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Aedes Tour 2019

Aedes Tour 2019(14.03.2019) Siamo lieti di annunciare le date del Tour AEDES 2019
Edifici esistenti in muratura: Ricostruzione, Miglioramento, nuove Normative.
Tutti gli eventi avranno carattere applicativo
e illustreranno le nuove indicazioni di Normativa attraverso esempi e considerazioni critiche, ponendosi dalla parte dei Progettisti.

Negli eventi del 4 e 5 aprile saremo a fianco di colleghi di grande esperienza, con ruoli di primo piano per l'attuazione delle Norme vigenti e per gli interventi di consolidamento nelle zone della Ricostruzione in Centro Italia:

INCONTRO TECNICO sul CALCOLO STRUTTURALE: STRUTTURE in MURATURA
(a questo link: informazioni e iscrizioni)
Federazione Ordine Ingegneri delle Marche
4 aprile: MACERATA
5 aprile: ANCONA 
Con la partecipazione degli Ingegneri: 
Giulio Castori (Università di Perugia)
Alessandro De Maria (Regione Umbria, Servizio Rischio Sismico)
Andrea Giannantoni (Università di Ferrara)
Francesco Pugi  e Alessio Francioso (Ricerca e Sviluppo, Aedes Software).

Per gli eventi organizzati da Ingenio, avremo l'onore di essere a fianco di Massimo Mariani:
STUDIO e PROGETTAZIONE del MIGLIORAMENTO delle STRUTTURE ESISTENTI in fase di QUIETE SISMICA e in fase SISMICA
(a questo link: informazioni e iscrizioni)
Seminario tecnico con Massimo Mariani, a cura di Ingenio
11 aprile: FIRENZE - PRATO
12 aprile: LA SPEZIA
16 maggio: ROMA
17 maggio: VITERBO
17 ottobre: PAVIA
Per Aedes parteciperanno Francesco Pugi e Alessio Francioso, del settore Ricerca e Sviluppo di Aedes Software.

Risposta Sismica Locale

Risposta sismica locale(13.03.2019) Per la Risposta sismica locale, recenti sviluppi normativi per la zona della Ricostruzione hanno condotto all'elaborazione di un aggiornamento di PCM 2019 finalizzato ad una corretta applicazione della procedura di analisi e verifica con spettri da microzonazione, con particolare attenzione agli edifici esistenti.
Il riferimento normativo è l'Ordinanza 55 del 24 aprile 2018, in download da questo link.

Seguendo le indicazioni normative, gli spettri di risposta ottenuti dagli studi di Microzonazione Sismica di livello 3 possono essere ricondotti alla forma standard coerente con le NTC2018, costituita da un ramo con accelerazione crescente lineare, un ramo ad accelerazione costante, un ramo in cui l'accelerazione decresce con (1/T) e, quindi, a velocità costante.
Alla fine di questa procedura di regolarizzazione, sono disponibili tutti i parametri di spettro richiesti dalle NTC per la verifica delle costruzioni.
Se lo spettro fornito dalla microzonazione è corrispondente a SLV, può quindi essere direttamente utilizzato per determinare se la verifica dell'edificio per SLV sia soddisfatta o meno.

Per quanto riguarda gli edifici esistenti, la valutazione dello stato di fatto e la progettazione degli interventi richiedono la valutazione dell'indicatore di rischio sismico ζE, ossia del rapporto tra capacità e domanda (ciò indipendentemente dall'analisi, lineare o non).
La capacità corrisponde alla massima azione sismica in input che l'edificio è in grado di sostenere. Per determinarla, occorre instaurare un processo iterativo, fondato sulla variazione del periodo di ritorno TR, finalizzato a centrare il valore di TR cui corrispondono parametri di spettro (ag, Fo, TC* e derivati) tali da identificare una domanda uguale alla capacità, cioè la soglia di PGA sopra la quale la verifica di sicurezza non è più soddisfatta.
Il processo iterativo descritto richiede la conoscenza dei parametri di spettro per diversi periodi di ritorno. Il reticolo sismico di Normativa fornisce 9 valori compresi fra 30 e 2475 anni  (30, 50, 72, 101, 140, 201, 475, 975, 2475), e per TR<30 si possono usare formulazioni note che legano ag a TR (il che è molto importante per le strutture esistenti ad alta vulnerabilità, per le quali lo stato attuale è spesso caratterizzato da valori bassi della capacità in termini di PGA, con capacità in termini di periodi di ritorno talvolta inferiore a 30 anni). 
Quando si utilizzano spettri da microzonazione, ognuno di essi corrisponde ad un determinato periodo di ritorno, riferendosi allo stato limite corrispondente (ad. es. TR=475 anni per spettro da microzonazione per SLV)

La fornitura di un solo spettro non è sufficiente per calcolare un indicatore di rischio completamente coerente con gli scopi della microzonazione: sarebbero necessarie le triplette (ag, Fo, TC*) per tutti i valori notevoli di TR. Qualora siano forniti più spettri da microzonazione, riferiti quindi a più valori di TR (ad esempio per gli stati limite SLD e SLV), saranno disponibili più di una tripletta (due nel caso gli spettri siano SLD e SLV). 
In ogni caso, se non si dispone dei parametri di spettro per tutti i TR notevoli, sono proponibili procedure che comparando i valori dei parametri forniti dalla microzonazione con quelli corrispondenti alla legge di variazione in funzione di TR, conducono a 'coprire' con i parametri di spettro tutti i valori di TR e consentono quindi lo svolgimento della procedura iterativa per l'elaborazione dell'indicatore di rischio sismico.
Questo tipo di procedura è in corso di implementazione in PCM ed il suo rilascio, in un prossimo aggiornamento del software, è previsto a breve termine.

Nel frattempo, si consiglia comunque di procedere con la modellazione e l'analisi degli edifici, in particolare dello Stato Attuale, utilizzando i parametri sismici del reticolo di Normativa. Tutta la fase di messa a punto del progetto e della bontà della modellazione ai fini delle analisi è del tutto indipendente dagli spettri. Chiaramente, lo Stato di Progetto necessita dei corretti parametri spettrali per consentire l'elaborazione dei necessari interventi di consolidamento.
L'aggiornamento per PCM 2019 di prossima uscita, con le nuove funzionalità dedicate alla Risposta Sismica Locale consentirà l'applicazione degli spettri da microzonazione sismica di livello 3 conformemente alla Normativa vigente (NTC 2018 e Ordinanza 55 del 28.4.2018), non solo ai fini delle verifiche di sicurezza per gli stati limite corrispondenti agli spettri forniti ma anche per l'elaborazione dell'indicatore di rischio ζE, fondamentale per la classificazione degli interventi sugli edifici esistenti.

Aggiornamento 2019

Aggiornamento Aedes 2019(05.03.2019) Inizia il download di Aedes 2019: si parte con PCM e ACM.
Molte le novità implementate nelle versioni 2019, seguendo gli sviluppi normativi.
PCM, incluso il modulo ECS, si propone ancora una volta all'avanguardia nel settore del calcolo strutturale per gli edifici in muratura.
Nel documento a questo link sono riportate le principali nuove funzionalità 2019.
Anzitutto, la novità più rilevante è la possibilità di considerare contemporaneamente le componenti sismiche spaziali in analisi pushover, inclusa la verticale.
A parte la combinazione direzionale orizzontale, che può essere selezionata a scelta dal Progettista, PCM consente l'applicazione del 'sisma verticale'.
Un'ampia documentazione, frutto della Ricerca Applicata condotta da Massimo Mariani e da Francesco Pugi sugli edifici esistenti in muratura, ha mostrato, con una serie di articoli su Ingenio, che gli effetti negativi della componente sismica verticale possono essere molto importanti ai fini delle valutazioni di vulnerabilità e quindi degli interventi di consolidamento.
L'algoritmo frutto di tale Ricerca, reso pubblico e implementabile su qualsiasi altro software, è da oggi disponibile in PCM e consente la necessaria libertà progettuale per studiare, con l'analisi statica non lineare, gli effetti delle combinazioni sismiche direzionali, inclusa la componente verticale.
Altre nuove funzionalità caratterizzano la versione 2019 di PCM, con particolare attenzione alla qualifica dei materiali (comportamento meccanico delle murature), alla modellazione degli elementi strutturali (ed in particolare, le fasce di piano, oggetto nella nuova Circolare di indicazioni specifiche ben dettagliate) e al loro comportamento: ad esempio, il taglio per fessurazione diagonale viene ora suddiviso fra la tipologia caratterizzante le murature irregolari e quella specifica di tessiture regolari a blocchi (taglio cosiddetto 'a scaletta').
In ACM sono proposte molte novità, che consentono la completa implementazione delle NTC 2018, inclusa la nuova Circolare.
I materiali murari sono stati completamente revisionati, e le tabelle dei coefficienti correttivi propongono automaticamente le relazioni che legano i diversi parametri (ad esempio, in caso di intonaco armato non si applicano i coefficienti relativi alla connessione trasversale; per i correttivi dipendenti dagli interventi di consolidamento è previsto un valore massimo; per la combinazione dei coefficienti si usa la forma moltiplicativa, e così via).
Il contributo della resistenza delle fasce al comportamento meccanico dei maschi murari è un'assoluta novità di ACM 2019: considerando il comportamento a pressoflessione e a taglio della fascia, sia di muratura irregolare che regolare, con eventuale elemento orizzontale dotato di resistenza a trazione, è possibile definire un corrispondente taglio agente sulla sommità del maschio murario, che viene automaticamente comparato con i tagli resistenti a pressoflessione, taglio per fessurazione diagonale (nelle due modalità 'irregolare' e, ove significativo, 'regolare'), taglio per scorrimento.
Nuove funzionalità di interfaccia consentono la visualizzazione della curva di capacità della parete contemporaneamente ai risultati testuali in termini di coefficienti di sicurezza, distinti e dettagliati in base a tutti i comportamenti considerati.
Considerando la parete con aperture e le eventuali nicchie e cavità presenti che indeboliscono le sezioni resistenti, ACM si presenta come software leader nel settore degli interventi locali sulle aperture nelle pareti portanti in muratura.
Dal 5 marzo inizia il download di PCM e di ACM; nel periodo successivo sono previsti ulteriori aggiornamenti, seguendo via via interpretazioni delle Norme, nuove funzionalità e nuovi approfondimenti. Presto sarà disponibile anche una nuova documentazione video e manualistica. 
Inoltre, per il 18 marzo sono previste le prime versioni 2019 di SLC e SAV.
A breve termine, infine, sono previsti Convegni organizzati e supportati Aedes, che vedranno la partecipazione, fra gli altri, degli Ingegneri Francesco Pugi e Alessio Francioso.
Ne daremo notizia nel sito, e quindi continuate a seguirci nelle News su www.aedes.it!
Grazie per l'attenzione, e buon lavoro con Aedes 2019, software leader dal 1997 per la ristrutturazione ed il consolidamento degli edifici in muratura

Sisma Verticale e nuova Circolare

Sisma verticale: modellazione e analisi in ambito professionale(12.02.2019) La Circolare applicativa delle NTC 2018 e' stata ieri pubblicata in Gazzetta Ufficiale (GU n.35 dell'11.2.2019, Supplemento ordinario): il documento e' il n.7 del 21 gennaio 2019 del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici.
Aedes rende disponibili i testi normativi completi ufficiali dai seguenti link:
D.M. 17.1.2018
Circolare n.7 del 21.1.2019
Varie novita' caratterizzano il testo della Circolare rispetto al corrispondente precedente documento del 2009.
Su diversi aspetti avremo modo di tornare a breve, a partire dalla data di rilascio di PCM 2019.
Vedremo insieme quali cambiamenti riguardano le analisi degli edifici in muratura, ed in particolare le costruzioni esistenti e gli studi di vulnerabilita'. 
In primo piano: le modifiche riguardanti i materiali murari, ed in particolare i parametri meccanici delle murature e le modalita' con cui quantificare gli effetti degli interventi.
Altre indicazioni riguardano i modelli di comportamento, fra cui: deformazioni di maschi e fasce, resistenza a taglio diagonale per murature regolari. 
Ci proporremo di evidenziare quali sono le modifiche davvero significative, da assumere costantemente come nuovi riferimenti, e quali invece sono piu' semplicemente opzioni alternative che i Progettisti valuteranno di volta in volta.

Oggi, prima di tutto, ci preme sottolineare le novita' riguardanti il sisma verticale
, argomento introdotto e sviluppato da Massimo Mariani, con il contributo di Francesco Pugi e Alessio Francioso (a questo link il piu' recente articolo). La nuova Circolare contiene infatti nuovi riferimenti al sisma verticale che implicano importanti conseguenze progettuali. Vediamo quali sono i punti che si riferiscono alla componente sismica verticale (in corsivo, il testo tratto dalla Norma).

C7.2.2 CRITERI GENERALI DI PROGETTAZIONE DEI SISTEMI STRUTTURALI
(...) Per quanto riguarda gli effetti della componente verticale dell’azione sismica, nel § 7.2.2 sono indicati gli elementi e le tipologie costruttive che maggiormente risentono delle accelerazioni verticali indotte dal sisma, nonché i livelli di pericolosita' per i quali tale componente deve essere considerata nel progetto. Per gli elementi soggetti a tali azioni e per quelli di supporto dei medesimi e' ammesso l’uso di modelli parziali che tengano conto della rigidezza degli elementi adiacenti.

Questo paragrafo non contiene novita': il testo coincide con quanto riportato in C7.2.1 della Circ.2009. Si osservi tuttavia che gia' nel 2009 vi era un cenno di sviluppo nel senso di estendere la considerazione della componente verticale: parlare di tipologie costruttive che 'maggiormente' risentono del sisma verticale implica che anche le altre tipologie, anche se magari in tono minore, ne risentono: pertanto, gia' nel 2009 non vi era alcuna esclusione perentoria di strutture nei confronti degli effetti sismici verticali.
Le novita' arrivano invece dai seguenti punti.

C7.2.6 CRITERI DI MODELLAZIONE DELLA STRUTTURA E DELL' AZIONE SISMICA
(...)
Modellazione dell’azione sismica
Per semplicita' di analisi e' possibile descrivere la variabilita' spaziale del moto e l’aleatorieta' dell’effettivo baricentro delle masse e delle rigidezze attraverso lo spostamento del centro di massa dalla sua posizione originaria nella direzione delle due componenti orizzontali e in ambo i versi. In alternativa e' consentito (§7.3.3) applicare un momento torcente valutato a partire dalla risultante orizzontale della forza agente al piano, determinata come in § 7.3.3.2, moltiplicata per l’eccentricita' accidentale[7] del baricentro delle masse rispetto alla sua posizione di calcolo, determinata come in § 7.2.6. Nel valutare gli effetti dell’eccentricita' accidentale, si dovranno considerare, ovviamente, gli effetti concomitanti delle due componenti dell’azione sismica, utilizzando le regole di combinazione indicate al § 7.3.5.
[7] Si specifica che l’eccentricita' accidentale, oltre che per considerare le incertezze legate alla localizzazione delle masse, e' una maniera indiretta per tener conto della variabilita' spaziale del moto sismico. A rigore, infatti, si dovrebbe considerare una componente torsionale del trascinamento sismico, sia nelle analisi statiche, sia nelle analisi dinamiche; tradizionalmente, invece, l’azione sismica viene descritta esclusivamente attraverso le due componenti traslazionali orizzontali del moto, cui va aggiunta, ove significativa, la componente verticale.

C7.3.5 RISPOSTA ALLE DIVERSE COMPONENTI DELL’AZIONE SISMICA ED ALLA VARIABILITa' SPAZIALE DEL MOTO

Nel caso di analisi statiche non lineari e' possibile applicare separatamente ciascuna delle due componenti orizzontali (insieme a quella verticale ove necessario ed agli spostamenti relativi prodotti della variabilita' spaziale del moto ove necessario), riconducendo quindi la valutazione unitaria degli effetti massimi ai valori piu' sfavorevoli cosi' ottenuti.

Ecco la novita': si specifica che l'azione sismica viene descritta attraverso le due componenti traslazionali orizzontali del moto, 'cui va aggiunta, ove significativa, la componente verticale', e che nelle analisi statiche non lineari (pushover) e' possibile applicare separatamente ciascuna delle due componenti orizzontali 'insieme a quella verticale ove necessario'.
'Ove significativa' e 'ove necessario' sono espressioni che nel testo normativo vengono usate nell'ambito di criteri generali. Per valutare se gli effetti della componente sismica verticale siano o meno significativi e' quindi necessario svolgere analisi che includono anche tale componente, per poi poterne trarre un giudizio finale.
Pertanto: le analisi pushover non possono prescindere dal considerare la multidirezionalita' e la componente verticale.

Peraltro, analizziamo quanto scritto in §7.3.5 del D.M. 17.1.2018: le analisi multidirezionali sono previste anche in pushover (la Circolare consente la possibilita' di fare riferimento ad una sola componente orizzontale, ma su questo aspetto la discordanza fra D.M. e Circolare si risolve considerando per l'edificio esaminato sia la combinazione sia le singole direzioni), mentre per la verticale si specifica che 'deve essere tenuta in conto unicamente nei casi previsti al §7.2.2)': cio' significa che l'obbligatorieta' e' prevista solo per quei casi (mensole, strutture spingenti, ecc.) ma attenzione: non si afferma affatto che la componente verticale non vada considerata in tutti gli altri
E adesso la Circolare, attraverso la specifica di considerare la componente verticale 'ove significativa' o 'ove necessario', implica di fatto la necessita' di valutarne sempre gli effetti per determinare se siano significativi o meno.
Il combinato disposto del D.M. 17.1.2018 e della Circ.7 del 21.1.2019 non puo' fornire giustificazioni per omissioni sullo studio degli effetti della contemporaneita' delle componenti sismiche.

Siamo lieti di constatare che i testi normativi vanno nella giusta direzione
: il Progettista deve essere libero di valutare gli effetti di tutte le componenti sismiche, senza esclusioni a priori che determinerebbero rischi nei confronti della sicurezza

Infatti, non considerando la componente verticale o, piu' in generale, la spazialita' del fenomeno, si puo' sottovalutare la domanda sismica e di conseguenza sopravvalutare l'indicatore di rischio ζE dato dal rapporto tra capacita' e domanda. Nei confronti degli interventi, si rischierebbe di fatto un sottodimensionamento.
In definitiva: la nuova Circolare consente finalmente ai Progettisti la possibilita' di analizzare il modello con i contributi di tutte e 3 le componenti spaziali del sisma (le due orizzontali e la verticale), variamente combinate tra loro. Saranno i singoli casi ad evidenziare la significativita' o meno dei diversi contributi.

Lo strumento informatico per la progettazione dovra' includere queste funzionalita': nei lavori di Massimo Mariani, Francesco Pugi e Alessio Francioso e' tracciato un algoritmo utilizzabile per un generico software di calcolo strutturale.
Aedes e' lieta di annunciare che PCM 2019, in uscita il 25 febbraio, implementa queste funzionalita' innovative, consentendo analisi pushover con componenti spaziali variamente combinate, per lasciare al Progettista la liberta' di valutare quali effetti siano piu' o meno significativi e dimensionare di conseguenza gli eventuali interventi di consolidamento.

Sisma Verticale: modellazione e analisi in ambito professionale

Sisma verticale: modellazione e analisi in ambito professionale(21.12.2018) Augurando Buone Feste, Aedes è lieta di porre alla vostra attenzione il nuovo articolo di Massimo Mariani, Francesco Pugi e Alessio Francioso:

SISMA VERTICALE: MODELLAZIONE E ANALISI IN AMBITO PROFESSIONALE SUGLI EDIFICI ESISTENTI IN MURATURA

Evoluzione applicativa del percorso delineato dagli stessi Autori con i contributi precedenti sulle osservazioni ed interpretazioni del sisma verticale
Influenza delle fessurazioni da cicli di compressione e decompressione del sisma verticale su rigidezza, resistenza e capacità di deformazione
Contributi singoli o simultanei delle componenti sismiche orizzontali e verticale
Definizione di un algoritmo conforme alle Norme vigenti implementabile in qualsiasi software professionale 
• Conseguenze del sisma verticale sulla Perdita Annuale Media attesa (PAM)

A questo link e' disponibile il testo completo dell'articolo.

Qui si riporta una sintesi delle Conclusioni:

"Gli studi condotti sul sisma verticale sono stati generati dall'osservazione della manifestazione fisica dei suoi effetti sugli edifici esistenti (Mariani, 2017).
Una volta riconosciuta la necessità di includere la componente sismica verticale nei modelli di calcolo, è stato studiato il comportamento anzitutto di singoli pannelli murari (Mariani e Pugi, 2018) ed in seguito di organismi edilizi, per i quali si è indagato sull'influenza sia della qualità muraria sia dell'entità dell'accelerazione al suolo (Mariani, Pugi e Francioso, 2018) proponendo una metodologia di analisi coerente con la Normativa vigente.

L'evoluzione delle indagini sugli effetti del sisma verticale ha condotto infine ad un percorso operativo destinato al campo professionale, oggetto del presente lavoro. 
Dopo approfondimenti sull'influenza delle fessurazioni da cicli di compressione e decompressione del sisma verticale su rigidezza, resistenza e capacità di deformazione, e dopo un perfezionamento delle tecniche di analisi, finalizzato alla migliore stima del parametro a cui è assegnata l'identificazione della vulnerabilità (l'indicatore di rischio sismico in termini di accelerazione al suolo zE,PGA), si è formulato un algoritmo agevolmente implementabile in qualunque software di calcolo dedicato agli edifici esistenti in muratura, riguardante le analisi pushover e cinematica.
Alcuni esempi applicativi, elaborati con l'ausilio di un software professionale aggiornato secondo le procedure illustrate, hanno mostrato la possibile rilevante influenza del sisma verticale sulle verifiche di sicurezza in relazione non solo allo stato di fatto di un edificio ma anche dello stato di progetto corrispondente ad un intervento di consolidamento. (...)

Le elaborazioni sono state estese alla Classificazione Sismica dell'edificio, secondo i criteri del SISMABONUS.
La Perdita Annuale Media (PAM), parametro in grado di identificare il comportamento sismico dell'edificio nella globalità degli stati limite che possono interessarlo, ha mostrato variazioni significative in presenza di sisma verticale: è stata così confermata l'importanza di considerare la totalità delle componenti sismiche.
Pertanto, alla luce dello studio condotto, si ribadisce l'opportunità di valutare la sicurezza e progettare gli interventi interpretando il fenomeno fisico nella sua realtà. 
Il processo attivato con gli studi eseguiti ha dato riscontro anche alla validità dell'utilizzo dell'analisi pushover, condotta con gli opportuni accorgimenti in grado di rappresentare gli effetti di tutte le componenti sismiche, confermando essa il proprio ruolo quale strumento professionale robusto e di immediata applicabilità fisico-matematica."

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