Un metodo sperimentale per la valutazione dell’operatività di un edificio strategico che tenga conto della risposta sismica locale

L'OPCM n. 4007/12 definisce le modalità di analisi della Condizione Limite dell’Emergenza (CLE) attraverso la compilazione di schede di analisi degli elementi che compongono il sistema di gestione dell'emergenza (Edifici strategici, Infrastrutture di accessibilità e connessione, Aree di emergenza) e degli elementi interferenti (Aggregati strutturali, Unità strutturali), ma non indica le modalità di valutazione della CLE. Questo passaggio, fondamentale per l'individuazione di azioni e interventi di mitigazione, è in fase di definizione e sperimentazione attraverso diverse metodologie. Una di queste è oggetto del presente lavoro. In particolare, il metodo proposto si prefigge di valutare l’attitudine del singolo edificio strategico, facente parte della CLE, a conservare l’operatività strutturale a seguito di un evento sismico con periodo di ritorno 475 anni. Gli edifici strategici sono infatti le strutture finalizzate alla gestione dell’emergenza sismica e dunque devono rimanere operative, ovvero non subire danni ed interruzioni d'uso significativi a seguito di terremoto violento. Il metodo sperimentale proposto si fonda sull’identificazione delle specifiche proprietà dinamiche dell’edificio e del terreno di fondazione tramite misure delle vibrazioni provocate da sorgenti ambientali, quali il traffico veicolare ed il vento, assumendo che l’ente generatore delle vibrazioni sia un processo stocastico (rumore bianco). Il metodo si compone di tre fasi: • fase I: misure sull’edificio e sul terreno di fondazione; • fase II: elaborazione delle misure e definizione dell’input sismico comprensivo di effetti locali (risposta sismica locale); • fase III: applicazione di un modello matematico in grado di calcolare, a partire dall’input sismico identificato nella fase II, il grado di operatività dell’edificio, sia in termini deterministici che probabilistici. Nella prima fase le misure delle vibrazioni generate dal rumore ambientale sono effettuate sia sull’edificio, sia sui terreni di fondazione. L’architettura del sistema di monitoraggio dell’edificio è semplice in quanto costituita da due terne accelerometriche per piano appoggiate al pavimento e disposte negli angoli di estremità dell’edificio. Il posizionamento risulta veloce (assenza di cavi), non comporta alcuna interruzione delle attività svolte e non è invasivo per le strutture e le finiture. Le misure sul terreno vengono condotte contemporaneamente alle misure sull’edificio utilizzando una terna veloci metrica in condizioni free field. A seguito di questa prima fase di misure (per un edificio fino a 6 piani il tempo necessario è di circa una giornata), si procede con la seconda fase di elaborazione dei dati e con la terza fase di definizione dei risultati che necessitano di una ulteriore giornata di lavoro. L’elaborazione delle misure sulla struttura viene effettuata tramite software specifico utilizzando la tecnica di estrazione delle proprietà dinamiche nota come Operational Modal Analisys (OMA). Il modello matematico è in grado di stimare l’indice di operatività dell’edificio, sia in termini deterministici che probabilistici, in caso di evento sismico con periodo di ritorno di 475 anni.