Progetto e analisi di ospedali come costruzioni strategiche: visione di sistema, norme tecniche, azione sismica, robustezza strutturale
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Tecnologia e Sanita' 2010 Rieti.
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Progetto e analisi di ospedali come costruzioni strategiche: visione di sistema, norme tecniche, azione sismica, robustezza strutturale
- 1. Progetto e analisi di ospedali come costruzioni strategiche: visione di sistema, norme tecniche, azione sismica, robustezza strutturale. franco.bontempi@uniroma1.it 1 robustezza strutturale. Franco Bontempi Ordinario di Tecnica delle Costruzioni Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Roma La Sapienza Via Eudossiana 18 – 00184 ROMARieti Giugno 2010
- 2. CONTENUTI 1. Ospedali come costruzioni strategiche 2. Organizzazione delle Norme Tecniche per le Costruzioni 3. Impostazione del progetto delle strutture strategiche franco.bontempi@uniroma1.it 2 strategiche 4. Strutturale / Non strutturale 5. Stati limite e progettazione prestazionale 6. Robustezza strutturale 7. Costruzioni esistentiRieti Giugno 2010
- 3. franco.bontempi@uniroma1.it 3 Ospedali come costruzioni strategiche Complessita’ e visione di sistema 3Rieti Giugno 2010
- 6. Simple and complex forms in plan and elevation Rieti Giugno 2010 6franco.bontempi@uniroma1.it
- 7. Hospital services interrelationship matrix Rieti Giugno 2010 7franco.bontempi@uniroma1.it
- 8. Patient flow in an emergency Rieti Giugno 2010 8franco.bontempi@uniroma1.it
- 9. Typical hospital activities and relative importance in an emergency Rieti Giugno 2010 9franco.bontempi@uniroma1.it
- 12. HUMANWARESOFTWARE SERVIZI FUNZIONI COMPORTAMENTO UMANO franco.bontempi@uniroma1.it 12 HARDWARE COSTRUZIONE (MATERIALI – COMPONENTI) COMPORTAMENTO UMANO Rieti Giugno 2010
- 13. franco.bontempi@uniroma1.it 13 Organizzazione delle Norme Tecniche per le Costruzioni Basi delle Norme 13Rieti Giugno 2010
- 15. CAPITOLO 2: SICUREZZA E PRESTAZONI ATTESE CAPITOLO 3: AZIONI AMBIENTALI DOMANDA CAPITOLO 5: NORME SULLE COSTRUZIONI CAPITOLO 7: NORME PER LE OPERE INTERAGENTI PRODOTTO CAPITOLO 11: MATERIALI E PRODOTTI PER USO STRUTTURALE CONTROLLO CAPITOLO 4: COSTRUZIONI CIVILI E INDUSTRIALI CAPITOLO 5: PONTI CAPITOLO 9: COLLAUDO STATICO CAPITOLO 10: REDAZIONE DEI PROGETTI CAPITOLO 2: SICUREZZA E PRESTAZIONI ATTESE franco.bontempi@uniroma1.it 1515 QUALITA’ CAPITOLO 6: AZIONI ANTROPICHE CAPITOLO 4: AZIONI ACCIDENTALI INTERAGENTI CON I TERRENI E CON LE ROCCE, PER GLI INTERVENTI NEI TERRENI E PER LA SICUREZZA DEI PENDII CAPITOLO 9: NORME SULLE COSTRUZIONI ESISTENTI STRUTTURALE CAPITOLO 10: NORME PER LA REDAZIONI DEI PROGETTI ESECUTIVI CAPITOLO 8: COLLAUDO STATICO 15 CAPITOLO 3: AZIONI SULLE COSTRUZIONI CAPITOLO 6: PROGETTAZIONE GEOTECNICA CAPITOLO 7: PROGETTAZIONE PER AZIONI SISMICHE CAPITOLO 8: COSTRUZIONI ESISTENTI PROGETTI STRUTTURALI ESECUTIVI E DELLE RELAZIONI DI CALCOLO CAPITOLO 11: MATERIALI E PRODOTTI PER USO STRUTTURALE Rieti Giugno 2010
- 18. DUE DILIGENCE • Due diligence (also known as due care) is the effort made by an ordinarily prudent or reasonable party to avoid harm to another party. Failure to make this effort is considered negligence. • It is necessary to discover all risks and franco.bontempi@uniroma1.it 18 • It is necessary to discover all risks and implications regarding a decision to be made • Due diligence is also a dynamic concept in that it is a constantly evolving standard of care that is determined by the requirements of law, industry standards as well as professional and other codes of practice. Rieti Giugno 2010
- 19. franco.bontempi@uniroma1.it 19 Impostazione del progetto delle strutture strategiche Basi della progettazione degli ospedali 19Rieti Giugno 2010
- 20. Vita nominale franco.bontempi@uniroma1.it 20Rieti Giugno 2010
- 21. Classi d’uso franco.bontempi@uniroma1.it 21Rieti Giugno 2010
- 22. Periodo di riferimento franco.bontempi@uniroma1.it 22Rieti Giugno 2010
- 23. Orizzonte temporale Rieti Giugno 2010 23franco.bontempi@uniroma1.it
- 24. Demand for Medical Services after an Earthquake Rieti Giugno 2010 24franco.bontempi@uniroma1.it
- 25. Rieti Giugno 2010 25franco.bontempi@uniroma1.it
- 26. Requisiti strutturali • Sicurezza nei confronti di Stati Limite Ultimi (SLU): capacità di evitare crolli, perdite di equilibrio e dissesti gravi, totali o parziali, che possano compromettere l’incolumità delle persone ovvero comportare la perdita di beni, ovvero provocare gravi danni ambientali e sociali, ovvero mettere fuori servizio l’opera; franco.bontempi@uniroma1.it 26 ambientali e sociali, ovvero mettere fuori servizio l’opera; • Sicurezza nei confronti di Stati Limite Esercizio (SLE): capacità di garantire le prestazioni previste per le condizioni di esercizio; • Robustezza nei confronti di azioni eccezionali: capacità di evitare danni sproporzionati rispetto all’entità delle cause innescanti quali incendio, esplosioni, urti.Rieti Giugno 2010
- 27. STRUCTURAL DECOMPOSITION franco.bontempi@uniroma1.it 27Rieti Giugno 2010
- 29. Conceptual solutions for structural reinforcement Rieti Giugno 2010 29franco.bontempi@uniroma1.it
- 30. franco.bontempi@uniroma1.it 30 Strutturale / Non strutturale Azione sismica 30Rieti Giugno 2010
- 31. Azione sismica franco.bontempi@uniroma1.it 31Rieti Giugno 2010
- 35. Collasso strutturale (1) franco.bontempi@uniroma1.it 35Rieti Giugno 2010
- 36. Collasso strutturale (2) franco.bontempi@uniroma1.it 36Rieti Giugno 2010
- 37. Parti strutturali franco.bontempi@uniroma1.it 37Rieti Giugno 2010
- 38. Parti non strutturali franco.bontempi@uniroma1.it 38Rieti Giugno 2010
- 39. Danno non strutturale franco.bontempi@uniroma1.it 39Rieti Giugno 2010
- 48. Typical investments in building construction (after E. Miranda) Rieti Giugno 2010 48franco.bontempi@uniroma1.it
- 50. Equipment with restraints Rieti Giugno 2010 50franco.bontempi@uniroma1.it
- 51. Rieti Giugno 2010 51franco.bontempi@uniroma1.it
- 52. Sample fragility of a water tank/pipeline nonstructural system (Grigoriu and Kafali, 2003) Rieti Giugno 2010 52franco.bontempi@uniroma1.it
- 53. Rieti Giugno 2010 53franco.bontempi@uniroma1.it
- 54. franco.bontempi@uniroma1.it 54 Stati limite e progettazione prestazionale Criteri decisionali 54Rieti Giugno 2010
- 55. Definizione di Stato Limite • La sicurezza e le prestazioni di un’opera o di una parte di essa devono essere valutate in relazione agli stati limite che si possono verificare durante la vita nominale. • Stato limite è la condizione superata la quale l’opera non soddisfa più le esigenze per le quali franco.bontempi@uniroma1.it 55 • Stato limite è la condizione superata la quale l’opera non soddisfa più le esigenze per le quali è stata progettata. • Il superamento di uno stato limite ultimo ha carattere irreversibile e si definisce collasso. • Il superamento di uno stato limite di esercizio può avere carattere reversibile o irreversibile. Rieti Giugno 2010
- 57. Livelli di danno franco.bontempi@uniroma1.it 57Rieti Giugno 2010
- 58. Risk acceptance matrix and costs Rieti Giugno 2010 58franco.bontempi@uniroma1.it
- 59. Rieti Giugno 2010 59franco.bontempi@uniroma1.it
- 60. Rieti Giugno 2010 60franco.bontempi@uniroma1.it
- 61. Livelli di prestazioni: incendio franco.bontempi@uniroma1.it 61Rieti Giugno 2010
- 62. Rieti Giugno 2010 62franco.bontempi@uniroma1.it
- 63. franco.bontempi@uniroma1.it 63 Robustezza strutturale Situazioni estreme 63Rieti Giugno 2010
- 64. Esempio di robustezza franco.bontempi@uniroma1.it 64Rieti Giugno 2010
- 67. Design Strategy #1: CONTINUITY franco.bontempi@uniroma1.it 6767Rieti Giugno 2010
- 68. Design Strategy #2: COMPARTIMENTALIZATION franco.bontempi@uniroma1.it 6868Rieti Giugno 2010
- 69. Levels of Structural Crisis UsualULS&SLS VerificationFormat 1st level: Material Point franco.bontempi@uniroma1.it 69 UsualULS&SLS VerificationFormat Structural Robustness Assessment 2nd level: Element Section 3rd level: Structural Element 4th level: Structural System 69Rieti Giugno 2010
- 70. Bad vs Good Collapse STRUCTURE & LOADS Collapse Mechanism NO SWAY “IMPLOSION” OF THE STRUCTURE is a process in which objects are destroyed by franco.bontempi@uniroma1.it 70 objects are destroyed by collapsing on themselves “EXPLOSION” OF THE STRUCTURE is a process NOT CONFINED SWAY 70Rieti Giugno 2010
- 71. www.francobontempi.org Rieti Giugno 2010 71franco.bontempi@uniroma1.it
- 72. franco.bontempi@uniroma1.it 72 Costruzioni esistenti Approccio prestazionale 72Rieti Giugno 2010
- 73. START APPLICAZIONE DI REGOLE PRESTABILITE START DEFINIZIONE E DISANIMA DEGLI OBIETTIVI INDIVIDUAZIONE DELLE SOLUZIONI ATTE A RAGGIUNGERE GLI OBIETTIVI franco.bontempi@uniroma1.it 73 PRESTABILITE E TECNICHE PREDEFINITE END END ATTIVITA' DI MODELLAZIONE E MISURA GIUDIZIO DELLE PRESTAZIONI RISULTANTI No Yes Rieti Giugno 2010
- 74. Elementi CostituentiElementi Costituenti Elementi CostituentiElementi Costituenti Elementi CostituentiElementi Costituenti Elementi CostituentiElementi Costituenti Elementi CostituentiElementi Costituenti prescrittivo Elementi CostituentiElementi CostituentiElementi CostituentiElementi CostituentiElementi CostituentiElementi Costituenti Elementi CostituentiElementi CostituentiElementi CostituentiElementi Costituenti Elementi CostituentiElementi CostituentiElementi CostituentiElementi Costituenti Elementi CostituentiElementi CostituentiElementi CostituentiElementi Costituenti Elementi CostituentiElementi CostituentiElementi CostituentiElementi Costituenti prescrittivo franco.bontempi@uniroma1.it 74 RequisitiRequisiti RequisitiRequisiti prestazionale RequisitiRequisitiRequisitiRequisiti RequisitiRequisiti prestazionale Rieti Giugno 2010
- 75. Costruzioni esistenti (1) • La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi su costruzioni esistenti devono tenere conto dei seguenti aspetti: – la costruzione riflette lo stato delle conoscenze al tempo della sua realizzazione; – possono essere insiti e non palesi difetti di franco.bontempi@uniroma1.it 75 – possono essere insiti e non palesi difetti di impostazione e di realizzazione; – la costruzione può essere stata soggetta ad azioni, anche eccezionali, i cui effetti non siano completamente manifesti; – le strutture possono presentare degrado e/o modificazioni significative rispetto alla situazione originaria. Rieti Giugno 2010
- 76. Costruzioni esistenti (2) • Si dovrà prevedere l’impiego di metodi di analisi e di verifica dipendenti dalla completezza e dall’affidabilità dell’informazione disponibile e l’uso, nelle verifiche di sicurezza, di adeguati “fattori di franco.bontempi@uniroma1.it 76 verifiche di sicurezza, di adeguati “fattori di confidenza”, che modificano i parametri di capacità in funzione del livello di conoscenza relativo a geometria, dettagli costruttivi e materiali Rieti Giugno 2010
- 77. Valutazione della sicurezza • La valutazione della sicurezza deve permettere di stabilire se: – l’uso della costruzione possa continuare senza interventi; – l’uso debba essere modificato (declassamento, cambio di destinazione e/o imposizione di limitazioni e/o cautele nell’uso); – sia necessario procedere ad aumentare o ripristinare la capacità portante. franco.bontempi@uniroma1.it 77 portante. • La valutazione della sicurezza dovrà effettuarsi ogni qual volta si eseguano interventi strutturali e dovrà determinare il livello di sicurezza prima e dopo l’intervento. • Il Progettista dovrà esplicitare, in un’apposita relazione, i livelli di sicurezza attuali o raggiunti con l’intervento e le eventuali conseguenti limitazioni da imporre nell’uso della costruzione. Rieti Giugno 2010
- 78. Categorie di intervento • Si individuano le seguenti categorie di intervento: – interventi di adeguamento atti a conseguire i livelli di sicurezza previsti dalle presenti norme; – interventi di miglioramento atti ad aumentare la sicurezza strutturale esistente, pur senza franco.bontempi@uniroma1.it 78 sicurezza strutturale esistente, pur senza necessariamente raggiungere i livelli richiesti dalle presenti norme; – riparazioni o interventi locali che interessino elementi isolati, e che comunque comportino un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti. • Gli interventi di adeguamento e miglioramento devono essere sottoposti a collaudo statico. Rieti Giugno 2010
- 79. Passi 1. Analisi storico-critica 2. Rilievo 3. Caratterizzazione meccanica dei materiali 4. Livelli di conoscenza e fattori di confidenza: – sulla base degli approfondimenti effettuati nelle fasi franco.bontempi@uniroma1.it 79 – sulla base degli approfondimenti effettuati nelle fasi conoscitive sopra riportate, saranno individuati i “livelli di conoscenza” dei diversi parametri coinvolti nel modello (geometria, dettagli costruttivi e materiali), e definiti i correlati fattori di confidenza, da utilizzare come ulteriori coefficienti parziali di sicurezza che tengono conto delle carenze nella conoscenza dei parametri del modello. Rieti Giugno 2010
- 80. Circolare: CAUSE I. variazioni, improvvise o lente, indipendenti dalla volontà dell’uomo (ad esempio: danni dovuti al terremoto, a carichi verticali eccessivi, a urti, etc., danni dovuti a cedimenti fondali, degrado delle malte nella muratura, corrosione delle armature nel c.a., etc., errori progettuali o esecutivi, incluse le situazioni in cui franco.bontempi@uniroma1.it 80 errori progettuali o esecutivi, incluse le situazioni in cui i materiali o la geometria dell’opera non corrispondano ai dati progettuali); II. variazioni dovute all’intervento dell’uomo, che incide direttamente e volontariamente sulla struttura oppure sulle azioni (ad esempio: aumento dei carichi verticali dovuto a cambiamento di destinazione d’uso), o che incide indirettamente sul comportamento della struttura. Rieti Giugno 2010
- 81. Circolare: PROVVEDIMENTI È’ evidente che i provvedimenti detti sono necessari e improcrastinabili nel caso in cui non siano soddisfatte le verifiche relative alle azioni controllate dall’uomo, ossia prevalentemente ai carichi permanenti e alle altre azioni di servizio; più complessa è la situazione che si determina nel momento in cui si manifesti l’inadeguatezza di un’opera rispetto alle azioni ambientali, non controllabili dall’uomo e soggette ad ampia variabilità nel tempo ed incertezza nella loro determinazione. Per le problematiche connesse, non si può pensare di imporre l’obbligatorietà dell’intervento o del cambiamento di destinazione d’uso o, franco.bontempi@uniroma1.it 81 l’obbligatorietà dell’intervento o del cambiamento di destinazione d’uso o, addirittura, la messa fuori servizio dell’opera, non appena se ne riscontri l’inadeguatezza. Le decisioni da adottare dovranno necessariamente essere calibrate sulle singole situazioni (in relazione alla gravità dell’inadeguatezza, alle conseguenze, alle disponibilità economiche e alle implicazioni in termini di pubblica incolumità). Saranno i proprietari o i gestori delle singole opere, siano essi enti pubblici o privati o singoli cittadini, a definire il provvedimento più idoneo, eventualmente individuando uno o più livelli delle azioni, commisurati alla vita nominale restante e alla classe d’uso, rispetto ai quali si rende necessario effettuare l’intervento di incremento della sicurezza entro un tempo prestabilito.Rieti Giugno 2010
- 82. FB LS SA FP LG CC FG fb KG SM Franco Luca Stefania Francesc o Luisa Chiara Filippo Francesc a Konstanti nos Sauro Bontempi Sgambi Arangio Petrini Giuliani Crosti Gentili Brando Gkoumas Manenti www.francobontempi.org Rieti Giugno 2010 82franco.bontempi@uniroma1.it