Esempi di progettazioni sismo resistenti

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Nella pagina andremo ad analizzare i fattori più importanti da prendere in considerazione per un corretto design di strutture sismo resistenti

Esempi di progettazioni sismo resistenti

ASPETTI PROGETTUALI PRELIMINARI

Il primo criterio per un’attenta progettazione è quello di ridurre alla fonte le possibili criticità studiando l’interazione tra struttura “principale” e gli impianti. Negli ultimi anni si sta prendendo sempre più coscienza di questi aspetti ed è stata data rilevanza alla progettazione di elementi strutturali secondari (come i supporti degli impianti) e ad elementi non strutturali. I fattori da considerare sono:

Pericolosità: In molti casi sono essi stessi la causa di danni anche mortali alle persone (per esempio il crollo di strutture di sostegno quali passerelle, cavi o tubazioni che investono gli operai di una fabbrica).

Fragilità: Gli elementi non strutturali hanno in genere un comportamento più fragile delle strutture in cui sono inseriti per cui subiscono danni maggiori. In molti casi i danni registrati dagli elementi non strutturali, fra cui gli impianti, hanno determinato l’inagibilità di molti edifici, anche quando le strutture erano rimaste integre.

Perdita economica: La maggior parte degli edifici è costituita da elementi non strutturali il cui ripristino non solo può risultare molto costoso (per esempio il ripristino di una linea elettrica che serve i macchinari di una fabbrica), ma il danneggiamento può rendere la struttura inutilizzabile per un periodo di tempo che può variare da alcune settimane a diversi mesi (fuoriuscita incontrollata di gas che provoca incendio e danneggiamento di apparecchiature).

Le tematiche progettuali che devono essere prese in considerazione già in fase preliminare sono:

1. Gli aspetti di natura “statica”, vale a dire la resistenza che le installazioni impiantistiche devono offrire all’azione del sisma senza che collassino o che si danneggino irreversibilmente.

2. Gli aspetti di “flessibilità”, che le reti impiantistiche devono garantire in corrispondenza dei giunti sismici.

COME REALIZZARE QUALITATIVAMENTE UN FISSAGGIO IN ZONA SISMICA

Gli elementi di fissaggio che sostengono i diversi componenti impiantistici devono essere progettati seguendo le stesse regole adottate per gli elementi strutturali.

Gli impianti, a loro volta, debbono essere collegati alla struttura attraverso dispositivi di vincolo rigidi o flessibili. Da qui parte lo studio che si occupa di integrare i sistemi di fissaggio con opportune controventature atte a rendere conformi alle norme gli ancoraggi che collegano gli impianti alla struttura portante.

Le tecniche di controventatura utilizzano principalmente tre sistemi:

1. Controvento con Profilato metallico

2. Controvento con Barra Filettata

3. Controvento con Cavi in Acciaio

Per la realizzazione dei supporti “a sella” per il sostegno degli impianti, oltre all’utilizzo del tradizionale profilato metallico (o mensole), spesso vengono utilizzati elementi più leggeri come le barre filettate che sono facilmente/velocemente installabili su strutture in cemento armato, mediante un “classico” inghisaggio chimico (che naturalmente deve essere eseguito a regola d’arte e con materiali qualificati).

Per entrambe le tipologie di struttura (profilati/mensole o barre filettate), gli elementi di controventatura possono essere realizzati con cavetti in acciaio che verranno fissati al supporto dell’impianto ed alla struttura dell’edificio mediante tasselli chimici o meccanici di comprovata qualità e dimensionati anch’essi per le azioni di progetto.

L’utilizzo dei cavetti consente una riduzione degli ingombri, riduce il rischio di interferenza con gli impianti e velocizza la realizzazione della controventatura.

In tali sistemi la spinta orizzontale, sia longitudinale che trasversale (alle tubazioni e alle canalette elettriche) sarà assorbita dai cavetti metallici.

Va sottolineato che i cavetti non hanno funzione di sostenere il peso dell’impianto (tale compito è svolto dalla struttura metallica tradizionale o dalle barre filettate), ma saranno sollecitati solo in caso di eccitazione sismica sulla struttura limitando, per quanto possibile, il movimento e quindi la conseguente possibile rottura del supporto.

 

COS'È UN FISSAGGIO SISMO-RESISTENTE

”NON ESISTONO PROFILATI O STAFFE ANTISISMICHE” bensì la Normativa Tecnica introduce dei metodi di progettazione e d’installazione che rendono i “tipici” conformi.

Qualsiasi struttura di supporto per poter essere certificata come “sismo-resistente”, deve essere verificata da un tecnico abilitato in base alle specifiche caratteristiche di installazione.

 

COME TRASFORMARE QUALITATIVAMENTE UN FISSAGGIO TRADIZIONALE IN “SIMO-RESISTENTE” – ESEMPIO

Nell’esempio sotto riportato si prende in considerazione un fissaggio realizzato con profili e staffe stipo “Strut”, che opportunamente modificato consente di ottenere una struttura resistente al carico sismico di progetto e quindi “certificabile”.

Per semplicità consideriamo un “cavalletto semplice” a supporto di generiche tubazioni e canalina elettrica.

I principali componenti presi in considerazione sono:

1. PRF1205 – Profilo 41x41x2.5 asolato su tre lati

2. STF1065 – Staffa a cannoncino

3. STF1105 – Staffa a 90° con due fori

 

SCHEMA DI CARICO E ANALISI AGLI ELEMENTI FINITI

A seguito delle verifiche specifiche sui carichi a cui la struttura sarà sottoposta in caso di sisma, il tipico è stato modificato come risulta nell’immagine successiva.

I principali componenti sono:

1. PRF1205 – Profilo 41x41x2,5 asolato su tre lati

2. STF1065 – Staffa a cannoncino

3. STF1025 – Staffa ad Omega

4. STF1200 – Staffa per controventi

5. PRF1125 – Profilo 41x21x2,5 asolato sul fondo

6. STF1105 – Staffa angolare a due fori

L’aggiunta dei profili (5) e delle staffe (3) e (4) consente di neutralizzare le spinte longitudinali indotte da un’eventuale sisma e rende il cavalletto “sismo resistente” in conformità della normativa vigente.

DEFORMAZIONE INDOTTA DAL SISMA

 

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Non esistono profilati o staffe antisismiche: la Normativa Tecnica introduce metodi di progettazione e d’installazione che rendono i “tipici” conformi.