Custodi della sicurezza sismica. La nostra missione per edifici sicuri.
Nel corso della decennale esperienza in progetti di adeguamento sismico, abbiamo avuto l'opportunità di esplorare diverse soluzioni per il miglioramento sismico degli edifici esistenti in calcestruzzo armato e muratura. In particolare, focalizzando l’attenzione sullo sviluppo di soluzioni tecnologiche tramite dissipazione supplementare di energia, cercando di garantire la sostenibilità e la fattibilità tecnica delle soluzioni proposte.
La società ha sviluppato un procedimento in quattro fasi per la progettazione di diversi tipi di soluzioni dissipative e ad alta resistenza, al fine di definire interventi che garantiscano prestazioni sismiche equivalenti degli edifici sottoposti a interventi di retrofit Attuando quindi una analisi ad obiettivi è possibile valutare il sistema di intervento maggiormente efficiente (in termini ad esempio di prestazioni richieste e budget).
Grazie a innumerevoli confronti pregressi possiamo definire i meriti e i limiti delle soluzioni dissipative e ad alta resistenza, evidenziando come le prime richiedano una maggiore capacità di deformazione per consentire l'attivazione degli smorzatori, mentre le seconde richiedono elementi di retrofit molto rigidi per raggiungere i bassi obiettivi di deformazione imposti. Questo confronto ci permette sempre di valutare, caso per caso, le diverse soluzioni in termini di danni strutturali, accelerazioni sismiche e forze, fornendo una panoramica chiara delle implicazioni di ciascuna soluzione.
L'approccio proposto ha il potenziale per far avanzare la buona pratica dei miglioramenti/adeguamenti sismici sostenibili stabilendo benchmark realistici e rappresentativi per questo tipo di intervento.
Dall’attività di ricerca e sviluppo applicato al campo degli adeguamenti sismici possiamo affermare convintamente come l'applicazione di metodologie avanzate di dissipazione o isolamento sismico offrono diversi aggiuntivi vantaggi rispetto ad interventi ad alta resistenza. Queste tecniche, infatti, mirano a limitare i danni strutturali durante eventi sismici, concentrando la dissipazione dell'energia in dispositivi specifici. Inoltre, tali dispositivi possono essere utilizzati anche in nuove costruzioni, offrendo un'innovativa protezione sismica.
L'isolamento sismico, in particolare, consente il disaccoppiamento dinamico tra le porzioni della struttura, contribuendo a salvaguardare gli elementi strutturali principali ma anche gli elementi secondari. Queste metodologie richiedono una conoscenza approfondita dei principi di funzionamento e delle prestazioni offerte dai diversi tipi di dispositivi, nonché una corretta modellazione e analisi per garantire la loro efficacia.
Entrando maggiormente nel dettaglio nelle tecniche innovative di isolamento e dissipazione possiamo dire:
La protezione sismica mediante isolamento sismico è una tecnica avanzata che prevede l'interposizione di dispositivi per disaccoppiare dinamicamente una parte della struttura (definita a base fissa) dalla parte mobile, su un piano di scivolamento.
Questa tecnica mira a ridurre le accelerazioni sismiche e a concentrare la dissipazione dell'energia sismica in dispositivi specifici, limitando i danni strutturali durante eventi sismici. I dispositivi di isolamento sismico possono essere montati su nuove costruzioni o su strutture esistenti, consentendo un adeguamento o un miglioramento sismico.
Questa tecnologia è stata oggetto di crescente interesse nella comunità tecnica e professionale, richiedendo una conoscenza approfondita dei principi di funzionamento e delle prestazioni offerte dai diversi tipi di dispositivi.
Inoltre, l'isolamento sismico può essere applicato a diverse parti di una struttura, come l'ultimo piano di un edificio soggetto a sopraelevazione o la copertura di un edificio.
La dissipazione supplementare di energia è una tecnica avanzata utilizzata per proteggere le strutture durante eventi sismici. Questa tecnica mira a ridurre la componente di azione sismica assorbita dalla struttura, limitando le forze applicate e le deformazioni. I dispositivi di dissipazione supplementare di energia, come i controventi a comportamento dissipativo, sono inseriti nella compagine strutturale per concentrare la maggior parte dei meccanismi di dissipazione. Questi dispositivi possono aggiungere smorzamento senza aumentare la rigidezza della struttura, consentendo una riduzione significativa delle forze sismiche assorbite e delle deformazioni.
La dissipazione supplementare di energia è particolarmente utile sia per l'adeguamento di strutture esistenti sia per la protezione sismica di nuove strutture. Inoltre, l'analisi dinamica non lineare è spesso necessaria per valutare correttamente l'effetto della dissipazione indotta dai dispositivi, consentendo una valutazione accurata del beneficio indotto dalla dissipazione.
In conclusione, progettare una struttura con sistemi di dissipazione o isolamento sismico presenta vantaggi e svantaggi distinti.
I dispositivi di dissipazione e isolamento sismico hanno una storia che risale a diversi decenni. Uno dei primi edifici isolati è stato realizzato in Macedonia nel 1963, utilizzando isolatori in neoprene non rinforzato. Successivamente, a Berkeley nel 1976, sono stati impiegati isolatori in neoprene rinforzato. Questi primi esempi hanno gettato le basi per lo sviluppo e l'evoluzione dei dispositivi di isolamento sismico nel corso degli anni.
L'evoluzione tecnologica ha portato allo sviluppo di dispositivi più avanzati, come quelli basati su elastomeri, gomma armata e fluidi viscosi per la dissipazione dell'energia sismica. Questi dispositivi sono stati oggetto di approfondite ricerche e modellazioni FEM per comprendere appieno il loro comportamento e le prestazioni in condizioni sismiche.
Inoltre, l'impiego di dispositivi di isolamento e dissipazione sismica si è esteso a diverse tipologie di strutture, inclusi ponti di nuova concezione e edifici di particolare pregio o importanza per la protezione civile, anche in Italia. Questo evidenzia il costante progresso e l'applicazione sempre più diffusa di tali dispositivi per migliorare la sicurezza strutturale durante eventi sismici.
L'evoluzione normativa in materia sismica in Italia ha seguito un percorso significativo nel corso degli anni.
Inizialmente, l'attenzione era principalmente rivolta alla resistenza delle strutture, con il Decreto Ministeriale del 1996 che si concentrava su criteri di "forza" e fissava un unico fattore di struttura. Tuttavia, si è verificato un cambiamento significativo nel 2003 con l'introduzione dell'Ordinanza della Presidenza del Consiglio dei Ministri (OPCM) 3274, successivamente integrata nel 2005 con la OPCM 3431.
Queste normative hanno introdotto un approccio prestazionale, orientato alla duttilità delle strutture, in contrasto con l'approccio prescrittivo precedente. Inoltre, hanno normativamente introdotto la protezione sismica mediante isolamento e dissipazione supplementare di energia.
Questo cambiamento ha portato a una progettazione più orientata alla duttilità e ha ridefinito le zonazioni sismiche, segnando un punto di svolta nelle normative sismiche italiane.