Come si fa un’analisi di vulnerabilità sismica

L’analisi di vulnerabilità sismica è lo strumento principale per comprendere in modo dettagliato lo stato di fatto di un edificio, a livello strutturale, in relazione alla resistenza alle azioni sismiche.
Infatti, lo scopo di quest’analisi è di analizzare la resistenza del fabbricato mettendo in luce le sue eventuali debolezze e descrivere tali dettagli in una relazione che prende il nome di Analisi di Vulnerabilità.

Negli anni la conoscenza dei rischi nelle strutture produttive (soprattutto prefabbricate) si è fatta sempre più importante e centrale anche in associazione ai vantaggi economici offerti dal Sismabonus. La normativa che regolamenta la sicurezza sui luoghi di lavoro è il D. Lgs. 81/08. In particolare, esso, all’articolo 17, riporta proprio l’obbligo, non delegabile, del datore di lavoro di effettuare una valutazione di tutti i rischi con la conseguente redazione del DVR, il documento di valutazione dei rischi. La legge afferma che l’edificio deve essere sicuro e stabile nei confronti delle “azioni ambientali”, facendo quindi riferimento anche alla possibilità di un terremoto.

Per comprendere come viene eseguita e redatta l’analisi è rilevante sapere che l’indagine può essere condotta in due modalità: descrittiva o analitica.
La prima opzione presume la stesura di un testo basato sullo studio della documentazione tecnica e sull’esito del sopralluogo avvenuto e la seconda variante fornisce in aggiunta dei valori precisi che vanno ad indicare la classe di resistenza sismica dell’edificio, identificata da lettere che vanno dalla più bassa, G, alla più alta A.

Le fasi dell’Analisi di Vulnerabilità

Come primo step si esaminano i documenti tecnici dell’edificio: le tavole esecutive, la documentazione riguardante la denuncia dell’opera strutturale, la relazione a costruzione ultimata e il collaudo. Da detti documenti è possibile avere una visione generale di come è stato costruito l’edificio, di quali siano le dimensioni degli elementi portanti e i carichi considerati, se le armature presenti sono in cemento armato e se la progettazione ha considerato l’aspetto sismico prima e durante il processo di edificazione.

È importante sottolineare che se la struttura risale a prima degli anni 70 viene spesso riscontrata la mancanza dei documenti sopra descritti, in quanto la denuncia delle opere strutturali non esisteva.
Altra tappa fondamentale per l’analisi di vulnerabilità è l’esecuzione del sopralluogo in cantiere: recandosi in sito è possibile scorgere eventuali labilità o peculiarità strutturali dell’edificio. Anche in questa circostanza però non sempre è possibile ottenere informazioni esaustive in quanto spesso lo “scheletro” dell’edificio, cioè la sua struttura portante, risulta essere nascosta da altri elementi edili, quali ad esempio pareti di tamponamento, cartongessi ecc.

A seguito del sopralluogo il professionista incaricato del progetto valuta se le informazioni in suo possesso possono essere sufficienti per pervenire ad una conclusione affidabile oppure optare per una campagna d’indagine atta a rilevare gli aspetti geometrici e meccanici della struttura.

Indagine Descrittiva

Se il professionista ha avuto l’incarico di elaborare l’analisi a livello descrittivo può redigere la relazione, che è generalmente composta dai seguenti punti:

1. Inquadramento generale dell’edificio (dimensioni dell’edificio, tipo di struttura ecc.);
2. Inquadramento storico (anno di costruzione, normativa di riferimento ecc.);
3. Elenco della documentazione presente;
4. Breve relazione sul sopralluogo avvenuto;
5. Descrizione delle eventuali vulnerabilità riscontrate in relazione anche a quelle tipiche del periodo di costruzione;
6. Conclusioni con prescrizioni o consigli riguardanti la sicurezza dell’edificio.

Indagine Analitica

Qualora invece si volesse pervenire ad un valore che descriva la resistenza sismica dell’edificio – analisi di vulnerabilità analitica – è necessario effettuare anche la modellazione dell’edificio e la verifica dei componenti strutturali in relazione alla normativa vigente.

Per portare a termine i due processi sopra citati diventa fondamentale conoscere la struttura, sia a livello geometrico che a livello meccanico. Con i dati necessari si procede all’analisi quantitativa della vulnerabilità dell’edificio traducendo tutte le grandezze fisiche in codici leggibili da un programma di calcolo che ricostruisce l’edificio in 3d con le proprie caratteristiche meccaniche (il modello). A questo punto, con l’analisi computazionale, si sollecita il modello con le azioni previste dalla norma, tra cui quelle sismiche e si estrapolano le sollecitazioni presenti all’interno degli elementi strutturali. Questa metodologia permette di verificare gli elementi resistenti e scoprire se questi sono conformi ai valori limite imposti dalla normativa vigente.
Nella maggior parte dei casi gli edifici progettati con le normative previgenti non sono verificati per le accelerazioni sismiche di progetto odierne, di conseguenza è solito indicare la percentuale massima di accelerazione sopportabile dall’edificio in relazione a quella imposta dalla normativa: cioè si afferma che a seguito delle verifiche svolte l’edificio può resistere, ad esempio, fino al 20% dell’azione sismica prevista dalla normativa.

A livello tecnico normativo la grandezza che descrive la vulnerabilità e quindi il grado di resistenza è il coefficiente ζ riportato al capitolo 8.3 delle NTC, sezione in cui si tratta di valutazione della sicurezza.
Per quanto concerne l’azione sismica si cita il coefficiente ζ E definito come il rapporto tra l’azione sismica massima sopportabile dalla struttura e l’azione sismica massima che si utilizzerebbe nel progetto di una nuova costruzione. Questo valore è comunque figlio del valore percentuale sopra descritto: sono due modi diversi per descrivere lo stesso valore fisico.
Una volta stabilito questo valore si riesce ad assegnare una classe di resistenza sismica all’edificio.
Un eventuale intervento per aumentare la resistenza sismica dell’edificio andrà ad influire su questo coefficiente, che può essere misurato con un grado di miglioramento sismico calcolabile anche in fase di progetto.

Una volta terminate le fasi di indagine, laddove viene evidenziata la necessità di intervenire, si possono iniziare a proporre le possibili soluzioni per la riqualificazione del capannone, questo è, ad esempio, l’iter esecutivo di Seriana.

La valutazione della vulnerabilità degli edifici esistenti è sì un obbligo, ma è anche un potente e fondamentale strumento di prevenzione in un territorio, come quello italiano, dove i prefabbricati in calcestruzzo costruiti prima del il 2009 non rispondono a criteri antisismici.