D.P.C.M. 12/10/2007

2.5 Modellazione strutturale, analisi sismica e progetto degli interventi per il miglioramento Per la valutazione della sicurezza sismica ed il progetto degli interventi di miglioramento dei beni culturali tutelati, è opportuno: . scegliere l’azione sismica di riferimento per il sito sulla base delle più avanzate conoscenze sulla pericolosità sismica, evitando il ricorso alla rigida suddivisione in zone sismiche; tale azione dovrà tener conto delle categorie di terreno di fondazione e, se ritenuto opportuno, potrà essere ulteriormente modificata sulla base di studi di microzonazione sismica; . definire un livello di protezione sismica di riferimento, sulla base della rilevanza e delle condizioni d’uso del manufatto; . conseguire una accurata conoscenza della struttura, che consenta di individuare le caratteristiche degli elementi che determinano il comportamento strutturale; nel caso di prove anche solo debolmente distruttive, si dovrà valutare l’impatto delle stesse sulla conservazione del manufatto, limitandosi a quelle effettivamente necessarie per lo svolgimento delle analisi; sulla base del livello di conoscenza raggiunto sarà definito un opportuno fattore di confidenza, per graduare il livello di incertezza del modello; . adottare uno o più modelli meccanici della struttura o delle sue parti (macroelementi), in grado di descriverne la risposta sotto azione dinamica, e coerentemente scegliere uno o più metodi di analisi, in modo tale da poter eseguire valutazioni con un livello di accuratezza adeguato alle finalità dello studio; il modello dovrà essere, per quanto possibile, identificato e validato sulla base del comportamento già manifestato attraverso gli stati di danneggiamento presenti, soprattutto se dovuti a fenomeni sismici; . esprimere un giudizio positivo sul rapporto tra la sicurezza sismica raggiunta, attraverso un intervento compatibile con le esigenze di conservazione, ed il livello di protezione di riferimento, auspicabile in relazione alla pericolosità sismica ed alle condizioni d’uso; tale giudizio sarà espresso in termini globali, non solo sulla base di un confronto numerico tra accelerazione di collasso e accelerazione attesa nel sito, ma anche considerando altri aspetti che sono stati valutati qualitativamente e che non possono essere considerati esplicitamente nel calcolo; . adottare opportune regole di dettaglio nella realizzazione degli interventi, volte ad assicurare la compatibilità dei nuovi elementi con quelli originari, la durabilità dei materiali, la massima duttilità agli elementi strutturali ed alla costruzione nel suo insieme. 3 AZIONE SISMICA 3 AZIONE SISMICA Categorie di terreno di fondazione Ai fini della valutazione dell’azione sismica si possono adottare le stesse categorie di sottosuolo definite per gli edifici ordinari. La classificazione si effettua in base ai valori della velocità equivalente Vs,30 di propagazione delle onde di taglio, misurata fino alla profondità H compresa tra il piano d’imposta delle fondazioni e il tetto della formazione rigida di base avente velocità di propagazione delle onde di taglio Vs>800 m/s (substrato di riferimento). Qualora il tetto del substrato di riferimento si trovi ad una profondità dal piano d’imposta delle fondazioni superiore a 30 m, si assume comunque H = 30 m. Nel caso di sottosuoli costituiti da stratificazioni di terreni a grana grossa e a grana fina ricadenti nelle classi da A ad E, quando non si disponga di misure dirette della velocità delle onde di taglio, si può procedere come segue: a) individuando per l’insieme delle stratificazioni delle due diverse nature, entro la profondità H, i valori dei parametri di resistenza NSPT,30 e cu,30 rispettivamente per gli strati di terreno a grana grossa ed a grana fina; b) individuando le classi corrispondenti singolarmente ai parametri NSPT,30 e cu,30; c) riferendo il sottosuolo alla classe peggiore tra quelle individuate al punto precedente. Questo approccio è particolarmente utile nel caso delle valutazioni della sicurezza sismica da effettuarsi a scala territoriale (LV1), in quanto tali parametri sono spesso già disponibili da precedenti indagini geognostiche, nel sito del manufatto tutelato o in siti vicini.

3.2 Definizione dell’accelerazione orizzontale del terreno Allo stato, la definizione di zone sismiche, che dividono il territorio nazionale in aree caratterizzate da diversi livelli di pericolosità sismica, è giustificata per la sua semplicità nella progettazione di nuove strutture, ma può risultare eccessivamente cautelativa, in molti casi, se ci si rivolge alla protezione dei manufatti esistenti.. Valori elevati dell’accelerazione orizzontale possono indurre verso il progetto di interventi di miglioramento sismico invasivi e non giustificati, specie nel caso di manufatti di particolare valore storico, architettonico ed artistico. Più correttamente l’accelerazione di riferimento ag, definita come picco dell’accelerazione orizzontale del terreno, su sottosuolo di categoria A, con probabilità di superamento del 10% in 50 anni, a meno di più avanzati studi di dettaglio, può essere definita a partire da specifiche mappe di pericolosità. Il valore di riferimento per il sito potrà essere ottenuto sulla base di dati disponibili di acclarato valore scientifico, utilizzando il valore corrispondente alla coordinata geografica del manufatto o al comune nel quale esso è situato.

3.3 Spettri di risposta Il modello di riferimento per la descrizione del moto sismico è costituito dallo spettro di risposta elastico. Questo è definito, in relazione alle diverse categorie di sottosuolo. Nel caso di terremoti di bassa magnitudo ed in generale per le verifiche allo stato limite di danno, è possibile adottare, per ogni categoria di sottosuolo, spettri differenti, definiti a partire dalle due tipologie previste dall’Eurocodice 8 e dalle NTC. Spettri differenti possono essere adottati a seguito di specifiche analisi di amplificazione locale del moto sismico, secondo le modalità di seguito indicate.

3.4 Effetti di sito Il moto sismico al suolo è fortemente influenzato dalla caratteristiche dinamiche degli strati di terreno più superficiale e dalla morfologia del sito. Sono stati infatti più volte riscontrati effetti di amplificazione del moto sismico, sia in termini di accelerazione massima sia di contenuto in frequenza, in presenza di depositi alluvionali particolarmente deformabili. Gli spettri di risposta definiti per le diverse categorie di terreno di fondazione sono uno strumento approssimato per tener conto di alcuni degli aspetti sopra citati, in particolare dell’influenza degli strati più superficiali e più deformabili dei terreni e della presenza di contrasti di impedenza. Amplificazioni o deamplificazioni del moto sono state riscontrate in presenza di diverse configurazioni morfologiche: creste, crinali, pendii, avvallamenti. Gli effetti morfologici possono essere considerati incrementando l’azione sismica attraverso un coefficiente di amplificazione topografica o sulla base di studi di risposta sismica locale. In alcuni casi potrebbe risultare opportuno analizzare gli effetti di sito in modo più completo attraverso indagini di microzonazione sismica, nel qual caso sarà possibile tener conto di fattori quali: la presenza di faglie sismogenetiche attive, la possibilità di attivazione di spostamenti permanenti legati a frane, liquefazione e/o densificazione. Qualora siano eseguite determinazioni più accurate del moto sismico locale, attraverso studi di microzonazione sismica, è consentito utilizzare spettri specifici per il sito. 4 CONOSCENZA DEL MANUFATTO

4.1 Il percorso della conoscenza

4.1.1 Generalità La conoscenza della costruzione storica in muratura è un presupposto fondamentale sia ai fini di una attendibile valutazione della sicurezza sismica attuale sia per la scelta di un efficace intervento di miglioramento. Le problematiche sono quelle comuni a tutti gli edifici esistenti, anche se nel caso del patrimonio culturale tutelato, data la sua rilevanza, è ancora più critica l’impossibilità di conoscere i dati caratterizzanti originariamente la fabbrica, le modifiche intercorse nel tempo dovute ai fenomeni di danneggiamento derivanti dalle trasformazioni antropiche, dall’invecchiamento dei materiali e dagli eventi calamitosi; inoltre, l’esecuzione di una completa campagna di indagini può risultare troppo invasiva sulla fabbrica stessa. Si ha pertanto la necessità di affinare tecniche di analisi ed interpretazione dei manufatti storici mediante fasi conoscitive dal diverso grado di attendibilità, anche in relazione al loro impatto. La conoscenza può infatti essere conseguita con diversi livelli di approfondimento, in funzione dell’accuratezza delle operazioni di rilievo, delle ricerche storiche, e delle indagini sperimentali. Tali operazioni saranno funzione degli obiettivi preposti ed andranno ad interessare tutto o in parte l’edificio, a seconda della tipologia dell’intervento previsto. Lo studio delle caratteristiche della fabbrica è teso alla definizione di un modello interpretativo che consenta, nelle diverse fasi della sua calibrazione, sia un’interpretazione qualitativa del funzionamento strutturale, sia l’analisi strutturale per una valutazione quantitativa. Il grado di attendibilità del modello sarà strettamente legato al livello di approfondimento ed ai dati disponibili. Da questo punto di vista vengono introdotti diversi livelli di conoscenza, ad approfondimento crescente, al quale saranno legati fattori di confidenza da utilizzare nell’analisi finalizzata sia alla valutazione dello stato attuale sia a seguito degli eventuali interventi. Il percorso della conoscenza può essere ricondotto alle seguenti attività: . l’identificazione della costruzione, la sua localizzazione in relazione a particolari aree a rischio, ed il rapporto della stessa con il contesto urbano circostante; l’analisi consiste in un primo rilievo schematico del manufatto e nell’identificazione di eventuali elementi di pregio (apparati decorativi fissi, beni

artistici mobili) che possono condizionare il livello di rischio; . il rilievo geometrico della costruzione nello stato attuale, inteso come completa descrizione stereometrica della fabbrica, compresi gli eventuali fenomeni fessurativi e deformativi; . l’individuazione della evoluzione della fabbrica, intesa come sequenza delle fasi di trasformazione edilizia, dall’ipotetica configurazione originaria all’attuale; . l’individuazione degli elementi costituenti l’organismo resistente, nell’accezione materica e costruttiva, con una particolare attenzione rivolta alle tecniche di realizzazione, ai dettagli costruttivi ed alla connessioni tra gli elementi; . l’identificazione dei materiali, del loro stato di degrado, delle loro proprietà meccaniche; . .. avvenute nel tempo ed ai relativi dissesti. In considerazione delle specifiche modalità di analisi strutturale dei meccanismi di collasso dei manufatti storici in muratura, descritte nel capitolo 5, le indagini conoscitive dovranno concentrarsi prevalentemente sull’individuazione della storia del manufatto, sulla geometria degli elementi strutturali, sulle tecniche costruttive e sui fenomeni di dissesto e di degrado. D’altra parte, le difficoltà connesse con la conoscenza, anche in relazione alle risorse disponibili e all’invasività delle indagini da eseguire, rendono spesso necessario un confronto con modelli interpretativi a posteriori, basati sull’osservazione ed accertamento del funzionamento manifestato dalla costruzione. Le informazioni acquisite dovranno essere organizzate e restituite secondo quanto previsto dal programma di monitoraggio dello stato di conservazione dei beni architettonici tutelati (Allegato A), elaborato attraverso schede dal Ministero per i Beni e le Attività Culturali e finalizzato all’acquisizione di una conoscenza sistematica del patrimonio culturale italiano. I paragrafi seguenti descrivono in maggiore dettaglio le diverse fasi della conoscenza; occorre precisare che queste non devono essere intese in modo sequenziale ma integrato.