Adeguamento sismico e miglioramento sismico: ecco le differenze

Adeguamento sismico e miglioramento sismico non sono la stessa cosa. Ecco le vere differenze

Quando si parla di interventi antisismici molto spesso i termini “adeguamento” e “miglioramento” vengono usati impropriamente come sinonimi. Tuttavia parlare di adeguamento sismico e di miglioramento sismico vuol dire far riferimenti a due tipologie di intervento ben distinte tra loro.

Se poi a questi aggiungiamo anche gli “interventi locali (o di riparazione)“, la situazione sembrerebbe complicarsi ulteriormente. Ma non è così.In questo focus cerchiamo di analizzare le reali differenze tra le varie tipologie di intervento sugli edifici esistenti, considerando sia le attuali norme tecniche per le costruzioni, NTC 2008, che le novità introdotte dalle prossime, NTC 2017.

Definizione di costruzione esistente

Secondo il dm 14 gennaio 2008 (NTC 2008, Capitolo 8) una costruzione esistente è definita nel seguente modo:

quella che abbia, alla data della redazione della valutazione di sicurezza e/o del progetto di intervento, la struttura completamente realizzata.

La circolare esplicativa 617 del 2009 aggiunge:

Per costruzione di c.a. e di acciaio con struttura completamente realizzata si intende quella per cui […] sia stata redatta la relazione a struttura ultimata ai sensi dell’art. 65 del D.P.R. 6 giugno 2001 n. 380. Per edifici in muratura con struttura completamente realizzata si intende quella per cui […] sia stato redatto il certificato di collaudo statico ai sensi del Cap.4 del dm 20 novembre 1987 o ai sensi delle NTC.

Pertanto, una struttura esistente è considerabile tale se:

• è già stata redatta la relazione a strutture ultimate, per edifici in cemento armato o in acciaio
• è stato redatto il certificato di collaudo statico, per edifici in muratura 

Interventi sulle costruzioni esistenti e livelli di conoscenza

Il problema della sicurezza delle costruzioni esistenti è di fondamentale importanza in Italia, da un lato per l’elevata vulnerabilità delle costruzioni, soprattutto rispetto alle azioni sismiche, dall’altro per il valore storico, architettonico, artistico, ambientale di gran parte del patrimonio edilizio esistente. A ciò si aggiunge la notevole varietà di tipologie strutturali esistenti.

Ne deriva una particolare complessità delle problematiche coinvolte ed una difficile standardizzazione dei metodi di verifica. Per questo, le norme tecniche per le costruzioni prevedono un approccio prestazionale, con l’adozione di poche regole di carattere generale ed alcune indicazioni importanti per la correttezza delle diverse fasi di analisi, progettazione, esecuzione.

La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi su costruzioni esistenti devono tenere conto dei seguenti aspetti:

• la costruzione riflette lo stato delle conoscenze al tempo della sua realizzazione
• possono essere insiti e non palesi difetti di impostazione e di realizzazione
• la costruzione può essere stata soggetta ad azioni, anche eccezionali, i cui effetti non siano completamente manifesti
• le strutture possono presentare degrado e/o modificazioni significative rispetto alla situazione originaria

Diventa quindi fondamentale l’utilizzo di software di calcolo che consentano al progettista la corretta definizione del modelli strutturali in considerazione dei seguenti aspetti:

• la geometria e i dettagli costruttivi sono definiti e la loro conoscenza dipende solo dalla documentazione disponibile e dal livello di approfondimento delle indagini conoscitive
• la conoscenza delle proprietà meccaniche dei materiali non risente delle incertezze legate alla produzione e posa in opera ma solo della omogeneità dei materiali stessi all’interno della costruzione, del livello di approfondimento delle indagini conoscitive e dell’affidabilità delle stesse
• i carichi permanenti sono definiti e la loro conoscenza dipende dal livello di approfondimento delle indagini conoscitive

Nelle costruzioni esistenti è cruciale la conoscenza della struttura (geometria e dettagli costruttivi) e dei materiali che la costituiscono (calcestruzzo, acciaio, mattoni, malta). È per questo che sono introdotti i “fattori di confidenza”, strettamente legati al livello di conoscenza conseguito nelle indagini conoscitive.

Tali fattori vanno preliminarmente a ridurre i valori medi di resistenza dei materiali della struttura esistente, per ricavare i valori da adottare, nel progetto o nella verifica e da ridurre ulteriormente (quando previsto) mediante i coefficienti parziali di sicurezza.

Valutazione della sicurezza

Secondo le NTC 2008, la valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi sulle costruzioni esistenti possono essere eseguiti con riferimento ai soli SLU (condizione di stato limite ultimo); nel caso in cui si effettui la verifica anche nei confronti degli SLE (Stati limite di esercizio), i relativi livelli di prestazione possono essere stabiliti dal progettista di concerto con il committente.

La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi sulle costruzioni esistenti possono essere dunque eseguiti con riferimento allo SLU e possono essere eseguite in alternativa rispetto alle seguenti condizioni:

• condizione di salvaguardia della vita umana (SLV)
• condizione di collasso (SLC)

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
• provati 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, anche solo in parte, con elementi aventi funzione strutturale e, in modo consistente, ne riducano la capacità o ne modifichino la rigidezza

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 qual volta si eseguano gli interventi strutturali (punto 8.4 NTC 2008) e dovrà determinare il livello di sicurezza prima e dopo l’intervento.

Il Progettista dovrà esplicitare in un’apposita relazione i livelli di sicurezza attuali o raggiunti con l’intervento e le eventuali conseguenti limitazioni nell’uso della costruzione.

Tipologie di interventi sulle costruzioni esistenti

In linea generale sono possibili 3 tipologie di intervento sulle strutture esistenti:

1. interventi di adeguamento sismico: sono particolari interventi 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
2. interventi di miglioramento sismico: sono interventi atti ad aumentare il livello di sicurezza strutturale esistente, pur senza necessariamente raggiungere i livelli richiesti dalla norma. Sono realizzabili in maniera più semplice rispetto a quelli di adeguamento
3. interventi di riparazione o locali che interessino elementi isolati e che comunque comportino un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti

Da notare che gli interventi di adeguamento e miglioramento sismico devono essere sottoposti a collaudo statico.

Interventi sulle costruzioni esistenti, interventi di adeguamento sismico

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%. Resta comunque fermo l’obbligo di procedere alla verifica locale delle singole parti e/o elementi della struttura, anche se interessano porzioni limitate della costruzione
• effettuare interventi strutturali volti a trasformare la costruzione mediante un insieme sistematico di opere che portino ad un organismo edilizio diverso dal precedente

In ogni caso, il progetto dovrà essere riferito all’intera costruzione e dovrà riportare le verifiche dell’intera struttura post-intervento.

Interventi sulle costruzioni esistenti, interventi di miglioramento sismico

Rientrano nella categoria di miglioramento sismico tutti gli interventi che siano comunque 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 essere estesi a tutte le parti della struttura potenzialmente interessate da modifiche di comportamento, nonché alla struttura nel suo insieme.

Interventi sulle costruzioni esistenti, riparazione o interventi locali

In generale, gli interventi di questo tipo riguardano singole parti della struttura e interessano porzioni limitate della costruzione.

Il progetto e la valutazione della sicurezza potranno essere riferiti alle sole parti interessate e documentare che, rispetto alla configurazione precedente al danno, al degrado o alla variante.

Interventi di adeguamento e miglioramento sismico, cosa prevedono le nuove NTC 2017

Dopo l’ok ricevuto dalla Conferenza delle Regioni e delle Province autonome del 22 dicembre 2016, è stato inviato il 6 febbraio 2017 alla Commissione Europea il documento aggiornato con la bozza delle nuove Norme tecniche per le costruzioni NTC 2017.

Le NTC 2017 prevedono che il livello di sicurezza della costruzione sia quantificato attraverso il coefficiente ζ_E.

ζ_E è pari al rapporto tra lʹazione sismica massima sopportabile dalla struttura e l’azione sismica massima che si utilizzerebbe nel progetto di una nuova costruzione. Lʹentità delle altre azioni contemporaneamente presenti è generalmente la stessa assunta per le nuove costruzioni.

Miglioramento sismico secondo le NTC 2017

Le NTC introducono dei limiti sul coefficiente ζ_E che le strutture devono rispettare a seguito dell’intervento di miglioramento sismico. Le verifiche variano in funzione del tipo di costruzione (classe).

In linea generale, ad eccezione degli interventi di isolamento sismico, si può avere ζ_E può essere < 1.

• A meno di specifiche situazioni relative ai beni culturali, per le costruzioni di classe III ad uso scolastico e di classe IV, dopo un intervento di miglioramento: ζ_E deve essere comunque non minore di 0,6.
• Per le altre costruzioni di classe III e per quelle di classe II: ζ_E deve risultare incrementato di un valore comunque non minore di 0,1.
• Per gli interventi che prevedano l’impiego di sistemi di isolamento, per la verifica del sistema di isolamento, si deve avere: ζ_E =1.

Ricordiamo brevemente che le costruzioni sono suddivise in classi d’uso, così definite:

• 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

Adeguamento sismico secondo le NTC 2017

L’adeguamento della costruzione è obbligatorio (come per le NTC 2008) per chiunque intenda:

1. sopraelevare la costruzione
2. ampliare la costruzione mediante opere ad essa strutturalmente connesse e tali da alterarne significativamente la risposta
3. apportare variazioni di destinazione d’uso che comportino incrementi dei carichi globali verticali in fondazione superiori al 10%, valutati secondo la combinazione caratteristica di cui alla Equazione 2.5.2 includendo i soli carichi gravitazionali. Resta comunque fermo l’obbligo di procedere alla verifica locale delle singole parti e/o elementi della struttura, anche se interessano porzioni limitate della costruzione
4. effettuare interventi strutturali volti a trasformare la costruzione mediante un insieme sistematico di opere che portino ad un sistema strutturale diverso dal precedente; nel caso degli edifici, effettuare interventi strutturali che trasformano il sistema strutturale mediante l’impiego di nuovi elementi verticali portanti su cui grava almeno il 50% dei carichi gravitazionali complessivi riferiti ai singoli piani
5. apportare modifiche di classe d’uso che conducano a costruzioni di classe III ad uso scolastico o di classe IV

In ogni caso, il progetto dovrà essere riferito all’intera costruzione e dovrà riportare le verifiche dell’intera struttura post‐intervento, secondo le indicazioni del presente capitolo.

Nel caso di adeguamento sismico il coefficiente ζ_E, dipende dalla tipologia di intervento:

• per interventi relativi alle lettere a., b. e d.  ζ_E deve essere ≥ 1
• per interventi alla lettera c. ed e. si può assumere ζ_E ≥ 0,80

Resta comunque fermo l’obbligo di procedere alla verifica locale delle singole parti e/o elementi della struttura, anche se interessano porzioni limitate della costruzione.

Una variazione dell’altezza dell’edificio dovuta alla realizzazione di cordoli sommitali o a variazioni della copertura che non comportino incrementi di superficie abitabile, non è considerato ampliamento, ai sensi della condizione a).

In tal caso non è necessario procedere all’adeguamento, salvo che non ricorrano una o più delle condizioni di cui agli altri precedenti punti.

Interventi locali o di riparazione secondo le NTC 2017

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 sostanziali 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.