Nel 2019, nell’ambito del corso magistrale di ingegneria civile “Costruzioni in Zona Sismica” tenuto dal prof. Luigi Petti, ho avuto l’opportunità di sviluppare un progetto strutturale particolarmente stimolante: la progettazione di un edificio in cemento armato di cinque piani fuori terra, dotato di un sistema di isolamento sismico.
1) Scelta del Sistema di Isolamento Sismico
La scelta di adottare un sistema di isolamento sismico è stata dettata dall’obiettivo di minimizzare le sollecitazioni sismiche trasmesse alla struttura sovrastante, migliorando la sicurezza e le prestazioni dell’edificio durante un evento sismico. Il sistema selezionato è del tipo elastomerico, fornito da FIP Industriale, una delle aziende leader nel settore.
Gli isolatori sismici elastomerici sono costituiti da strati alternati di gomma e acciaio, che consentono di ottenere un comportamento flessibile nella direzione orizzontale e rigido in quella verticale. Questo tipo di isolamento riduce drasticamente le accelerazioni trasmesse ai piani superiori, limitando i danni strutturali e non strutturali.
2) Descrizione dell’Edificio
L’edificio progettato presenta cinque piani fuori terra ed è destinato a uso residenziale. La struttura portante è realizzata in cemento armato, con telai rigidi (pilastri e travi) che conferiscono resistenza e stabilità. La scelta del cemento armato è stata motivata dalla necessità di ottenere una struttura robusta e duratura, in grado di resistere alle sollecitazioni sismiche anche in assenza di un sistema di isolamento.
3) Fasi di Progettazione
3.1) Modellazione Strutturale
La prima fase della progettazione ha riguardato la modellazione strutturale dell’edificio. È stato utilizzato un modello FEM tridimensionale per simulare il comportamento dell’edificio sotto diverse combinazioni di carico, inclusi i carichi permanenti, accidentali e sismici. La modellazione ha permesso di valutare con precisione le sollecitazioni su ogni elemento strutturale, garantendo un dimensionamento adeguato di pilastri, travi e fondazioni.
3.2) Progettazione degli Isolatori Sismici
La fase successiva ha riguardato la progettazione del sistema di isolamento sismico. Gli isolatori elastomerici sono stati posizionati alla base della struttura, tra il piano terra e le fondazioni. La loro disposizione è stata studiata per garantire una distribuzione uniforme delle forze sismiche, minimizzando gli effetti torsionali e assicurando un comportamento duttile dell’edificio.
Il dimensionamento degli isolatori è stato effettuato considerando le caratteristiche sismiche del sito, i parametri geotecnici e le specifiche tecniche fornite da FIP Industriale. È stata inoltre condotta un’analisi dinamica per verificare la capacità del sistema di isolatori di mantenere le prestazioni richieste durante l’intera durata dell’evento sismico.
3.4) Analisi dei Dettagli Costruttivi
Particolare attenzione è stata dedicata ai dettagli costruttivi, in particolare alle connessioni tra gli isolatori e la struttura in cemento armato. Sono stati progettati appositi dispositivi di collegamento per garantire la continuità strutturale e la sicurezza delle connessioni sotto l’azione sismica. È stato inoltre considerato l’effetto della deformazione degli isolatori sulle finiture e sugli impianti, per evitare danni durante il movimento sismico.
4) Conclusioni
Il progetto strutturale dell’edificio isolato sismicamente sviluppato per il corso “Costruzioni in Zona Sismica” ha rappresentato un’esperienza formativa di grande valore. La scelta di adottare un sistema di isolamento sismico elastomerico ha permesso di progettare una struttura sicura, in grado di ridurre significativamente le sollecitazioni sismiche trasmesse ai piani superiori.
L’uso di strumenti di modellazione avanzati ha garantito un’analisi accurata del comportamento strutturale dell’edificio, permettendo di ottimizzare il dimensionamento degli elementi portanti e delle fondazioni. Questo progetto non solo ha soddisfatto i requisiti tecnici e normativi, ma ha anche dimostrato come l’innovazione nella progettazione strutturale possa contribuire a migliorare la sicurezza degli edifici in zone sismiche.
ing. Riccardo Tesauro
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