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CasaantisismicaCase antisismichecase antisismiche - Le case antisismiche sono edifici pensati per essere sottoposti ad azioni statiche e dinamiche: viene cioè ipotizzato che possano muoversi perché sottoposte anche ad azioni orizzontali. Sono costruite nel rispetto della normativa specifica che è peraltro in costante evoluzione, in funzione del progresso tecnico e delle esperienze pratiche effettuate, anche a livello internazionale. Anche gli edifici già esistenti, vengono fatti oggetto da interventi di ingegneria antisismica, per migliorare o adeguare il comportamento delle strutture.
Criteri - Il criterio fondamentale nella costruzione di case antisismiche è che bisogna consentire di salvare sempre e comunque le vite umane, pur sacrificando o compromettendo parzialmente l'edificio. La costruzione deve risultare indenne o subire lievi danneggiamenti e facilmente ripristinabili in seguito, se sottoposta alla più probabile tipologia di sollecitazioni che agiranno sulla struttura;  comunque non dovrà crollare mai,  anche in caso di terremoti violenti. Realizzare peraltro  edifici che siano capace di resistere senza danni a terremoti eccezionali sarebbe quasi impossibile, oltreché economicamente insostenibile.
Onde sismiche e forze orizzontali - L'edificio, durante un terremoto,  è sottoposto all'azione delle onde sismiche che si propagano alle strutture attraverso il terreno ; il progetto strutturale deve tenere conto delle forze orizzontali indotte dalle onde sismiche, talvolta anche decine di volte maggiori di quelle prodotte dal vento. Le accelerazioni di piano (orizzontali)che vengono registrate,  generalmente maggiori di quelle del terreno (PGA), possono raggiungere percentuali significative dell'accelerazione di gravità e risultare anche superiori al 50%.

Duttilità  - La struttura resistente delle costruzioni antisismiMuratura sismicache, deve possedere un'alta duttilità, potrà e dovrà anche deformarsi notevolmente uscendo ampiamente dal campo elastico, con fessurazioni del cemento armato ampie e diffuse; l'opera potrà anche essere soggetta a crolli parziali. Dovrà comunque essere progettata per evitare, o almeno ritardare il collasso totale, in modo da consentire l'evacuazione delle persone.casa antisismica2

Dopo la scelta del modello teorico di progettazione, possono effettuate diverse scelte progettuali tra cui:

- adozione di nuclei di irrigidimento come setti, vani ascensore, vani scale, che tendono ad assorbire le azioni orizzontali, a patto che siano opportunamente collegati al resto della struttura;
- attenta distribuzione delle masse strutturali;
- adozione di una gerarchia delle resistenze in modo che le cerniere plastiche si formino nelle travi prima che nei pilastri (pilastro forte - trave debole) , in modo che il meccanismo di collasso venga attivato dopo la formazione di moltissime cerniere plastiche;
- progettazione accurata dei nodi strutturali, cioè delle unioni fra travi e pilastri con adeguate staffature;
- uso di "catene" per aumentare la resistenza della struttura;
- adozione di smorzatori o dissipatori sismici (di tipo attivo o passivo): dispositivi realizzati con materiali di "sacrificio" che vengono posti in posizioni soggette ad elevate deformazioni, ad esempio nei giunti strutturali, attenuando i movimenti ed eventualmente arrivando a rottura, pur di preservare l'integrità strutturale. Questi potranno essere successivamente sostituiti;
- uso di masse per ridurre l'oscillazione (TMD) anche combitane a dissipatori;
- uso di isolatori fondali per disaccoppiare il moto del fabbricato da quello del terreno.
Approndimento: Come si costruisce una casa antisismica (M. Rubino)
Dispositivi di isolamento e dissipazione.
I dispositivi antisismici si definiscono di isolamento quando la loro funzione è mirata ad isolare il fabbricato dal terreno, mentre si definiscono di dissipazione quando sono costituiti da elementi strutturali di "sacrificio" volti ad assorbire l'ennergia del sisma.
I dispositivi possono essere attivi, semi-attivi o passivi.
Isolamento - Il principio alla base dell'isolamento sismico consiste nell'evitare il terremoto, piuttosto che resistervi, e viene applicato disaccoppiando la risposta dinamica dell'edificio dal moto del suolo. Il disaccoppiamento si ottiene mediante l'interposizione di dispositivi dotati di bassa rigidezza orizzontale e alte capacità dissipative, tra la struttura e le fondazioni, in grado di fornire alla struttura una frequenza fondamentale molto più bassa sia della frequenza della struttura non isolata che delle frequenze principali del suolo, e di incrementare lo smorzamento complessivo della struttura.

Dispositivi di isolamento: sono posti alla base dell'edificio e sono preposti a disaccoppiare il moto del terreno dal moto del fabbricato . Attengono dissipatoriall'isolamento le nuove tecniche di fondazione con isolatori fondali, il cui funzionamento è assimilabile al funzionamento dalle sospensioni e dagli ammortizzatori nelle automobili;
Dissipazione - La tecnica di dissipazione prevede nell'inserimento nella struttura di "controventi dissipativi", in cui sono inseriti a loro volta dei "dissipatori", capaci, sotto l'azione sismica, di assorbire grandi quantità di energia. In questo caso, a differenza di quanto accade con l'isolamento sismico, l'energia fornita dal sisma alla struttura resta immutata, ma viene in gran parte assorbita dai dissipatori, con conseguente significativa riduzione delle sollecitazioni e degli spostamenti richiesti alla struttura.
Masse accordate 2Dispositivi di dissipazione di energia: sono elementi strutturali appositamente progettati e posti in posizioni particolari. Hanno il compito di disperdere l'energia trasmessa dal sisma al fabbricato.
La dissipazione passiva TMD - Tuned Mass Damper
Si definisce smorzatore a massa accordata una massa collegata a una struttura mediante un sistema di molle (e dissipatori). Regolando le molle in modo tale che la frequenza di oscillazione della massa sia prossima (accordata) alla frequenza di un modo di oscillazione, essa vibra contro fase al modo stesso, attenuandone l'ampiezza.
Approfondimento: Utilizzo di dispositivi - esempi applicativi

         

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