ORDINANZA 3274 DEL 20 MARZO 2003 - REQUISITI DI SICUREZZA E CRITERI DI VERIFICA

Ingegneria Sismica

· REQUISITI DI SICUREZZA E CRITERI DI VERIFICA

· INTRODUZIONE

· REQUISITI DI SICUREZZA

· CRITERI DI VERIFICA

INTRODUZIONE

Per la progettazione di nuovi edifici l’Ordinanza 3274 introduce la definizione dei requisiti di sicurezza e dei criteri di verifica a cui devono soddisfare le strutture in caso di evento sismico. In tale evenienza l’obiettivo è quello di assicurare che sia protetta la vita umana, siano limitati i danni e rimangano funzionanti le strutture essenziali agli interventi di protezione civile. A tal fine la normativa impone che le strutture colpite da sisma soddisfino a due requisiti fondamentali:

sicurezza nei confronti della stabilità (Stato Limite Ultimo – SLU)

protezione nei confronti del danno (Stato Limite di Danno – SLD)

REQUISITI DI SICUREZZA

Sicurezza nei confronti della stabilità (SLU)

Lo Stato Limite Ultimo rappresenta una situazione oltre la quale si ha una condizione di pericolo per la resistenza della struttura, che può portare al collasso (o ad altre forme di cedimento strutturale) e mettere quindi in pericolo la sicurezza delle persone che si trovano all’interno o nei pressi della costruzione.

Il requisito di sicurezza nei confronti della stabilità impone che sotto l’effetto dell’azione sismica di progetto le strutture degli edifici, ivi compresi gli eventuali dispositivi antisismici di isolamento e/o dissipazione, pur subendo danni di grave entità agli elementi strutturali e non strutturali, devono mantenere una residua resistenza e rigidezza nei confronti delle azioni orizzontali e l’intera capacità portante nei confronti dei carichi verticali. In altri termini quanto enunciato equivale ad un:

requisito di non-collasso: la struttura deve essere progettata e costruita per sopportare l’azione sismica di progetto senza che si manifestino fenomeni di collasso locale o globale ed in modo da mantenere dopo l’evento sismico l’integrità strutturale nei confronti dei carichi verticali ed una residua capacità portante nei confronti delle azioni orizzontali.

In particolare la struttura deve essere in grado di resistere ad un’azione sismica di progetto caratterizzata da una probabilità di superamento del 10% in 50 anni (con periodo di ritorno di 475 anni), senza che si verifichino fenomeni di collasso globale o locale, mantenendo quindi una capacità portante residua al termine dell’evento sismico.

Protezione nei confronti del danno (SLD)

Lo Stato Limite di Danno rappresenta una situazione oltre la quale si genera una condizione non ottimale per l’utilizzo della struttura che può al limite impedirne il funzionamento, non risultando più soddisfatti i requisiti per i quali è stata progettata. In altri termini la costruzione, pur senza manifestare un cedimento strutturale, non può più essere utilizzata per gli scopi preposti.

Il requisito di protezione nei confronti del danno impone che le costruzioni nel loro complesso, includendo gli elementi strutturali e quelli non strutturali, ivi comprese le apparecchiature rilevanti alla funzione dell’edificio, non devono subire danni gravi ed interruzioni d’uso in conseguenza di eventi sismici che abbiano una probabilità di occorrenza più elevata di quella dell’azione sismica di progetto. In altri termini quanto enunciato equivale ad un:

requisito di limitazione del danno: la struttura deve essere progettata e costruita per sopportare un’azione sismica, che ha una probabilità di verificarsi molto più alta dell’azione sismica di progetto senza che si verifichi un danneggiamento con conseguenti limitazioni nell’utilizzo, i cui costi siano eccessivamente alti se rapportati con il costo della struttura in se.

In particolare la struttura deve essere in grado di resistere ad un’azione sismica di progetto caratterizzata da una probabilità di superamento del 10% in 10 anni (con periodo di ritorno di 95 anni), senza che si verifichi un danno e una limitazione di funzionalità ad esso connessa il cui costo sia troppo elevato rispetto al costo della struttura stessa.

CRITERI DI VERIFICA

I requisiti sopra enunciati si considerano soddisfatti ove siano seguite le disposizioni contenute nelle norme tecniche, che comprendono:

- la scelta di un’azione sismica di progetto in relazione alla zonazione sismica ed alle categorie di suolo di fondazione;

- l’adozione di un modello meccanico della struttura in grado della struttura in grado di descriverne con accuratezza la risposta sotto azione dinamica;

- la scelta di un metodo di analisi adeguato alle caratteristiche della struttura;

- l’esecuzione con esito positivo delle verifiche di resistenza e di compatibilità degli spostamenti;

l’adozione di tutte le regole di dettaglio volte ad assicurare caratteristiche di duttilità agli elementi strutturali ed alla costruzione nel suo insieme.

In particolare per lo SLU e lo SLD valgono i criteri riportati di seguito.

Sicurezza nei confronti della stabilità (SLU)

La verifica consiste nel controllare che il sistema strutturale abbia specifiche caratteristiche di resistenza e di capacità di dissipazione energetica. Ciò lo si ottiene mediante il fattore di struttura q che riduce le ordinate dello spettro di risposta elastico. In altri termini, mediante l’introduzione di q, l’azione sismica di progetto risulta essere una frazione di quella rappresentata dallo spettro di risposta elastico (a cui corrisponde un comportamento indefinitamente elastico) in virtù della capacità della struttura di subire escursioni post-elastiche (plasticizzazione), cui è associata una dissipazione energetica.

Protezione nei confronti del danno (SLD)

La verifica di un adeguato grado di protezione nei riguardi di livelli di danno inaccettabili viene effettuata controllando il rispetto di limiti deformativi (o altri tipi di limitazione). Per le strutture strategiche di utilità essenziale per la protezione civile, la verifica deve assicurare che il sistema strutturale possieda sufficiente resistenza e rigidezza da mantenersi operativo in occasione di un evento sismico con specifico periodo di ritorno.