Isolamento sismico

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2. Stato dell’arte

Le prime applicazioni del concetto di isolamento sismico risalgono alle antiche civiltà presenti in Cina, Grecia, Perù ed Italia; il concetto di far scorrere la struttura rispetto al terreno veniva messo in pratica disponendo in fondazione strati di materiale di vario genere, come carbone, velli di lana, o sabbia.

E’ del 1870 il primo documento che certifica l’idea di disaccoppiamento del moto della struttura, grazie agli studi del francese Jules Touaillon che prevedeva l’uso di sfere portanti poste tra la base della sovrastruttura e la fondazione come si può vedere nella figura seguente:

Fig. 2.1
Il brevetto di Jules Touaillon

Il documento è datato 15 febbraio 1870, ma in realtà questo sistema non fu mai applicato, se non 130 anni dopo, cioè nel 2001 grazie agli studi di Hyakuda che portarono alla realizzazione del sistema noto come Doppio Pendolo Concavo ad Attrito (Double Concave Friction Pendulum – DCFP).

Fig. 2.2
Schema di funzionamento degli isolatori a pendolo

Gli studiosi presentarono sia la descrizione del sistema che la risposta di un edificio isolato con questo metodo. Nel 2001, come adesso, si parlava di qualcosa di rivoluzionario, nonostante fosse stato ideato 130 anni prima.

Tornando a questo excursus storico, nel 1891 arrivò un’altra proposta da parte di K. Kawai, il quale proponeva l’inserimento di strati alternati di calcestruzzo e tronchi di legno posti sotto la struttura, riprendendo le idee utilizzate dalle civiltà antiche di cui si è già parlato.

Nel 1906, invece, Jakob Bechtold suggeriva di creare un cuscino di sfere metalliche che facesse da strato isolante per la struttura, riprendendo il concetto di Jules Touaillon.

La figura seguente del brevetto ne testimonia il lavoro:

Fig. 2.3
Il brevetto di Jakob Bechtold

Da notare la data: 16 Febbraio 1907 e la denominazione: “earthquake proof building“. Anche in questo caso, però, rimase solo un’idea senza trovare un’applicazione.

Un vero progetto, dettagliato e con tanto di particolari costruttivi arriva nel 1909 da parte di un medico inglese, tale J. A. Calantarients che propose la costruzione di un edificio su uno strato di sabbia fine e talco in modo tale che l’edificio potesse scorrere in caso di sisma. Il progetto prevedeva anche l’ideazione di ingegnose connessioni per le reti di gas e fognatura, in modo da evitare danneggiamenti dovuti ai grandi spostamenti. Le immagini che seguono mostrano il suo lavoro:

Fig. 2.4
Il sistema ideato da Calantarients

Fig. 2.5
Il collegamento alle reti nel progetto di Calantarients

Nel 1929, R. Martel propose il cosiddetto “Flexible first story concept“, che consisteva nell’ introduzione di colonne
flessibili al primo piano atte ad allungare il periodo naturale della struttura.

Fig. 2.6
Lo schema che illustrava il “Flexible first story concept”

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