Stima della vulnerabilità sismica di edifici in struttura mista muratura-calcestruzzo armato

La pericolosità sismica di un sito, combinata con la vulnerabilità delle strutture in esso ubicate, è una rappresentazione del danno potenziale prodotto da un evento sismico di assegnata intensità.

L’intensità del terremoto viene spesso misurata attraverso le scale macrosismiche quali la Scala Mercalli-Cancani-Sieberg (MCS) del 1930 e la Scala Medvedev-Sponehuer-Kàrnìk (MSK); la prima versione di quest’ultima Scala risale al 1964 (MSK-64), una seconda versione, identica per quanto riguarda le progressioni dei danni agli edifici, è stata pubblicata da Medvedev nel 1976 (MSK-76) e quindi una terza versione è stata presentata nel 1981 (MSK-81), in questo caso con variazioni nelle progressioni dei danni.

Altro parametro che esprime l’energia intrinseca dell’evento sismico è la Magnitudo; nel 1935 a tal proposito, il Sismologo C.F. Richter definì il parametro Magnitudo come misura oggettiva della quantità di energia elastica rilasciata durante un terremoto.
La Magnitudo fu definita da Richter come il logaritmo in base dieci dell'ampiezza massima, misurata in micron, del movimento del suolo registrato da un sismografo standard nel corso di un terremoto avvenuto alla distanza epicentrale di 100 km. Questa definizione significa che la Magnitudo di un terremoto può essere calcolata dall'ampiezza delle onde sismiche registrate dai sismografi (strumento che rileva e registra l’andamento in funzione del tempo delle oscillazioni del terreno). La Magnitudo è espressa attraverso un numero puro e per ogni incremento di una unità di magnitudo corrisponde un incremento, in termini di energia, di 30 volte (Tabella 1.1). L'uomo avverte, se si trova in prossimità dell'area epicentrale, i terremoti con magnitudo maggiore di 2.5; i terremoti che possono provocare danni al patrimonio edilizio e vittime hanno, generalmente, Magnitudo superiore a 5.5

Per i terremoti invece che sono accaduti nel passato non si dispone delle registrazioni delle onde sismiche dai sismografi. In questi casi è possibile ottenere una stima di quanto sia stato forte un terremoto sulla base degli effetti che esso stesso ha prodotto sul terreno, sul costruito e sulle persone. Il parametro che quantifica la forza di un terremoto in base agli effetti che esso produce è l'Intensità. Essa è espressa con la scala MCS (Mercalli-Cangani-Sinberg), meglio nota come “Scala Mercalli” in onore del sismologo italiano che per primo propose una scala basata sugli effetti prodotti da un terremoto.

La scala Mercalli è costituita da dodici gradi e l'Intensità diminuisce con l'aumentare della distanza epicentro - punto di osservazione. L'uomo avverte gli effetti a partire dal III grado (Tabella 1.2). Al XII grado corrispondono stravolgimenti sulla superficie terrestre quali, ad esempio, vistosissime deformazioni del suolo, alterazioni del regime idrico e distruzione di quasi tutte le opere dell'uomo. La stima dell'Intensità di un terremoto è effettuata su base soggettiva dei danni che il terremoto produce e non attraverso la misura oggettiva dell'ampiezza del moto del suolo, come per la Magnitudo. Inoltre, i danni che un terremoto può produrre sono notevolmente influenzati dalla natura del terreno e dal tipo di antropizzazione presente nell'area di risentimento dell'evento. Ad esempio, un terremoto di Magnitudo 6 con epicentro in un'area desertica o alla profondità di 500 km come quelli che si verificano nel Mar Tirreno meridionale, ha intensità Mercalli pari a zero.

La stima dell'Intensità dei terremoti storici è di fondamentale importanza per l'identificazione delle aree sismogenetiche, per la ricostruzione della storia sismica e la successiva valutazione del rischio sismico di un'area. Anche i parametri di picco del moto del suolo (accelerazione, velocità e spostamento) sono rappresentativi dell’intensità sismica: le grandezze PGA, PGV e PGD e i loro rapporti sono spesso assunti come parametri descrittivi dell’intensità dell’evento

La differenza principale fra la scala EMS-98 ed altre scale di intensità è la descrizione dettagliata di fattori, come ad esempio tipi di costruzione e classificazione dei danni e di vulnerabilità, che ora sono considerati individualmente; la tabella di vulnerabilità (Tabella 1.3), in particolare, è un tentativo di categorizzare in un senso la resistenza delle strutture, prendendo in considerazione sia il tipo della costruzione che altri fattori. Ciò è uno sviluppo dalle scale precedenti che hanno usato soltanto il tipo di costruzione come analogo della vulnerabilità. Una peculiarità di questa Scala è inoltre l’illustrazione dell’intensità del danno; ogni illustrazione è associata ad uno specifico grado di danneggiamento (Figura 1.8).

L'uso di queste illustrazioni è mirato a migliorare la normalizzazione fra i diversi professionisti nell'uso della scala. Similmente, l'aggiunta alla scala di questa guida di riferimento (un'altra innovazione) dovrebbe ridurre le ambiguità nell’interpretazione della scala.