Martedì, 20 Settembre 2016 00:00

Sisma: il ruolo dell’acciaio secondo FPA - Strutture duttili e leggere sono le più indicate

Le terribili immagini del sisma che ha colpito le regioni del centro Italia nelle scorse settimane sono ancora vivide nelle nostre menti. E si vanno a sommare, tristemente, a quelle recenti dei sisma in Abruzzo, in Emilia, solo per ricordare i più recenti, ma la lista è tristemente più lunga e dolorosa. Abbiamo chiesto al direttore generale di Fondazione Promozione Acciaio, Simona Martelli, di fornire un’analisi circa il ruolo che l’acciaio può ricoprire sia in fase realizzativa che in quella di messa in sicurezza degli edifici.

Quali sono le soluzioni che rispondono in maniera migliore al rischio sismico?
I sistemi strutturali basati su materiali duttili e leggeri, come l'acciaio, risultano essere i più idonei e sicuri di fronte alle azioni del sisma, tant’è che le costruzioni in acciaio sono ampiamente diffuse in quelle aree geografiche dove i terremoti risultano particolarmente intensi e dove la cultura della costruzione anti-sismica è ormai consolidata, come Stati Uniti e Giappone.
L’efficienza della costruzione metallica di fronte alle azioni sismiche risiede nell’elevatissima duttilità dell’acciaio che può raggiungere livelli di dissipazione di energia che sono preclusi agli altri materiali strutturali, proprietà che sommata ad un processo costruttivo che prevede la prefabbricazione e la connessione a secco conduce alla realizzazione di strutture leggere sottoposte ad azioni sismiche più contenute.
Grazie alle sue proprietà meccaniche, nelle costruzioni multipiano l’acciaio garantisce un ottimo rapporto tra peso e resistenza permettendo la realizzazione di edifici più leggeri fino al 50% rispetto ai metodi costruttivi tradizionali. Un vantaggio evidente nelle zone a rischio sismico. A tutto ciò va aggiunto che l’acciaio è idoneo anche per interventi di ristrutturazione e di adeguamento sismico degli edifici in muratura o cemento armato lesionati e di edifici di alto valore storico, rispettandone la ricchezza architettonica.

 

Quali sono le novità che sono state introdotte negli ultimi anni?
Innanzitutto bisogna sottolineare che l’azione sismica è un’azione di tipo dinamico e che una costruzione efficace in zona sismica parte dell’individuazione dei parametri  principali che governano il problema.
Una progettazione di carattere dinamico si sviluppa sulla base di tre parametri  fondamentali: la massa, intesa come massa complessiva (le forze sismiche sono direttamente proporzionali alla massa per cui più una costruzione è pesante, più subirà sollecitazioni intense); periodo proprio e dissipazione. Negli ultimi anni stanno trovando applicazione approcci più razionali ed efficaci alla questione del controllo dei parametri che definiscono la risposta sismica. La crescente diffusione di queste soluzioni è stata sostenuta dalla normativa vigente. La risposta sismica può essere migliorata adottando due strategie differenti. La prima interviene sul periodo proprio della costruzione con l’introduzione di un sistema flessibile atto a ridurre le forze sismiche tra la fondazione solidale al terreno e la parte superiore della costruzione: l’isolamento sismico.  La seconda strategia interviene sulla dissipazione e si attua inserendo dispositivi speciali che provvedono a dissipare l’energia in ingresso, evitando che questa produca un danneggiamento sulla costruzione:  i dissipatori sismici.  Le due tecniche possono anche essere combinate per ottimizzare la prestazione complessiva e sono disponibili sul mercato dispositivi di dissipazione e isolamento basati su tecnologie differenti e pensati per soddisfare le esigenze più varie. Sotto l’aspetto del rapporto costi-benefici, le due soluzioni risultano sicuramente convenienti in una valutazione complessiva nel ciclo di vita della costruzioni.
La ricerca ha portato a nuovi prodotti come le strutture in acciaio a secco, realizzabili anche con profili sottili, soluzioni quest’ultime che presentano un’ottima risposta in condizione di sisma elevato, perché le pareti tipiche di tali strutture dotate di sistema di controvento interni e pannelli di rivestimento hanno un comportamento “a lastra” con ottimali risposte alle azioni sismiche.
Tutto il processo costruttivo di un fabbricato in carpenteria metallica conduce a strutture generalmente più leggere e sottoposte ad azioni sismiche più contenute, con eventuali interventi di ripristino e manutenzione nulli o poco invasivi, a differenza di strutture più rigide come quelle in calcestruzzo armato.
Ne deriva che le costruzioni in acciaio e in particolare quelle “ a secco”, che in questi ultimi anni hanno visto un incremento notevole, sono in grado di garantire un’ottima risposta ai terremoti.


Con la recente modifica della normativa sulle costruzioni, quale è stato il ruolo dedicato all’anti sismico?
In ambito nazionale è utile ricordare che criteri di progettazione antisismica sono entrati nella pratica progettuale e costruttiva solo di recente. Fino agli anni 80 si è costruito in assenza di indicazioni precise e le costruzioni successive, fino al 2009, sono state progettate in base a criteri antisismici ampiamente inadeguati.
Al momento, la riduzione del rischio sismico delle costruzioni esistenti è una questione particolarmente rilevante ed urgente, la cui soluzione richiede l’avvio di un programma di prevenzione capace di coniugare efficacia e sostenibilità economica. In Italia le prime Norme che hanno trattato la materia sismica sono la Legge del novembre 1971 e quella del febbraio del 1974. La prima proposta di riclassificazione sismica in Italia arrivò nel 1998.
Le NTC 2008 che hanno recepito, di fatto, quanto richiesto nell’Ordinanza OPCM 3519/2006  e sono congruenti con le regole progettuali e di verifica incluse nell’Eurocodice 3 parte 1 e Eurocodice 8 parte 1, consentono  il pieno sfruttamento delle proprietà meccaniche dell’acciaio.  Dall'analisi della bozza di revisione delle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni (il cosiddetto "testo Braga"), approvata il 14 novembre 2014 dall’Assemblea Generale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici e di cui attendiamo da tempo la pubblicazione ufficiale, risultano evidenti alcune modifiche sostanziali rispetto alle precedenti NTC08, la più importante delle quali relativa all'adeguamento sismico delle costruzioni esistenti. E' infatti prevista la riduzione, in alcuni casi, del livello di azione sismica a cui la costruzione deve essere in grado di resistere per poter classificare l'intervento come “adeguamento”.
Questa modifica nasce principalmente dalla considerazione che il costo di un intervento necessario a raggiungere il livello di sicurezza richiesto ad un edificio di nuova progettazione è considerevolmente più alto rispetto a quello richiesto per raggiungere circa il 75-80% di tale livello e riflette sostanzialmente l'attuale strategia adottata a livello normativo per la riduzione del rischio sismico delle costruzioni esistenti. Tale strategia predilige, infatti, un maggior numero di interventi che permettano di raggiungere un livello di sicurezza di poco inferiore a quello richiesto alle nuove costruzioni rispetto ad un più limitato numero di interventi di adeguamento completo (cosi come inteso dalle NTC08), raggiungendo così una maggiore salvaguardia delle persone e delle attività.
In questa direzione sono anche in corso di definizione delle Linee Guida da parte del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti per la "Classificazione del rischio sismico degli edifici finalizzata a provvedimenti di incentivazione fiscale", con le quali si intende fornire le basi per il calcolo degli incentivi fiscali ottenibili a seguito di un intervento di rafforzamento/miglioramento in funzione dell'entità della riduzione del rischio sismico associato alla costruzione.
E’ con rammarico verificare che solo lo svolgersi degli eventi sismici nel corso degli anni ha dato la spinta verso cambiamenti più rigorosi della normativa.


Come l’acciaio può essere impiegato nelle opere di rinnovo (messa in sicurezza) del patrimonio edilizio?
Gli interventi sull’esistente costituiscono un tema di sempre più sentita importanza di fronte all’invecchiare del patrimonio delle costruzioni e delle infrastrutture realizzate durante i decenni della forte crescita economica e demografica del secolo scorso. E’ predominante il problema della sicurezza sismica delle costruzioni realizzate secondo criteri antisismici obsoleti.
La ricerca e l’applicazione di soluzioni efficaci e competitive per ridurre la vulnerabilità delle costruzioni esistenti nei confronti dei terremoti hanno assunto ruoli di crescente centralità nel settore delle costruzioni. L’acciaio, in tale ambito, gioca un ruolo indubbiamente fondamentale. Grazie alle sue peculiarità l’acciaio può essere utilizzato con successo sia per interventi locali di rinforzo degli elementi strutturali che per la realizzazioni di dispositivi che affiancano la struttura esistente. Tra queste ultime soluzioni si annoverano i controventi dissipativi, utilizzati con successo in molti recenti interventi di adeguamento sismico di strutture esistenti, e i sistemi di controvento esterni alla struttura esistente, utilizzati nei casi in cui ci si trovi a intervenire su strutture esistenti con ridotta duttilità, per garantire l’attivazione della dissipazione per spostamenti laterali ridotti.
Un esempio chiave dell’utilizzo di tali soluzioni è il riadeguamento dell’edificio storico dell’Istituto Falcone di Gallarate. L’istituto professionale rappresenta un caso studio di notevole importanza nell’ambito della progettazione antisismica: sebbene all’epoca del progetto non fossero ancora entrate in vigore le Norme Tecniche, si è deciso di sposare i requisiti antisismici da esse previsti, nell’ottica di una maggiore sicurezza del complesso scolastico. L’istituto è costituito da due corpi, uno di nuova realizzazione e uno realizzato a partire da una preesistenza abbandonata e gravemente lesionata. L’edificio esistente doveva essere mantenuto, per richiesta della Soprintendenza, nell’aspetto originario ed era dunque necessario conservare le strutture interne ed esterne e mantenerne le proporzioni. L’unica soluzione in grado di poter rispettare contemporaneamente tutte le condizioni si è dimostrata la carpenteria metallica, che ha permesso di realizzare una nuova struttura portante che prescindesse da quella esistente, senza alterarne l’aspetto. In particolare gli interventi hanno previsto la “fasciatura” dei pilastri mediante lamiere in acciaio, la realizzazione di capitelli di collegamento con le travi all’altezza dei piani e la realizzazione di nuovi piani tramite un reticolo di travi in acciaio vincolate a nuovi setti in c.a. Anche il nuovo corpo, in continuità architettonica e strutturale con il preesistente, è stato realizzato in acciaio.


Ci può descrivere alcuni esempi di edifici o infrastrutture che rispettano alti standard di sicurezza contro i terremoti?
Abbiamo diversi esempi di riadeguamento e nuove costruzioni a cui guardare: l’adeguamento sismico della palazzina uffici nello stabilimento Magneti Marelli di Crevalcore (Bo), danneggiata dagli  eventi  sismici  accaduti il 20 e 29 maggio 2012 e conformata mediante soluzione dissipativa d’acciaio , lo Stabilimento HERA a Imola (BO), dove, a seguito del cambio di destinazione d’uso, da capannone industriale ad edificio uso uffici e data center, la proprietà ha commissionato i lavori di rafforzamento strutturale per l’adeguamento sismico e la messa in sicurezza. Gli interventi di adeguamento in acciaio hanno permesso di incrementare notevolmente gli standard di sicurezza senza interferire con le attività lavorative e rispettando le tempistiche dettate dalla Committenza.
Nelle nuove realizzazioni, tutto ciò che concerne l’edilizia a secco in acciaio, contemplando anche i profili sottili formati a freddo, può essere ormai considerata come un’ottima soluzione, soprattutto nell’edilizia residenziale: l’ossatura in acciaio, giuntata mediante bulloni ed opportunamente controventata, è garanzia di sicurezza nei confronti delle azioni sismiche grazie alla massima resistenza e duttilità strutturale.
In ultimo, vorremmo citare il nuovo Magazzino Autoportante Verticale di Ceramica Sant’Agostino ricostruito a seguito del terremoto che ha interessato l’Emilia Romagna nel 2012 con una struttura fortemente innovativa interamente realizzata in carpenteria metallica e progettata con le Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. 14.01.08) in merito alla risposta alle azioni sismiche. Un progetto di notevoli dimensioni con una capacità complessiva di circa 18.800 posti Pallet su 13 livelli.
In generale, la progettazione degli interventi di adeguamento e/o miglioramento sismico su edifici esistenti pone ogni volta nuove problematiche peculiari dello specifico manufatto, richiedendo interventi specifici difficilmente standardizzabili.  Per queste ragioni sul nostro portale è stata sviluppata una sezione dedicata alla progettazione di costruzioni in acciaio in zona sismica nella quale sono stati raccolti ed illustrati alcuni esempi di interventi di adeguamento e/o miglioramento strutturale eseguiti su edifici esistenti in muratura e c.a. La carpenteria metallica è una soluzione che molto ben si presta agli interventi strutturali volti alla riduzione della vulnerabilità sismica delle costruzioni esistenti, comunemente realizzate in muratura o in calcestruzzo armato.
La prevenzione sismica è uno dei fondamenti dell’attività di Promozione Acciaio che annovera al suo interno la Commissione Sismica per le Costruzioni in Acciaio. Fondazione Promozione Acciaio è costantemente impegnata nella promozione e nella divulgazione delle costruzioni in acciaio come soluzione ottimale di fronte alle azioni sismiche, diffondendo le conoscenze indispensabili ad affrontare con serenità la progettazione sismica di strutture in carpenteria metallica, un riferimento importante per gli attori del settore.
L’appoggio tecnico ed ingegneristico, altamente qualificato, che le aziende specializzate in costruzioni metalliche sono in grado di fornire ai progettisti, ai committenti privati e alla Pubblica Amministrazione, sono una chiave importante di cui avvalersi nel miglioramento dei livelli di sicurezza delle costruzioni in Italia.

 

 

Fonte: siderweb.com

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