Lo Strutturista

Sistemi di protezione sismica per il patrimonio edilizio italiano.

Nel presente articolo si farà riferimento ai soli edifici in calcestruzzo armato, che costituiscono ad oggi il 50 % circa del patrimonio edilizio del Paese. Questi edifici, che sono stati realizzati principalmente tra gli anni ’60 e gli anni ’90.

09 Novembre 2022

ing. Stefano Cii, ing. Fabio Menardo

Il rischio sismico per il patrimonio edilizio italiano è ben noto ed è identificabile principalmente sotto due aspetti: il primo riguarda l’alta sismicità del nostro Paese che nei secoli addietro ha portato a terremoti importanti che hanno colpito soprattutto alcune zone dell’Italia centro-meridionale.

Il secondo aspetto è inerente, invece, all’elevata vulnerabilità del patrimonio edilizio italiano che è caratterizzato dall’essere molto eterogeneo e in alcuni casi decisamente inadatto per poter fronteggiare azioni di una certa intensità come possono essere quelle sismiche.

La tecnologia del controllo strutturale prevede l’impiego di sistemi che consentano di modificare la risposta dinamica di una struttura, riducendone le oscillazioni e rispondendo alle richieste di sicurezza e utilizzabilità del fabbricato, senza la necessità di ricorrere a deformazioni plastiche. La dissipazione è ad opera di comportamenti non lineari insiti nei dispositivi stessi, applicati nella compagine strutturale.

I sistemi di controllo si dividono in:

sistemi di controllo passivo;
sistemi di controllo attivo.

I sistemi di controllo passivo sono dispositivi che funzionano senza la richiesta di energia dall’esterno, utilizzando il solo moto della struttura per produrre spostamenti relativi tra le diverse parti del macchinario così da sviluppare delle forze di controllo necessarie ad aumentare la capacità di dissipazione di energia.

Nel caso di utilizzo di sistemi passivi si modificano le caratteristiche della struttura globale in termini di rigidezza/capacità ottenendo una risposta dinamica più favorevole nei confronti delle azioni sismiche.

I sistemi di controllo passivo più utilizzati sono i dissipatori ad attrito (friction dampers), i dispositivi di isolamento alla base (appoggi elastomerici, appoggi elastomerici con nucleo in piombo, appoggi a pendolo scorrevole), gli smorzatori viscosi (viscous dampers), i controventi dissipativi e gli smorzatori a massa accordata (tuned mass dampers).

I sistemi di controllo attivo sono, invece, quei sistemi che operano richiedendo una considerevole quantità di energia proveniente dall’esterno, così da permettere il funzionamento di attuatori elettro-idraulici, elettromeccanici o elettrici che forniscono le forze di controllo sulla struttura.

In questi casi è necessario sviluppare un algoritmo di controllo in grado di comandare gli attuatori che a loro volta saranno in grado di generare le forze di controllo necessarie per dissipare l’energia sismica. Il funzionamento di tale algoritmo sarà subordinato all’elaborazione dei dati misurati da alcuni sensori disposti in punti strategici dell’edificio, in grado di misurare la risposta della struttura investita dal terremoto.[...]

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