (3.2.10)
5) Spettro di risposta elastico in accelerazione delle componenti orizzontali SLV § 3.2.3.2.1 (3.2.4)
6) Spettro di risposta elastico in accelerazione della componente verticale SLV § 3.2.3.2.2 (3.2.10)
7) Spettro di risposta di progetto in accelerazione delle componenti orizzontali SLO § 3.2.3.4
8) Spettro di risposta di progetto in accelerazione della componente verticale SLO § 3.2.3.4
9) Spettro di risposta di progetto in accelerazione delle componenti orizzontali SLD § 7.3.7.1
10) Spettro di risposta di progetto in accelerazione della componente verticale SLD § 7.3.7.1
11) Spettro di risposta di progetto in accelerazione della componente X SLV § 3.2.3.5
12) Spettro di risposta di progetto in accelerazione della componente Y SLV § 3.2.3.5
13) Spettro di risposta di progetto in accelerazione della componente verticale SLV § 3.2.3.5
3) Vista sollecitazioni tipo Fzz su pannelli struttura esistente
4) Vista sollecitazioni tipo F1su aste in acciaio struttura esistente
5) Vista sollecitazioni tipo M3 su aste in acciaio struttura esistente
>>> Sicurezza Minima Struttura
Il grafico riportante la sicurezza minima della struttura indica la prestanza della stessa struttura nel sopportare le azioni esterne, includendo azioni statiche e forzanti orizzontali, nell’entità dettata dalla odierna normativa sismica nazionale DM 01/08.
Non viene qui considerato l’aspetto dimensionale minimo richiesto dalla stessa normativa riguardo le sezioni strutturali: in questo modo tuttavia è possibile capire la bontà o meno dell’impianto strutturale nella sua interezza, a livello generale, considerando che valori prossimi all’unità sono da considerarsi positivi, valori prossimi allo zero negativi.
Il quadro generale indica nel complesso una struttura discreta, con travature reticolari e relativi controventi in copertura sollecitati in maniera omogenea e leggera, data la bassa entità dei carichi e data la regolare geometria in pianta ed in elevazione dell’edificio.
Anche per le pannellature la situazione è abbastanza positiva: le azioni taglianti date dalla forzante sismica si distribuiscono in maniera equilibrata sulle varie pannellature, apparentemente senza innescare grossi fenomeni di instabilità locale dovuti ad esempio per effetti del primo ordine (pannelli reagenti a sollecitazioni fuori piano), che avrebbero dato valori di sicurezza strutturale molto bassi.
Indicatori di rischuio sismico: verifiche condotte secondo D.M. 14-01-08 (N.T.C.) § C8.7.2.4
Accelerazione di aggancio SLV (ag/g_SLV*S*ST) PGA,SLVrif = 0.286
Accelerazione di aggancio SLO (ag/g_SLO*S*ST) PGA,SLOrif = 0.101
Tr,SLVrif = 1898 anni
Tr,SLOrif = 120 anni
Moltiplicatori minimi delle condizioni sismiche
Rottura a taglio pannelli
Moltiplicatore: 1.085
Parete a "Fondazione - Piano 1"
Rottura per taglio trazione
Valori azioni N= -44.2 Tx= -1651.3 Ty= 0
Sezione a quota 138
Tempo di ritorno 2338 anni
Indicatore iTr=(Tr/Tr,SLVrif)^.41 = 1.089
PGA 0.308
Indicatore iPGA=PGA/PGA,SLVrif = 1.076
Rottura a flessione pannelli
Moltiplicatore: 0.727
Valori azioni N= -1828.8 Mx= 29929.6 My= -80132.1
Combinazione SLV 9
Sezione a quota 0
Tempo di ritorno 764 anni
Indicatore iTr=(Tr/Tr,SLVrif)^.41 = 0.689
PGA 0.207
Indicatore iPGA=PGA/PGA,SLVrif = 0.723
Rottura flessione elementi reticolare copertura
Briglia inferiore a ridosso appoggio reticolare di copertura (vedere grafico pag 41 per individuazione)
Tempo di ritorno 1147 anni
Indicatore iTr=(Tr/Tr,SLVrif)^.41 = 0.813
PGA 0.2063
Indicatore iPGA=PGA/PGA,SLVrif = 0.72
Moltiplicatore: 2.582
Combinazione SLO 5
tra Nodo 116 e Nodo 1953
Tempo di ritorno 1626 anni
Indicatore iTr=(Tr/Tr,SLOrif)^.41 = 2.911
PGA 0.271
Indicatore iPGA=PGA/PGA,SLOrif = 2.692
Localizzazione primo elemento in acciaio in crisi per flessione
1) Situazione di riferimento: VERIFICA ACCIAIO DM 0108.
1) Situazione reale: VERIFICA ACCIAIO FC 1,35 PVTR 16
L’asta indicata dalla freccia di colore rosso in situazione 2, corrispondente a sezione di briglia inferiore di reticolare, è la prima ad entrare in crisi per flessione creando il primo indicatore di rischio sismico degli elementi in acciaio.
Si noti che gli altri elementi in acciaio contrassegnati con colore rosso corrispondono a sezioni che non rispettano i limiti minimi dimensionali imposti dalla vigente normativa sismica nazionale DM 01/08, pertanto risultano non conformi a prescindere dalle verifiche.
Indicatori di rischuio sismico flessione per pareti (IRS)
Indicatori di rischio sismico taglio per pareti (IRS)
Gli indicatori di rischio sismico (IRS) derivanti dalla modellazione indicano che la struttura mantiene livelli di vulnerabilità sismica non elevati in relazione ai carichi assunti ed alle ipotesi assunte. I valori degli IRS sono sempre abbastanza confortanti anche valutando quelli minimi presenti: i minimi riscontrati, per ciò che concerne i pannelli prefabbricati, sono relativi ai tempi di ritorno ed alla rottura elemento per flessione SLV, ed esprimono una capacità della struttura esistente di raggiungere circa il 70% della prestazione richiesta, dalla odierna normativa sismica nazionale, a strutture costruite ex novo con canoni di sismo resistenza adeguati. Nessun particolare problema riscontrato nei confronti del taglio SLV.
Lo stesso vale per gli IRS minimi riscontrati per gli elementi in acciaio, ove in termini di rottura per flessione di elemento in acciaio la struttura esistente raggiunge il 72% della prestazione richiesta, dalla odierna normativa, a strutture costruite ex novo con canoni di sismo resistenza adeguati.
Buona anche la risposta della struttura in termini di spostamento: gli IRS minimi si attestano su valori di 2, confermando le risultanze della modellazione, che indica, per lo stato limite degli spostamenti SLO, valori degli stessi inferiori al limite attuale imposto dalla norma e quantificato in 0,00333m.
Dal punto di vista geometrico, alcune sezioni di ogni travatura reticolare di copertura risultano sottodimensionate dal punto di vista degli spessori degli elementi: nonostante la rispondenza strutturale alle sollecitazioni nella realtà sia discreta, la normativa attuale richiede dimensioni minime delle sezioni al fine di rendere gli elementi stessi appartenenti a classi di servizio ben definite: in particolare per le sezioni che formano gli primari portanti, tipo le reticolari in questione, sono indicate la classe I o II come classi di servizio di appartenenza.
Si evidenzia che la struttura possiede discrete capacità di resistenza alle sollecitazioni orizzontali rispetto alle richieste della normativa vigente, pur senza avere i requisiti necessari per indicarla come interamente adeguata alla norma: si può indicare che la capacità strutturale globale, per i carichi considerati, sia del 65/70% rispetto a quanto richiesto dalla normativa.
Per quanto scritto, considerata la regolarità della geometria dell’edificio sia in pianta che in elevazione, considerato che la struttura si sviluppi in altezza per solo un (1) piano fuori terra, non si ritiene che allo stato attuale siano necessari lavori di carattere strutturale atti ad aumentare ulteriormente le capacità duissipative e/o portanti della struttura.