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homeSismicamente.com presenta una panoramica della progettazione di strutture in zona sismica.

La progettazione all’azione sismica si è orientata, in questi ultimi decenni, verso l’idea che la struttura può accettare danneggiamenti durante l’evento sismico eccezionale. In effetti progettare una struttura che durante l’evento sismico di progetto rimanga in campo elastico richiede l’impiego di carpenterie e quantitativi di materiali talmente importanti, tali da rendere l’opera economicamente poco conveniente. Si preferisce pertanto accettare, come già detto, un danneggiamento strutturale durante l’evento sismico di progetto. Per ciascuna tipologia di struttura (edifici, ponti ecc.) si stabilisce in fase di progettazione la modalità di danneggiamento della struttura tale da assicurare la formazione di un meccanismo che dissipi l’energia trasmessa dal terremoto in punti ben precisi attraverso la formazione delle cosiddette “cerniere plastiche” ovvero punti nei quali avviene un danneggiamento controllato che assicuri al tempo stesso l’assorbimento dell’azione sismica e la stabilità ai carichi verticali. Tali meccanismi di dissipazione dell’energia prevedono ad esempio per gli edifici a telaio di c.a. la formazione di cerniere plastiche in corrispondenza delle travi mentre i pilastri devono rimanere in campo elastico. Per i ponti invece le cerniere plastiche si devono formare alla base delle pile. In queste zone di danneggiamento diventano di fondamentale importanza i dettagli costruttivi (ancoraggio delle barre longitudinali, armatura di confinamento del calcestruzzo , armature per evitare l’instabilità delle barre longitudinali compresse ecc.). Il soddisfacimento dei dettagli costruttivi garantisce la formazione di meccanismi di dissipazione stabili che conferiscono grande duttilità alla struttura e la capacità di garantire l’equilibrio ai carichi verticali durante e dopo l’evento sismico. Le parti della struttura che non si devono danneggiare vengono progettate con il “principio della gerarchia delle resistenze. Tale principio garantisce in sostanza che il punto debole della catena sia rappresentato dalle zone dove si vuole si formino le cerniere plastiche; al tempo stesso impedisce rotture di tipo fragile (ad es. la rottura a taglio) o la rottura in elementi strutturali che devono rimanere in campo elastico (ad es. i pilastri dei telai di edifici oppure gli impalcati delle strutture da ponte).

L’alternativa al danneggiamento controllato della struttura è rappresentato dall’isolamento sismico della struttura. L’isolamento sismico di una struttura si ottiene interponendo tra la sovrastruttura e la sottostruttura dei dispositivi opportunamente progettati in grado di, per l’appunto, isolare la sovrastruttura dal terremoto. Tutte le deformazioni che si osservano durante l’evento sismico di progetto si concentrano negli isolatori. La sovrastruttura rimane in campo elastico e trasmette modeste azioni alla sottostruttura. Negli edifici gli isolatori sono solitamente posti nell’interfaccia tra la fondazione e le elevazioni dell’edificio, mentre nei ponti gli isolatori sono posti tra l’impalcato e la sommità di pile e spalle. L’isolamento sismico “taglia” gli sforzi trasmessi in fondazione a scapito di aumenti degli spostamenti della sovrastruttura (nel caso di ponti, quindi, l’isolamento sismico comporta maggiori spostamenti dell’impalcato e conseguentemente maggiori corse delle slitte agli appoggi o dei giunti). Tale prezzo che si deve pagare per garantire sforzi modesti in fondazione viene in parte attenuato attraverso la dissipazione che può avvenire per isteresi di elementi che si plasticizzano o per smorzamenti viscosi garantiti dall’utilizzo di fluidi per l’appunto caratterizzati da una certa  viscosità.

La risposta all’azione sismica di una struttura viene descritta da uno strumento ben non agli ingegneri progettisti, detto spettro di risposta. Tale strumento fornisce le pseudo accelerazioni massime, e quindi le forze inerziali che comportano gli spostamenti massimi sulla struttura durante l’evento sismico di progetto. La normativa italiana fornisce uno spettro di risposta puntuale per il sito dove deve sorgere l’opera. Sismicamente.com fornisce gli spettri di risposta definiti dalla norma italiana NTC 2008 (in pseudo accelerazione e spostamento) per tutto il territorio nazionale. Il progettista può pertanto in maniera semplice ottenere e scaricare gli spettri in formato .xlsx per poter effettuare la progettazione sismica della struttura.

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