In Italia l'adeguamento sismico del patrimonio edilizio esistente è di fondamentale importanza, sia per l’elevata vulnerabilità sismica delle costruzioni che per il suo enorme valore architettonico, artistico, storico e ambientale.
La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi su costruzioni esistenti è possibile se si considera che:
- la costruzione rifletta lo stato delle conoscenze dell’epoca in cui è stata realizzata
- la costruzione possa essere stata soggetta ad azioni, anche eccezionali, i cui effetti non sono completamente manifesti
- le strutture possano presentare degrado e/o modifiche significative rispetto alla situazione originaria
- la costruzione possa avere difetti di impostazione e di realizzazione non palesi
Le costruzioni esistenti devono essere sottoposte ad una valutazione della sicurezza, anche nel caso si verifichi una delle seguenti situazioni:
- riduzione evidente della capacità resistente e/o deformativa della struttura o di alcune sue parti dovuta ad azioni ambientali (sisma, vento, neve e temperatura);
- significativo degrado e decadimento delle caratteristiche meccaniche dei materiali;
- presenza di azioni eccezionali (urti, incendi, esplosioni);
- situazioni di funzionamento ed uso anomalo;
- deformazioni significative imposte da cedimenti del terreno di fondazione;
- gravi errori di progetto o di costruzione;
- cambio di destinazione d’uso della costruzione o di parti di essa, con variazione significativa dei carichi variabili e/o della classe d’uso della costruzione;
- interventi non dichiaratamente strutturali, qualora essi interagiscano con elementi aventi funzione strutturale e ne riducano la capacità o ne modifichino la rigidezza.
Nelle costruzioni esistenti è molto importante conoscere la struttura (geometria e dettagli costruttivi) e i materiali che la costituiscono (calcestruzzo, acciaio, mattoni, malta). È per questo che sono stati introdotti i “fattori di confidenza” e i livelli di conoscenza delle indagini conoscitive.
Nella progettazione e verifica di una struttura esistente, tali fattori vanno a ridurre i valori medi di resistenza dei materiali.
La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi sulle costruzioni esistenti possono essere eseguiti con riferimento allo SLU, in alternativa alle:
- condizioni di salvaguardia della vita umana (SLV)
- condizioni di collasso (SLC)
In particolare, la valutazione della sicurezza deve permettere di stabilire se:
- l’uso della costruzione possa continuare senza interventi
- l’uso della costruzione debba essere modificato con eventuale declassamento, cambio di destinazione e/o imposizione di limitazioni o cautele nell’uso
- sia necessario procedere ad aumentare o ripristinare la capacità portante
La valutazione della sicurezza dovrà effettuarsi ogni volta si eseguano interventi strutturali, determinando il livello di sicurezza prima e dopo l’intervento.
Le costruzioni sono suddivise in 4 classi d’uso :
- Classe I: Costruzioni con presenza solo occasionale di persone, edifici agricoli;
- Classe II: Costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti, senza contenuti pericolosi per l’ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali essenziali. Industrie con attività non pericolose per l’ambiente. Ponti, opere infrastrutturali, reti viarie non ricadenti in Classe d’uso III o in Classe d’uso IV, reti ferroviarie la cui interruzione non provochi situazioni di emergenza. Dighe il cui collasso non provochi conseguenze rilevanti;
- Classe III: Costruzioni il cui uso preveda affollamenti significativi. Industrie con attività pericolose per l’ambiente. Reti viarie extraurbane non ricadenti in Classe d’uso IV. Ponti e reti ferroviarie la cui interruzione provochi situazioni di emergenza. Dighe rilevanti per le conseguenze di un loro eventuale collasso;
- Classe IV: Costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti, anche con riferimento alla gestione della protezione civile in caso di calamità. Industrie con attività particolarmente pericolose per l’ambiente. Reti viarie di tipo A o B, di cui al Dm n. 6792/2001, e di tipo C quando appartenenti ad itinerari di collegamento tra capoluoghi di provincia non altresì serviti da strade di tipo A o B. Ponti e reti ferroviarie di importanza critica per il mantenimento delle vie di comunicazione, particolarmente dopo un evento sismico. Dighe connesse al funzionamento di acquedotti e a impianti di produzione di energia elettrica.
Sulle strutture esistenti sono possibili 3 tipologie di interventi:
- interventi di adeguamento sismico, atti a conseguire i livelli di sicurezza previsti dalle stesse norme tecniche. Si tratta, spesso, di interventi molto onerosi sia dal punto di vista tecnico che economico;
- interventi di miglioramento sismico, atti ad aumentare il livello di sicurezza della struttura esistente, nonostante non vengano raggiunti i livelli richiesti dalla norma. Sono realizzabili in maniera più semplice rispetto a quelli di adeguamento;
- interventi locali o di riparazione, atti a conseguire un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti.
Gli interventi di adeguamento e miglioramento sismico devono essere sottoposti a collaudo statico.
Secondo le attuali norme tecniche, l’adeguamento sismico della costruzione è obbligatorio per chiunque intenda:
- sopraelevare la costruzione;
- ampliare la costruzione mediante opere strutturalmente connesse alla costruzione;
- apportare variazioni di classe e/o di destinazione d’uso, che comportino incrementi dei carichi globali in fondazione superiori al 10%;
- L’obbligo di verifica locale delle singole parti e/o elementi della struttura è prevista anche per porzioni limitate della costruzione;
- apportare modifiche di classe d’uso che conducano a costruzioni di classe III ad uso scolastico o di classe IV;
- effettuare interventi strutturali volti a trasformare la costruzione mediante un insieme sistematico di opere che portino ad un sistema strutturale diverso dal precedente, e nel caso degli edifici mediante l’impiego di nuovi elementi verticali portanti su cui grava almeno il 50% dei carichi gravitazionali complessivi riferiti ai singoli piani.
Resta comunque l’obbligo di procedere alla verifica locale delle singole parti e/o elementi della struttura, anche se interessano porzioni limitate della costruzione.
Rientrano nella categoria di miglioramento sismico tutti gli interventi finalizzati ad accrescere la capacità di resistenza delle strutture esistenti alle azioni considerate.
È possibile eseguire interventi di miglioramento sismico nei casi in cui non ricorrano le condizioni specificate per l’adeguamento.
Il progetto e la valutazione della sicurezza dovranno riguardare la struttura nel suo insieme e/o tutte le parti della struttura, interessate da modifiche di comportamento.
Gli interventi di miglioramento ed adeguamento sismico riguardano in genere singole parti della struttura e interessano porzioni limitate della costruzione.
Gli interventi locali o di riparazione riguardano singole parti e/o elementi della struttura.
Essi non debbono cambiare significativamente il comportamento globale della costruzione e sono volti a conseguire una o più delle seguenti finalità:
- ripristinare, rispetto alla configurazione precedente al danno, le caratteristiche iniziali di elementi o parti danneggiate
- migliorare le caratteristiche di resistenza e/o di duttilità di elementi o parti, anche non danneggiati
- impedire meccanismi di collasso locale
- modificare un elemento o una porzione limitata della struttura
Il progetto e la valutazione della sicurezza potranno essere riferiti alle sole parti e/o elementi interessati, documentando le carenze strutturali riscontrate e dimostrando che, rispetto alla configurazione precedente al danno, al degrado o alla variante, non vengano prodotte modifiche al comportamento delle altre parti e della struttura nel suo insieme e che gli interventi non comportino una riduzione dei livelli di sicurezza preesistenti.