IOCT Valutazione dell'operatività strutturale del sistema di gestione dell'emergenza sismica di CT - Ing. F. Mori - CNR IGAG - Enea

Valutazione dell’operatività
strutturale del sistema di gestione
 dell’emergenza sismica di CT
 IOCT
 Ing. F. Mori – CNR IGAG

 20 febbraio, 2020
 ENEA Centro Ricerche Casaccia

Dove si colloca la fase di valutazione dell’Operatività

 Contesto: Dimensione territoriale, condizione limite e sistema di gestione dell’emergenza

 Perturbazione: Pericolosità che insiste sul sistema di gestione dell’emergenza

 Operatività: Vulnerabilità e operatività del sistema di gestione dell’emergenza

 Programmazione: Interventi per il miglioramento dell’operatività e monitoraggio

Il grafo del sistema di gestione dell’emergenza

 Comune C NODI
 (con CLE) EDIFICI STRATEGICI (ES)
 Centro di coordinamento (ES1)
 CONTESTO Soccorso sanitario (ES2)
 TERRITORIALE
 Intervento operativo (ES3)
 COC
 AREE DI EMERGENZA (AE)
 Comune B
 Ammassamento
 (con CLE)
 Ricovero

 PUNTO DI ACCESSO (OUT)

 ARCHI
 INFRASTRUTTURE DI
 CONNESSIONE (AC)
 Comune A di
 Riferimento
 (CR) PERTURBAZIONI frana
 (con CLE)
 liquefazione
 crollo edifici interferenti

L’Indice di Operatività del Contesto Territoriale IOCT

È definito come il rapporto tra
l’efficienza in termini di connessione a seguito di un evento sismico (Tr)
e l’efficienza in condizioni di servizio

 ( )
 ( ) =
 ( )

 In termini generali in letteratura la misura di performance di una rete in termini di connessione è definita dall’efficienza
 (Latora and Marchiori, 2001- Franchin and Cavalieri, 2015)

L’Indice di Operatività del Contesto Territoriale IOCT

 Efficienza in condizioni sismiche
 9(094 ∪095 ,-< )
 ,- ( 8 ) = ∑∑
 ( ) 01 345 (-< )
 ( ) =
 ( )
 ( 0 ∪ 1 , 8 )
 Probabilità di operatività congiunta del nodo
 origine e destinazione

 Efficienza in condizioni di servizio 01 ( 8 )
 2
 ,- (0) = ∑∑ 3 Variazione di lunghezza del percorso minimo
 0 1 45 condizionata all’operatività del nodo origine e
 destinazione in funzione di:
 01
 Lunghezza percorso minimo fra nodo -frana cosismica
 origine e destinazione calcolato con -liquefazione cosismica
 algoritmo di Djikstra -ingombro macerie dovuto a crolli degli edifici
 interferenti

Le connessioni richieste: la matrice origine destinazione per i percorsi minimi
 1
 ,- (0) = ∑∑
 01
 9(094 ∪095 ,-< )
 ,- ( 8 ) = ∑∑
 345 (-< )

 1
 1

L’Indice di Operatività del Contesto Territoriale IOCT

Efficienza in condizioni sismiche
 9(094 ∪095 ,-< )
 ,- ( 8 ) = ∑∑ 3 (- )
 01 45 <

 ( 0 ∪ 1 , 8 ) NODI
 Probabilità di operatività congiunta del nodo
 origine e destinazione (edifici strategici e aree di emergenza)
 01 ( 8 )
Variazione di lunghezza del percorso minimo A
condizionata all’operatività del nodo origine e
destinazione in funzione di:

-frana cosismica
-liquefazione cosismica
-crolli degli edifici interferenti
 ARCHI (infrastrutture di collegamento)

Pericolosità sismica

Scenari stocastici con OPENQUAKE

Metodo «stochastic event based» con le seguenti caratteristiche:
• griglia di base di 1 km
• Effetti stratigrafici con nuova mappa Vs30 da Database di
 Microzonazione Sismica costruita con 11.300 profili Vs e
 35.000 sondaggi
• Parametri di scuotimento: HSM* per gli edifici e PGV per i
 fenomeni cosismici (frane e liquefazione)

*F. Mori, I. Gaudiosi, E. Tarquini, F. Bramerini, S. Castenetto, G. Naso e D. Spina, Mappa Vs30
«HSM: a synthetic damage-constrained seismic hazard parameter.,» Bull. Earthq.
Eng., 2019. da MS**

**F. Mori, A. Mendicelli, M.Moscatelli, G.Naso, E. Peronace - A large-scale Vs30 map
for Italy based on Seismic Microzonation - Engineering Geology 2020 - submitted

Pericolosità cosismica

Scenari stocastici fenomeni cosismici di livello 0

Calcolo delle aree con probabilità di frana e liquefazione con metodi di regressione logistica
Nowicki 2018 e Zhu 2017 adattati per l’Italia

 Probabilità di liquefazione
 Probabilità di frana
 Model 2 Zhu
 Mori F., Gena A., Mendicelli A., Naso G., Spina D. – The seismic emergency system evaluation: the role of
 seismic hazard and local effects. Engineering Geology 2020

Approfondimento a cura di
 Vulnerabilità degli edifici della CLE di livello avanzato
 Ing. Daniele Spina del DPC

 Edifici strategici ES1, ES2, ES3 (coordinamento degli interventi, soccorso sanitario,
 intervento operativo) – METODOLOGIA SMAV

 D. Spina, G. Acunzo, N. Fiorini, F. Mori and M. Dolce, “A probabilistic simplified seismic model of masonry buildings based on
 ambient vibrations,” Bulletin of Earthquake Engineering, vol. 17, no. 2, pp. 985-1007, 2019.

COLLABORAZIONI:

 OSSERVATORIO SISMICO
 A. BINA PERUGIA

Vulnerabilità degli edifici della CLE (Edifici strategici e unità strutturali)

 Dalle schede della CLE alla classe di vulnerabilità (interazione con gruppo di lavoro IOPACLE)
 Strutture Verticali
 Muratura mista
 Muratura di qualità cattiva Muratura di qualità buona Calcestr. armato
 (muratura + c.a.)

 Non identificate
 N piani ≤ 3 N piani ≤ 3
 PIANO PIANO
 SENZA CON SENZA CON
 CLASSI DI
 VULNERABILITA'
 cordoli o cordoli o
 N piani>3
 cordoli o cordoli o
 N piani>3 N piani≤3 N piani>3 PILOTIS PILOTIS
 SI NO
 Tabella di attribuzione
 catene catene catene catene

 Non identif_ --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---
 della classe di
 Anno di costruzione
 --- A B A B C1 B B A --- ---
 vulnerabilità per
 ≤ 1919

 Anno
 ES e US
 Anno di costruzione
 Costruzione <
 Classificazione
 1919 -1945
 --- A B A B C1 B B A --- ---
 (se l’edificio è oggetto
 di intervento di
Strutture Orizzontali

 sismica
 [post 1982]
 Anno di costruzione
 1945-Class
 --- B C1 B C1 D1 C1 C1 B B C2 miglioramento/adegua
 mento sismico l’anno
 di costruzione diventa
 Edifici costruiti
 in conformità
 Anno di costruzione
 quello di intervento)
 alla normativa --- C1 D1 C1 D1 D1 D1 C1 C1 C2 D2
 >Class
 antisismica
 [post 1982]

 Nota bene: l’anno di prima classificazione sismica del Comune ha significato solo post 1982

Vulnerabilità degli edifici della CLE – Aggregati Strutturali AS

 Dalle schede della CLE alla classe di vulnerabilità (interazione con gruppo di lavoro IOPACLE)
 INDICE DI VULNERABILITA' AGGREGATO
 INTERAZIONI TRA US Coeff
 si 0,03
 12 Presenza di US caratterizzate da grandi Luci
 no 0,00

 13-16 Eterogeneità strutturale/costruttiva dell'AS
 si
 no
 0,03
 0,00
 A C1 A
 Unità strutturali B
 REGOLARITA' STRUTTURALE
 si 0,03
 24 Disallineamento tra quote di imposta della copertura
 no 0,00

 25 Disallineamento tra quote orizzontamenti
 si
 no
 0,03
 0,00
 B C1 A B
 si 0,03
 26 Disallineamento pareti di facciata
 no 0,00
SCHEDE AS

 27 Disallineamento spazi interni
 si 0,03 Aggregato strutturale
 C2 D2 C2
 no 0,00

 28 Testata snella
 si 0,03 B
 no 0,00
 INFRASTRUTTURE DI SERVIZIO (ELETTRICITA')
 si 0,03
 29 Elementi mal collegati
 no 0,00
 si 0,03
 30 Sistema di bucature incongruo
 no 0,00
 si 0,03
 31 Pilastri isolati, portici, piani pilotis
 no 0,00 Passaggio sfavorevole di classe per
 si 0,03
 32 Sopraelevazioni, altane, torrini
 no 0,00 le US se compresenti 9/13 parametri
 si 0,03
 33 Torri, campanili, ciminiere
 no
 si
 0,00
 0,03
 di irregolarità nell’aggregato. Se il
 34 US degradate o danneggiate
 no 0,00
 70% delle US è in classe A le altre US
 vengono degradate di 1 classe

Vulnerabilità degli edifici interferenti in assenza di schedatura CLE

• Individuazione degli edifici potenzialmente
 interferenti da Carta Tecnica Regionale
• attribuzione della classe di vulnerabilità partendo dai
 dati ISTAT 2011 riferiti alle sezioni censuarie con
 metodologia Binc (Cacace et al 2018)
• modifica della vulnerabilità di partenza in funzione
 dello stato di conservazione e numero di piani
 (Lagomarsino Giovinazzi 2006)

 Danno D4 (crolli) – 6358 sezioni
 censuarie 2011
 Per TR=475 INGV con Vs30 Usgs

Calcolo delle probabilità di operatività degli edifici strategici

• LIVELLO BASE

• In funzione del parametro HSM

Calcolo delle probabilità di operatività degli edifici strategici

 • LIVELLO AVANZATO

V. Vacca, G. Occhipinti, F. Mori, D. Spina:
«SMAV analysis for the fragility curves of civil
protection strategic buildings.» (in corso di
pubblicazione)

-in funzione del parametro HSM
-variabilità della direzionalità dell’azione
sismica

Calcolo delle probabilità di crollo degli edifici interferenti

• LIVELLO BASE

• In funzione del parametro HSM

L’applicativo stand alone soft_IOCT Esempio:
 CT Cariati
Grafo Amplificazione Effetti cosismici

Probabilità di Operatività degli elementi IOCT

Esempio di risultati Esempio:
 CT Cariati
 TR = 100 ANNI

 IOCT 0.490
Indici di Operatività delle Singole Componenti
 ES 0.935
 COC 0.794
 AE Ricovero 0.732
 AE Ammassamento 1.000
 Connessioni 0.706
 Accessibilità 0.924

 TR = 475 ANNI

 IOCT 0.384
Indici di Operatività delle Singole Componenti
 ES 0.913
 COC 0.701
 AE Ricovero 0.661
 AE Ammassamento 1.000
 Connessioni 0.545
 Accessibilità 0.910

Miglioramento del sistema - allocazione risorse

Miglioramento del sistema - allocazione risorse

• EDIFICI (parametrizzazione economica partendo da SISMABONUS e materiali del Prof. Di
 Ludovico) T1 (0.1-0.5S)
 Costo adeguamento D2 al mq Costo adeguamento D4 al mq
 Classe HSM[g] Classe HSM[g]
 Classe

Miglioramento del sistema - allocazione risorse

• FRANE (parametrizzazione economica da prezziario ANAS 2019)

Miglioramento del sistema - allocazione risorse

• LIQUEFAZIONI (parametrizzazione economica da progetto LIQUEFACT)

Considerazioni conclusive

• sistema di valutazione modulare

• sistema ibrido fatto di valutazioni puntuali e areali

• è una valutazione di un sistema a rete e come tale abbiamo utilizzato una
 pericolosità di base specifica (Openquake)

• miglioramento delle valutazioni di pericolosità locale su aree e connessioni con
 nuova mappa probabilistica di Vs30 ricavata dal Database della Microzonazione
 Sismica con conseguente miglioramento delle previsioni di frana e liquefazione
 sismoindotte

• miglioramento delle previsioni di operatività degli edifici strategici con curve di
 fragilità SMAV in funzione del parametro HSM

Sviluppi futuri

• integrazione della valutazione per aree vulcaniche

• integrazione della componente non strutturale del sistema di emergenza

• interazione tra Microzonazione Sismica e modelli di pericolosità continui

• sperimentazione IOCT su altri Contesti Territoriali pilota

• rilascio software stand-alone SOFT_IOCT previsione fine 2020

• rilascio Linea Guida IOCT fine previsione fine 2020