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La gestione del rischio sismico in Italia Mauro Dolce Direttore Generale, Dipartimento della Protezione Civile – Presidenza del Consiglio dei Ministri Ordinario di Tecnica delle Costruzioni, Università di Napoli Federico II

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La gestione del rischio sismico in Italia

Mauro Dolce Direttore Generale, Dipartimento della Protezione Civile – Presidenza del Consiglio dei Ministri

Ordinario di Tecnica delle Costruzioni, Università di Napoli Federico II

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Presentation Notes
This situation can be ascribed to several factors, among which the obsolescence of many buildings, the late seismic classification of the territory, the high seismic vulnerability of the historical centres and of the huge Italian cultural heritage deserve mentioning.
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COSTO TERREMOTI ITALIANI - ULTIMI 45 ANNI (M€-2005) B

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2005

+ ABRUZZO‘09 + EMILIA‘12 ~ € 160 Mld 3-3,5 Mld €/an.

4500 VITTIME

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IL CICLO DEL RISCHIO VALUTAZIONE DEL RISCHIO

MITIGAZIONE/PREVENZIONE

PIANIFICAZIONE

EVENTO/EVACUAZIONE

SOCCORSO

VALUTAZIONE DEL DANNO

IMMEDIATA ASSISTENZA ALLA

POPOLAZIONE

SECONDA FASE DI ASSISTENZA ALLA POPOLAZIONE

RIPRISTINO DI INFRASTRUTTURE E SERVIZI

RICOSTRUZIONE/REINSEDIAMENTO

ATTIVITA’ DI RIPRESA

VALUTAZIONE DEL RISCHIO MITIGAZIONE/PREVENZIONE

Evento Attenzione media

Legenda

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AZIONI PER LA MITIGAZIONE DEL RISCHIO SISMICO

1. Miglioramento delle conoscenze 2. Riduzione della vulnerabilità e dell’esposizione 3. Mitigazione degli effetti

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1. Azioni per il miglioramento delle conoscenze

1.1 Conoscenza tecnico-scientifica promozione e finanziamento di programmi di ricerca applicata (sismologica, geologica, ingegneristica) PFG GNDT Centri di competenza (INGV, ReLUIS, EUCENTRE…)

1.2 Conoscenza del territorio e del costruito (*)

promozione e finanziamento di studi sul territorio per: - conoscenza del patrimonio costruito - microzonazione sismica

(*) Per la valutazione del fabbisogno economico complessivo e per singole categorie e per la definizione delle strategie di intervento generali e su

specifiche categorie, ed anche per una sensibilizzazione degli amministratori pubblici al problema

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2. Azioni per la riduzione della vulnerabilità e dell’esposizione

2.1 Azioni indirette – miglioramento degli strumenti

• Per la progettazione: Pericolosità, Classificazione, Normativa,

• Per la pianificazione: Microzonazione sismica Pianificazione territoriale Piani di emergenza

2.2 Azioni dirette – riduzione della vulnerabilità del costruito

• Interventi sul patrimonio edilizio e su opere infrastrutturali ospedali, scuole, opere infrastrutturali, etc.

• Interventi sul patrimonio edilizio privato

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3. Azioni per la mitigazione degli effetti 3.1 Miglioramento dell’organizzazione del sistema di protezione civile ed dei

piani di protezione civile per una migliore risposta del sistema

3.2 Diffusione della consapevolezza del rischio e della cultura di protezione civile della popolazione e degli amministratori pubblici, attraverso la Comunicazione e campagne di divulgazione sui corretti comportamenti e sulla prevenzione

3.3 Esercitazioni per la verifica dei piani di protezione civile 3.4 Miglioramento del monitoraggio sismico

…..

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Negli anni passati, a partire dal 1986 si è investito molto poco in prevenzione sismica, e quasi esclusivamente su edifici pubblici strategici e rilevanti (ospedali, scuole, etc.). • 1986 – 2003: complessivamente sono stati investiti circa

316 Milioni di euro per la prevenzione (prescindendo dagli interventi di ricostruzione post-sisma), di cui 66 M€ per l’edilizia privata in Sicilia (L. 433)

• 2003 – 2009: sono stati finanziati interventi per circa 750 milioni di euro prevalentemente per le scuole

LA PREVENZIONE SISMICA NEL RECENTE PASSATO Azioni dirette – riduzione della vulnerabilità

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Il D.L. n.39 “Abruzzo” del 28 Aprile 2009 (convertito dalla Legge N.77 del 23 Giugno 2009)

Oltre ai vari provvedimenti finalizzati al superamento dell’emergenza e alla ricostruzione, sono stati adottati anche due importanti provvedimenti di prevenzione sismica a livello nazionale:

• Entrata in vigore delle nuove Norme Tecniche (DM 14.01.08) anticipata al 1.07.09

• Stanziamenti per la prevenzione sismica pari a 965 M€ in 7 anni

Presenter
Presentation Notes
As often happens, after the Abruzzo Earthquake many seismic risk mitigation measures have been taken. Some of them have their effects all over the national territory, some others are just limited to the vast area stricken by the earthquake. Some have immediate (direct or short term) effectiveness, some others have long term (or indirect) effectiveness. Amongst the national ones there is the immediate enforcement of the new technical standards, that were in stand-by since January 2008, although officially approved, and the allocation of one billion euro in the next seven years for a seismic risk mitigation program. Amongst the latter ones, there are the funding by the State of the repair and seismic strengthening of damaged private buildings, the immediate execution of seismic strengthening of schools, the microzonation studies for the future reconstruction process, the realization of temporary housing villages with very high seismic protection standards, using seismic isolation in 185 buildings (Project C.A.S.E.). Although, as said, the direct effects are only limited to the earthquake-stricken territory, also these provisions can extend their effects to the rest of Italy, considering the example they give, the interest in the public opinion, the development of new or more effective procedures and techniques, the cultural grow they will produce in the technical and the scientific communities.
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Articolo 11: Interventi per la prevenzione del rischio sismico Nello stato di previsione del Ministero dell'economia e delle finanze è istituito un Fondo per la prevenzione del rischio sismico.

A tal fine è autorizzata la spesa di: - euro 44 (poi ridotti a 42.504) milioni per l'anno 2010. - euro 145.1 milioni per l'anno 2011. - euro 195.6 milioni per ciascuno degli anni 2012, 2013, 2014. - euro 145.1 milioni per l'anno 2015. - euro 44 milioni per l'anno 2016.

Totale 963.504 M

(Decreto-legge 28/4/09. n. 39) Legge n. 24/6/09 n. 77

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• L’attuazione dell’art. 11 è regolata attraverso ordinanze di

protezione civile, del Presidente del Consiglio dei Ministri e, dopo la L.100/2012, del Capo Dipartimento della protezione civile

OPCM 3907 annualità 2010 OPCM 4007 annualità 2011 OCDPC 52 annualità 2012 OCDPC ## annualità 2013

(Decreto-legge 28/4/09 n. 39) convertito dalla Legge n. 24/6/09 n. 77

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STRATEGIA GENERALE

1. Affrontare il problema a 360°, stimolando azioni relative soprattutto alla linea 2 (riduzione della vulnerabilità e dell’esposizione), su edilizia pubblica e privata, infrastrutture urbane, ma con importanti riflessi sulle altre due linee: microzonazione sismica, pianificazione e gestione dell’emergenza.

2. Stimolare l’attenzione e la sensibilità dei privati e degli amministratori rispetto alle diverse problematiche poste dal rischio sismico e far crescere la cultura di prevenzione.

3. Richiedere un cofinanziamento alle amministrazioni locali e ai privati in modo da moltiplicare gli effetti dello stanziamento.

4. Puntare alla riduzione del rischio per le vite umane, limitando gli interventi alle zone a più elevata pericolosità (sostanzialmente zone 1 e 2) e alle strutture più vulnerabili e/o più importanti per la gestione delle emergenze.

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AZIONE 2010 2011 2012 a) Microzonazione sismica (+CLE) 4 M€ 8 M€ 16 M€

b) Interventi di rafforzamento/miglioramento sismico o ricostruzione di edifici e opere infrastrutturali di interesse strategico o rilevanti per le conseguenze del loro collasso.

34 M€ (*)

130 M€ (*)

170 M€ (*)

c) Interventi di rafforzamento/miglioramento sismico o ricostruzione di edifici privati.

d) Altri interventi urgenti. 4 M€ 4 M€ 8.5 M€

(*) Gli interventi b) e c) sono complessivamente finanziati come in tabella. Per gli edifici privati non era prevista una quota obbligatoria per il 2010, mentre per il 2011 e il 2012 deve essere tra il 20% e il 40%.

AZIONI

Presenter
Presentation Notes
According to the objectives and criteria expressed above, both ordinances identify the following 4 actions:   Seismic microzonation studies, funded with € 4 million and € 10 million for the 1st and 2nd year respectively, €14 million in total. Interventions of seismic retrofit or reconstruction of buildings and infrastructural constructions of strategic interest or critical for the consequence of their collapse, with the exclusion of schools (whose strengthening is financed with other funds).   Interventions of seismic upgrading or reconstruction of private buildings.   Other urgent interventions to mitigate seismic risk, with particular reference to situations of high vulnerability and exposure, also related to public strategic structure or to assure the best implementation of civil protection plans. They are funded with € 4 million for both years, €8 million in total   The actions of points b) and c) are funded with € 34 million and 130 million for the 1st and the 2nd year respectively, €164 million in total. While the funding of private buildings was voluntary in the first year, it is compulsory in the second year, with a minimum of 20% and a maximum of 40%. The residual part of the funds are devoted to supporting activities carried out by the DPC with the assistance of the competence centres.
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I diversi studi utilizzano la stessa pericolosità, data dal Progetto DPC-INGV S1 2004-2006 (adottata nell’OPCM 3519), e gli stessi dati di esposizione (persone ed edifici) forniti dal censimento ISTAT 2001, mentre differiscono per la valutazione di vulnerabilità:

1. DPC: distribuzioni di probabilità di danno empiriche (Goretti et al., 2008).

2. EUCENTRE: curve di fragilità ricavate da modelli meccanici di edifici campione progettati secondo le norme e gli usi dell’epoca di costruzione (Borzi et al. 2011).

3. ReLUIS : distribuzioni di probabilità di danno empiriche opportunamente ricalibrate a livello regionale

DISTRIBUZIONE DEI FONDI TRA LE REGIONI

La ripartizione dei fondi tra le regioni è fatta in funzione del rischio sismico, sulla base degli studi svolti da ReLUIS, EUCENTRE e DPC

Presenter
Presentation Notes
The distribution of funds among the Regions is based on the seismic risk studies carried out by the competence centres ReLUIS and EUCENTRES and by the DPC itself. All these studies make reference to the same seismic hazard study made by INGV, within the DPC-INGV project 2004-2006, but use different vulnerability models, based on fragility curves drawn from mechanical models by EUCENTRE (Borzi et al. 2011) and on empirical damage probability distribution by ReLUIS and DPC (Goretti et al., 2008). The building and population exposure is drawn from the 2001 ISTAT census. The risk parameter considered, according to the general criteria stated above, is related to the human life losses, which obviously depends on the risk of collapse of buildings.
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DISTRIBUZIONE DEI FONDI tra le regioni per gli anni: 2010, 2011 and 2012

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2010 2011

2012

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Si stabiliscono alcuni principi per dare capacità operativa e concretezza ai programmi finanziati di microzonazione sismica:

• Gli studi di microzonazione sono recepiti nei piani urbanistici dei comuni;

• Si utilizzano metodi e standard uniformi a livello nazionale;

a) Microzonazione Sismica

• Coordinamento in prospettiva degli interventi per la mitigazione del rischio, finalizzati a migliorare l’efficienza nella gestione dell’emergenza.

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Condizione Limite per l’Emergenza (CLE)

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Condizione limite al cui superamento, a seguito del terremoto, l’insediamento urbano, pur subendo danni fisici e funzionali tali da condurre alla interruzione di quasi tutte le funzioni urbane presenti, compresa la residenza, conserva: L’operatività della maggior parte delle funzioni strategiche

per l’emergenza La loro connessione La loro accessibilità rispetto al contesto territoriale L’analisi della CLE è stata introdotta per la prima volta nell’Ordinanza 4007 (ann. 2011), come applicazione volontaria, con incentivi, in connessione con gli studi di MS.

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Il procedimento • Si individuano gli edifici strategici • Si rilevano le aree di ammassamento e

di accoglienza • Si individuano le strade di accessibilità

e connessione con il territorio • Si individuano gli aggregati (e le unità

strutturali) prospicienti le strade di accessibilità e connessione

• Si attribuiscono i codici e si compilano le schede

• Si redige una Mappa

Condizione Limite per l’Emergenza (CLE)

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SITUAZIONE ATTUALE: 432 comuni (ma manca ancora una regione) sono stati microzonati con I fondi 2010, con un contributo medio di € 9204 / Comune. Sono state approvate le richieste per 500 comuni (mancano ancora 5 regioni) con I fondi 2011, con un contributo medio di circa € 11400 / Comune. Il numero atteso è di oltre 700. PROIEZIONE 2016: 4000-5000 comuni microzonati (ossia zone 1 e 2 + parte zona 3)

4

a) Microzonazione Sismica

Presenter
Presentation Notes
At present, the retrofitting programs of the regions are being delivered to DPC for the 2011 funds, while for the 2010 funds 77 buildings are being retrofitted with an average contribution of about € 410,000 each.
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• rafforzamento locale:

100 €/mc di volume lordo edificio 300 €/mq di impalcato di ponte;

• miglioramento sismico: 150 €/mc di volume lordo edificio, 450 €/mq di impalcato di ponte;

• demolizione e ricostruzione: 200 €/mc di volume lordo edificio, 600 €/mq di impalcato di ponte.

Il contributo dello Stato è valutato come una quota (proporzionale al deficit di sicurezza sismica) di un costo totale convenzionale per intervento dato da:

b) Interventi su edifici pubblici e ponti

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Presenter
Presentation Notes
As far as public buildings and bridges are concerned, the contribution of the State is evaluated as a quota of a conventional total cost for intervention, as follows:   Local strengthening:�100 € per cubic meter of the total volume of the building,�300 € per square meter of the bridge deck;   Seismic upgrading:�150 € per cubic meter of the total volume of the building,�450 € per square meter of the bridge deck;   Demolition and reconstruction:�200 € per cubic meter of the total volume of the building,�600 € per square meter of the bridge deck.
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SITUAZIONE ATTUALE: Interventi su 76 edifici (manca una regione) con I fondi 2010, con un contributo medio di circa € 410,000 / edificio. Interventi su 142 edifici (mancano due regioni) con I fondi 2011, con un contributo medio di circa € 513,000 / edificio. PROIEZIONE 2016: interventi su 800-1200 edifici.

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b) Interventi su edifici pubblici e ponti

Presenter
Presentation Notes
At present, the retrofitting programs of the regions are being delivered to DPC for the 2011 funds, while for the 2010 funds 77 buildings are being retrofitted with an average contribution of about € 410,000 each.
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• Rafforzamento locale: 100 €/mq per la superficie totale dell’edificio (max € 20,000 per unità abitativa, € 10,000 per unità con altri tipi di uso);

• Miglioramento sismico: 150 €/mq per la superficie totale dell’edificio (max € 30,000 per unità abitativa, € 15,000 per unità con altri tipi di uso);

• Demolizione e ricostruzione: 200 €/mq per la superficie totale dell’edificio (max € 40,000 per unità abitativa, € 20,000 per unità con altri tipi di uso).

Il contributo dello Stato è valutato in funzione del tipo di intervento e delle dimensioni dell’unità di riferimento:

Ulteriori incentivi sulla quota non finanziata derivano dai provvedimenti di detrazione fiscale

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c) Interventi su edifici privati

Presenter
Presentation Notes
As far as private buildings are concerned, the same types of intervention are allowed. However the State contribution must be considered as an incentive rather than a total refund of the expenses, being aimed at partially refunding the costs of the intervention on the structural parts only. Refundable costs are as follows:   Local strengthening:�€ 100 per square meter of the total surface area of the building, with a maximum of € 20,000 per dwelling unit and € 10,000 per unit with different use;   Seismic upgrading:�€ 150 per square meter of the total surface area of the building, with a maximum of € 30,000 per dwelling unit and € 15,000 per unit with different use;   Demolition and reconstruction:�€ 200 per square meter of the total surface area of the building, with a maximum of € 40,000 per dwelling unit and € 20,000 per unit with different use. Further incentives are provided by the State, with recent laws, allowing for tax deduction of up to 50% in ten years on the costs that are not covered by the State contribution.
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SITUAZIONE ATTUALE : Interventi su 32 edifici (solo una regione ha attivato il programma per gli edifici privati nel 2010) con I fondi del 2010, con un contributo medio di circa € 17400 / edificio. Non ci sono ancora I dati definitivi per il 2011. PROIEZIONE 2016: Interventi su 8000-12000 edifici.

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b) Interventi su edifici privati

Presenter
Presentation Notes
At present, the retrofitting programs of the regions are being delivered to DPC for the 2011 funds, while for the 2010 funds 77 buildings are being retrofitted with an average contribution of about € 410,000 each.
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d) Altri interventi urgenti

Interventi su ponti e viadotti facenti parte di infrastrutture di trasporto urbano che servono vie di fuga individuate dal piano comunale di emergenza o interferiscono con esse e che ricadono in siti ai quali le vigenti norme attribuiscono accelerazioni:

ag ≥ 0.2 g (0.15 g in aree soggette anche a rischio vulcanico).

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Presenter
Presentation Notes
A specific remark is deserved by the introduction of the type of intervention named “local strengthening” for both public constructions and private buildings, as an alternative to global upgrading interventions. Local interventions are expressly considered by the new Italian technical standards (Minister of Infrastructures, 2008), in order to strengthen single structural elements or portions of a structure, without varying the global structural behavior. In the seismic case they can be aimed at reducing or eliminating those unfavorable behaviors of single elements or structural parts that, due to inadequate local strength and/or ductility, can produce anticipated brittle failures. This is typically the case of external beam-column joints of reinforced concrete framed structures or of the connections of orthogonal walls and walls with slabs in masonry buildings.   According to the code, local strengthening does not require a global analysis of the structure, given the assumption that the seismic behavior of the construction is not substantially changed but only its resistance improved. What has to be evaluated is only the increase of the strength and/or ductility of the local failure mechanism, thus speeding up considerably the time needed for design, and then the advancement of the vulnerability reduction program. Once made, local strengthening interventions allow a structure to attain its potential global strength and ductility capacity - avoiding local fragile mechanisms - and, then, to considerably rise its global seismic safety.   Obviously there must be some conditions on the characteristics of the existing structure and on the kind of intervention, in order local strengthening to be effective and not producing unpredicted unfavorable global behavior. Moreover, the structural parts not subjected to strengthening should be able to sustain the strength and ductility demand redistributed by the increase of local capacities.   Local strengthening was widely used after the 6 April 2009 Abruzzo Earthquake, for the rapid rehabilitation of 35 school buildings (Di Ludovico et al. 2009) to permit a regular restart of the scholar year in September, less than six months after the mainshock (see Fig. 3). As mentioned in a previous paragraph, it was then allowed for the State contribution as the rehabilitation measure for private buildings with usability grade B or C - i.e. not severely damaged - thus allowing them to attain not only their complete repair, but also a considerable increase of their safety. In order to facilitate the designer’s work, guidelines were drafted in the aftermath of the Abruzzo earthquake (Dolce, Manfredi, 2011) and put on the web (www.reluis.it).   An ex-post analysis of the global safety of the “locally strengthened” r.c. school buildings showed that almost the full seismic upgrading can be reached (Frascadore, 2011) with local strengthening. Similar positive results have been found for some examined cases of dwelling masonry buildings, of which two examples are shown in Fig. 4. It can be seen that the seismic resistance against the out-of-plane collapse of supporting walls in masonry buildings can be increased by one order of magnitude, by just putting effective ties at the floor levels.   More recently, after the 20-29 May 2012 Emilia Earthquakes, the local strengthening concept was also adopted for the first countermeasures against the dangerous collapses of prefabricated industrial buildings designed with no seismic provisions, as stated in the Law by Decree n. 74 (see Fig. 5).
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SITUAZIONE ATTUALE Interventi su 6 viadotti (solo due regioni hanno fatto richiesta) sui fondi dell’annualità 2010, con un contributo medio di circa € 498000 / viadotto. Sono pervenute finora richieste per 15 viadotti (solo due regioni), per un contributo medio richiesto di circa € 174000 / viadotto. PROIEZIONE 2016: Interventi su 150-300 ponti o viadotti.

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d) Altri interventi urgenti

Presenter
Presentation Notes
At present, the retrofitting programs of the regions are being delivered to DPC for the 2011 funds, while for the 2010 funds 77 buildings are being retrofitted with an average contribution of about € 410,000 each.
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• È unanimamente riconosciuto che l’azione fondamentale per mitigare il rischio sismico è la riduzione generalizzata della vulnerabilità delle costruzioni esistenti, oltre a garantire la sicurezza di quelle nuove.

• Tale obiettivo è il più lungo da raggiungere ed il più costoso: Occorrono enormi investimenti e politiche di lungo termine di mitigazione del rischio.

• La progressiva implementazione delle misure di riduzione della vulnerabililtà deve essere accompagnata da altre misure “soft” di breve termine meno costose, finalizzate a:

Razionalizzare, ottimizzare e accelerare gli interventi, Ridurre l’esposizione e le conseguenze dei terremoti.

CONCLUSIONI

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Presentation Notes
The actions for the mitigation of seismic risk can be classified according to three lines of actions, i.e. the improvement of the knowledge, the reduction of the vulnerability and exposure, the mitigation of the effects. Very often these lines, and even the single actions, are separately considered and the relevant objectives almost independently pursued, being in charge of different organisations.   It is well recognised that the main action should be the generalized reduction of the seismic vulnerability, and then of the risk of collapse, of existing constructions, as well as the realization of new constructions with adequate seismic safety. Thus doing, the risk of collapse for the reference “design earthquake” would reduce to almost zero and consequently the human losses, while the socio-economic losses becomes acceptable allowing for a rapid recovery. Unfortunately this objective is the lengthiest and by far the most expensive of the objectives to be attained: a huge investment and a very long term risk mitigation policy would be required. Therefore the progressive implementation of the vulnerability reduction of constructions must be accompanied by other measures that can be implemented in a short time, requiring lesser - by some orders of magnitude - investments. They must be aimed at rationalizing, optimizing and accelerating the interventions. In other words if the final and ideal objective (perhaps a utopia in a country with such a highly vulnerable built environment like Italy) is reaching adequate safety of all the public and private constructions, intermediate objective should be pursued and attained in a reasonable time windows and a multifaceted action for seismic risk mitigation should be implemented.
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• Gli investimenti attuali sono largamente insufficienti: un programma di adeguamento strutturale con l’attuale progressione richiederebbe alcuni secoli per essere completato. Nel frattempo centinaia di miliardi di Euro saranno spesi a seguito di futuri terremoti.

• Il Piano Nazionale 2010-2016 per la Prevenzione del Rischio sismico mira a realizzare un programma integrato per ottimizzare e moltiplicare gli effetti degli investimenti dello Stato, anche attraverso la sensibilizzazione dei cittadini, degli amministratori e dei politici.

CONCLUSIONI

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The mitigation actions implemented since the eighties in Italy are described in this paper. Apart from the really small and somewhat episodic investments made, the main comment on the actions put into practice until 2003 is that the different actions were applied separately, with neither temporal nor spatial continuity in the implementation of the various actions and sometimes little finalization.   In other words it appears quite clear that there was a lack of a general strategy, according to the generalized lack of awareness of the risk and then of a policy for risk reduction.   As explained in the paper, things changed considerably in 2003, after the S.Giuliano Earthquake, when different, in some way coordinated, actions were initiated and more important, although largely insufficient, investments were made in the following two years. Unfortunately this impulse lasted few years, and it was practically exhausted when a new more destructive earthquake occurred on 6 April 2009 in Abruzzo. Again, like after every destructive earthquakes, the attention of politicians raised up and a fund was immediately allocated for a seven years seismic prevention program.
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La gestione del rischio sismico in Italia

Mauro Dolce Direttore Generale, Dipartimento della Protezione Civile – Presidenza del Consiglio dei Ministri

Ordinario di Tecnica delle Costruzioni, Università di Napoli Federico II

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This situation can be ascribed to several factors, among which the obsolescence of many buildings, the late seismic classification of the territory, the high seismic vulnerability of the historical centres and of the huge Italian cultural heritage deserve mentioning.