PROGETTAZIONE
ANTISISMICA
Al fine di contrastare i lutti e le rovine dovute ai terremoti, sin dagli anni ’30 del ‘900, le nazioni più evolute, soggette a sismi frequenti, si sono adoperate, con studi e regolamentazioni, per limitare i danni e le vittime dei sismi. In Giappone, già negli anni trenta, quando non esistevano i computer e nemmeno le calcolatrici, Kiyoshi Muto elaborò un sistema di calcolo per progettare edifici resistenti al sisma. Il suo metodo, come tutti quelli che seguirono, mirava a rendere le strutture più resistenti al fine di opporsi alle scosse sismiche. Anche oggi, specialmente in Italia, è questa, in generale, la linea adottata nella progettazione degli edifici antisismici. Purtroppo però, più una struttura è resistente, più è rigida, e la rigidezza è controproducente in quanto amplifica le accelerazioni indotte dal sisma. Strutture meno rigide, e più duttili smorzano le accelerazioni indotte, ma si danneggiano enormemente, creando distruzioni al loro interno, pareti, infissi, suppellettili, macchinari, e sono, alla fine del terremoto, difficilmente ripristinabili, anche in termini di costi.
Esiste un metodo però, molto utilizzato in Giappone, che elimina il “problema terremoto”, ribaltando completamente l’approccio alla progettazione antisismica. L’edificio, anziché resistere al terremoto, ne è semplicemente isolato. A ciò servono gli isolatori sismici, di cui si parlerà più avanti.
In
Italia, i numerosi regolamenti che si sono avvicendati, dopo la legge
n° 64 del 02/02/1974, che finalmente teneva conto dell'esistenza dei
terremoti, ignoravano del tutto gli isolatori sismici.
Purtroppo, nella nostra legislazione tecnica, ciò che non è previsto, è
praticamente proibito, tranne a sobbarcarcarsi in richieste di deroghe costosissime e difficili da ottenere.
Tra
l'altro, era espressamente bandito per le strutture antisismiche,
il metodo di calcolo agli stati limite, che oggi, invece, è
divenuto
obbligatorio.
Finalmente oggi, grazie al D.M. del 14/01/2008,
anche noi, in Italia, possiamo utilizzare il medoto che i Giapponesi
utilizzavano già decenni or sono, e cioè quello degli isolatori sismici.
ADEGUAMENTO SISMICO DEGLI EDIFICI ESISTENTI
Il chiama adeguamento sismico un complesso di opere che
rendano antisismico un edificio che antisismico non è. Un tale intervento,
realizzato con metodi tradizionali, e cioè cercando di rendere l’edificio atto a resistere alle azioni sismiche
è estremamente costoso e dalla dubbia riuscita. Gli interventi mirati
all’incremento della resistenza aumentano infatti anche la rigidezza, che a sua
volta amplifica le accelerazioni indotte dal sisma.
Le membrature di tutto l’edificio, travi e pilastri, per un immobile
con struttura in cemento armato, andrebbero rinforzate, aumentandone le
dimensioni, talvolta raddoppiandole, cosa non agevole e il più delle volte
impossibile.
Un altro metodo è quello di non intervenire sulle travi e i pilastri
esistenti, ma di inserire negli spazi tra pilastri e travi, telai
resistenti in acciaio. Tale intervento, realizzato in più casi dallo
scrivente, è più facilmente realizzabile, ma non è scevro da inconvenienti. Per
la sua realizzazione è necessario eliminare gran parte delle pareti esterne di
tutto l’edificio, inserire i telai in acciaio, e poi ricostruire le pareti che
erano state eliminate.
L’intervento, nei due casi prospettati, è fortemente invasivo, estremamente costoso e richiede tempi estremamente lunghi. L'edificio deve quindi essere sgombrato per lunghissimo tempo, condizione, questa, inaccettabile per edifici residenziali.
abbattimento pareti esterne ed inserimento telai in acciaio
edifici comunali - Mascalucia (CT)
Ancor più difficile si presenta l'adeguamento sismico degli edifici in muratura. La muratura portante non si presta infatti ad interventi semplici e sicuri. L'adozione di pannelli sandwich in calcestruzzo, al fine di rendere più rigide le murature, utilizzato negli '70 ed '80, si è dimostrato errato, in quanto rendeva troppo rigide alcune pareti, inducendo, sotto la spinta sismica, a forti sollecitazioni di torsione, mal sopportate dalle strutture in muratura. Negli anni più recenti la tecnica ingegneristica ha ripiegato negli interventi con tiranti, cordoli in muratura, telai irrigidenti in acciaio. Interventi questi, che lasciano dubbi sulla loro validità. La normativa, consapevole della difficoltà di adeguare compiutamente queste strutture, ammette il "miglioramento sismico" , cioè interventi non risolutivi, anche se anch'essi di altissimo costo.
L'isolamento sismico cambia
in direzione diametralmente opposta l'approccio e, anzichè
contrastare gli effetti del terremoto, ne limita drasticamente le
accelerazioni, e quindi anche le forze sismiche, grazie ad una
sostanziale "sconnessione" della struttura in elevazione dalla fondazione. In tal modo gli adeguamenti di strutture, sia in cemento armato che in muratura sono, oltre che sicuri nel loro funzionamento, anche economicamente accettabili.
In pratica, a livello fondazione, o sulla sommità dei pilastri
della prima elevazione (continato o primo piano) si inseriscono
elementi che potrebbero considerarsi molle o carrelli, in modo da
permettere il movimento del terreno al di sotto dell'edificio che, in
caso di terremoto, rimarrebbe pressocchè immobile. L'intervento
si limita soltanto alla parte inferiore dello stabile, fondazione
o cantinato, lasciando inalterato l'intero immobile.
Non è necessario aggiungere altro per illustrare la convenienza dell'uso degli isolatori simici.
esempi di immobili storici in muratura isolati sismicamente:
Municipio di San Francisco - California
Municipio di Salt Lake City - Utah
Ing. Vincenzo Marino - Via Proserpina, 21 - 95128 CATANIA - tel.: 339 2893947; e-mail: studiomarino@studiomarino.org