Edifici antisismici: quando lo sono davvero?
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Edifici antisismici: quando lo sono davvero?
L’Italia è uno dei paesi a maggior rischio sismico per la frequenza dei terremoti che hanno storicamente interessato il suo territorio e per l’intensità che alcuni di essi ha raggiunto, determinando un impatto sociale ed economico rilevante. Le problematiche di sicurezza strutturale sono particolarmente sensibili in quelle regioni caratterizzate da elevati rischi/pericoli naturali, tra cui le zone con una alta pericolosità sismica, caratterizzate da forti accelerazioni sismiche.
Il rischio sismico
Il rischio sismico è determinato da una combinazione della pericolosità, della vulnerabilità e dell’esposizione ed è la misura dei danni che, in base al tipo di sismicità, di resistenza delle costruzioni e di antropizzazione (natura, qualità e quantità dei beni esposti), ci si può attendere in un dato intervallo di tempo.
Le azioni sismiche di progetto si definiscono a partire dalla “pericolosità sismica” del sito di costruzione, che è descritta dalla probabilità che in un fissato lasso di tempo (“periodo di riferimento” – Vr – espresso in anni), in detto sito si verifichi un evento sismico di entità almeno pari ad un valore prefissato.
La pericolosità sismica è definita in termini di:
- accelerazione orizzontale massima attesa – ag.
Un territorio avrà una pericolosità sismica tanto più elevata quanto più probabile sarà, a parità di intervallo di tempo considerato il verificarsi di un terremoto di una certa magnitudo.
Le conseguenze di un terremoto, tuttavia, non sono sempre gravi: molto dipende dalle caratteristiche di resistenza delle costruzioni alle azioni di una scossa sismica. La predisposizione di una costruzione ad essere danneggiata da una scossa sismica, si definisce vulnerabilità.
Quanto più un edificio è vulnerabile (per tipologia, progettazione inadeguata, scadente qualità dei materiali e modalità di costruzione, scarsa manutenzione), tanto maggiori saranno le conseguenze che ci si deve aspettare in seguito alle oscillazioni cui la struttura sarà sottoposta.
Il concetto di “sostenibilità strutturale“
I terremoti che hanno colpito l’Italia hanno causato danni economici consistenti, che sono stati impiegati per il ripristino e la ricostruzione post-
La valutazione della sostenibilità degli edifici (sostenibilità edilizia) non può limitarsi alla considerazione dei criteri prestazionali nella sola sfera del risparmio energetico o del comfort abitativo o dell’impatto ambientale dei materiali ma deve anche considerare la sostenibilità in termini di resistenza, o meglio di sicurezza strutturale estesa nelle varie fasi di vita di un edificio.
In altre parole, la valutazione della sostenibilità basata sul concetto di ciclo di vita nel settore delle costruzioni è caratterizzata da diverse fonti di incertezza, quali:
- la presenza e l’intensità dei fenomeni naturali ed antropici critici (caratteristica del sito);
- la resistenza delle infrastrutture e la durata della vita utile.
Per il significato intrinseco di sostenibilità basate sul concetto del Life Cycle Thinking, l’analisi, che è condotta su una durata temporale fissata (ciclo di vita), dovrebbe tener conto di possibili eventi che possono verificarsi nel corso di tale arco temporale e che potrebbero influire sul risultato finale complessivo dell’analisi stessa in funzione delle pericolosità del sito stesso.
Stiamo parlando di eventi accidentali, quali possono essere uragani, tornado, incendi e inondazioni e terremoti.
Approccio normativo: gli Stati Limite
Le Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018), attuale normativa di riferimento per le costruzioni al § 2.1, stabilisce che:
“Le opere e le componenti strutturali devono essere progettate, eseguite, collaudate e soggette a manutenzione in modo tale da consentirne la prevista utilizzazione, in forma economicamente sostenibile e con il livello di sicurezza previsto dalle presenti norme.
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 di progetto”.
Si definisce stato limite una condizione, superata la quale, l’opera non soddisfa più le esigenze elencate nelle presenti norme. La normativa prevede i seguenti Stati Limite:
Quali sono i livelli prestazionali della resistenza sismica?
Nella concezione ingegneristica di calcolo, l’approccio alla progettazione sismica delle strutture viene articolato su livelli prestazionali che deducono quello che sarà il comportamento atteso dalle strutture, come riportato anche dalle NTC ’18 (§ 3.2.1).
Nel grafico sottostante vengono esemplificati i danni che un edificio subisce, o meglio, le deformazioni a cui è assoggettabile in funzione delle azioni sismiche alla base previste nei rispettivi Stati Limite, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali e gli impianti.
Le NTC 2018 impostano la verifica della sicurezza rispetto al raggiungimento degli Stati Limite confrontando le azioni agenti sulla struttura con la sua capacità resistente.
Precisiamo che tutti i sistemi costruttivi sono dimensionati per resistere alle azioni sismiche per ciò che è previsto dalla normativa corrente in virtù del tipo di costruzione (presenza o meno di affollamento, importanza strategica), ed in funzione della pericolosità sismica sulla quale dovranno sorgere (in ragione dell’accelerazione al sito ag).
“Ogni opera è quindi progettata in modo da fornire precise prestazioni atte a soddisfare
determinate esigenze in funzione del tipo di evento sismico”
Le prestazioni sismiche di una costruzione, definiti “obiettivi prestazionali” possono essere sintetizzate nella correlazione fra i “livelli di prestazione sismica” (comportamenti attesi) ed i “livelli di intensità sismica” nei quali l’intensità dello scuotimento sismico è correlata al periodo di ritorno.
Come evidenziato in figura:
E’ sufficiente il rispetto normativo?
La progettazione degli edifici in ambito residenziale si limita alla progettazione della struttura agli SLV (Stati Limite di Vita) definendolo come livello prestazionale “obiettivo normativo” che prevede la salvaguardia delle vite umane dopo il verificarsi di un evento sismico definito raro.
Tale progettazione non assicura la salvaguardia degli immobili in tutta la sua integrità, i quali, pur soddisfando un requisito da normativa (di protezione delle persone) possono essere vulnerabili a sismi (di intensità e tempi di ritorno maggiore) permettendo di subire ingenti danni senza collassare, e che necessiteranno di importanti riparazioni per rendere la struttura nella peggior dei casi agevole (quindi il ripristino della struttura in termini di rigidezza) o nei casi più fortunati al ripristino della funzionalità e dell’estetica.
Negli ultimi eventi sismici, riferimento a L’Aquila, in cui i sismografi hanno registrato accelerazioni al suolo particolarmente violente paragonabili a periodo di ritorno superiore a 475 anni, generando smisurate perdite di vite umane e ingenti danni agli edifici da non essere più riutilizzabili.
Di seguito alcuni esempi di danni in seguito a terremoti.
Danno strutturale: ribaltamento fuori piano dei tamponamenti
Danno strutturale: espulsione del paramento esterno
Danno strutturale: crollo del’edificio sul piano terra a pilotis
Danneggiamento delle contropareti o dei divisori interni
Danneggiamento alle pavimentazioni
Danneggiamento alle merci o apparecchiature
Oltre all’impatto economico, un impatto di tipo sociale: la preoccupazione delle persone ha generato una concezione collettiva di scarsa resistenza del costruito civile e dimostrato come la società attuale si attenda dalle costruzioni prestazioni molto elevate (con “livelli prestazionali” che garantiscono la piena operatività) anche a seguito di eventi sismici di estrema violenza anche in edifici di tipo residenziale e non solo strategico.
Il comportamento sismo-resistente
La sismo-resistenza è una evoluzione della concezione antisismica basata su un approccio più restrittivo di quello dettato dalla normativa (del rispetto dell’obiettivo base di salvaguardia delle vite umane), implementato dalla necessità di raggiungere una prestazione strutturale elevata orientata alla riduzione del danneggiamento dell’involucro dell’edificio e del suo contenuto tale che l’edificio possa continuare ad essere occupato e gestito durante un evento sismico, cercando così di minimizzare le potenziali perdite economiche ed aumentare la sicurezza delle persone.
Quale soluzione adottare?
Ad esempio, il sistema costruttivo Argisol e Termosolaio, consente di ottenere prestazioni sismiche ben superiori ai requisiti prestazionali minimi prescritti dalla normativa, orientato al comportamento sismo-resistente.
Il sistema permette di realizzare strutture in calcestruzzo altamente performanti in termini di sicurezza antisismica, di efficienza energetica e confort abitativo interno, in grado di garantire un adeguato benessere acustico, attraverso una serie di materiali sostenibili per l’ambiente attraverso un cantiere semplice, veloce e sicuro.
Il risultato ottenibile è la soddisfazione, tra l’altro a costi contenuti,
dei bisogni e delle richieste attese dalla società.
Con Argisol e Termosolaio si possono realizzare strutture a comportamento scatolare (interamente costituite da nuclei a setti in calcestruzzo armato) che garantiscono una ottimale resistenza nei confronti delle azioni orizzontali.
Possiamo affermare che il sistema costruttivo a pareti portanti, incaricate sia per sopportare i carichi verticali e al contempo le azioni simiche, progettato considerando un comportamento non dissipativo, permette di mantenere l’intera costruzione in campo elastico lineare consentendo una agibilità immediata (SLO – Stato Limite di Operatività) post sisma.
→ Scopri di più sul nostro articolo “La simoresistenza con Argisol: dettagli tecnici e normative” ←
Con il sistema costruttivo Argisol e Termosolaio si realizzano strutture sismo-resistenti che soddisfano contemporaneamente le seguenti prestazioni:
- a fronte di terremoti di più elevata intensità (rari), la costruzione resiste senza raggiungere eccessivi stati di deformabilità;
- a fronte di terremoti che hanno una significativa probabilità di verificarsi nella vita nominale di un edificio: la costruzione, comprese le apparecchiature rilevanti, non subisce danni gravi e interruzioni d’uso.
In questo modo si soddisfano le richieste di :
- salvaguardia delle vite umane;
- protezione delle strutture;
- integrità dei componenti non strutturali (contropareti, divisori interni, apparecchiature, altro);
- operatività delle attività durante il sisma.
Il sistema risulta particolarmente indicato per quel tipo di costruzioni che devono essere dotate di un livello di protezione sismica più elevato in funzione della loro importanza e del loro uso (come: scuole, ospedali, case di cura, caserme, altri edifici strategici).
→ Vuoi conoscere tutti i vantaggi del sistema Argisol e Termosolaio? Clicca qui! ←
Asilo “L’Angelo Custode” ad Umbertide (PG)
Complesso scolastico a San Potito Sannitico (CE)
Scuola materna “I Girasoli” a Rovolon (PD)
Liceo Scientifico “R. Nuzzi” ad Andria (BT)
Abbiamo considerato l’importanza, in fase di costruzione e di ristrutturazione di un edificio, di soddisfare le esigenze e le aspettative di sicurezza antisismica.
Usando una tecnologie come Argisol e Termosolaio di Bioisotherm è possibile rispondere a pieno alla domanda di mercato mantenendo, allo stesso tempo, i costi ridotti.