PROTEZIONE SISMICA DEGLI EDIFICI
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- Riccardo Castellano
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1 Pistoia, ottobre 2013 PROTEZIONE SISMICA DEGLI EDIFICI PROGETTAZIONE ANTISISMICA TRADIZIONALE (Gerarchia delle resistenze) La progettazione antisismica tradizionale, che non prevede l impiego di isolatori, ha come obiettivo quello di evitare il collasso dell edificioe quindi la perdita di vite umane, ma prevede e accetta il verificarsi di danni ingenti, anche non riparabili. Pag. 1
2 L ingegneria sismica tradizionale consente di progettare una COSTRUZIONE ANTISISMICA ma ciò non vuol dire che non si danneggia durante un terremoto anzi! Dopo il terremoto la struttura sarà lesionata se non INAGIBILE Meglio pensarci prima Lo Stato si fa sempre meno carico dei costi di riparazione degli edifici e delle strutture lesionate: La protezione sismica è la soluzione per mettersi al riparo dai danni del terremoto Pag. 2
3 La PROTEZIONE SISMICAsi può ottenere attraverso due diverse modalità a seconda della struttura che si vuole proteggere. L isolamento sismico e la dissipazione sismica. L isolamento sismico è la soluzione più adatta per le nuove costruzioni intelaiate, e dove possibile (è più costoso) anche su quelle esistenti. Pag. 3
4 Isolamento sismico: il concetto Disaccoppiare il movimento della struttura da quello del terreno per ridurre o annullare gli effetti distruttivi del terremoto. Isolamento Spettri Riduzione delle accelerazioni Aumento dello spostamento alla base Pag. 4
5 Come si fa? Si inseriscono dispositivi meccanici detti ISOLATORI normalmente collocati tra la struttura e le sue fondazioni. edificio tradizionale edificio isolato Posizionamento degli isolatori Pag. 5
6 Cosa sono gli isolatori? Sono dispositivi molto flessibili orizzontalmente: se si deve deformare qualcosa non sono le fondazioni e non è la struttura, ma sono loro! Si comportano come delle molle smorzate: sottoposti ad una forza o ad uno spostamento orizzontale, tendono a tornare nella posizione iniziale. Isolatori Gli isolatori si possono suddividere in 2 gruppi: Elastomerici(SI) sono costituiti da strati alterni di acciaio e di elastomero collegati mediante vulcanizzazione a caldo. A pendolo attritivo(fip e FIP-D) costituiti da 3 elementi d acciaio sovrapposti separati da superfici di scorrimento ad attrito definito in contatto con fogli in acciaio inox Pag. 6
7 Comportamento sismico di edifici isolati Struttura a base fissa Struttura isolata alla base Filmati gentilmente concessi da ENEA - Bologna Importanza degli isolatori In caso di terremoto agli isolatori si affida la totale responsabilità di salvataggio della struttura! Per questo: Vengono calcolati con un coefficiente di sicurezza maggiore di quello della struttura: un affidabilità superiore è richiesta al sistema d isolamento, formato dall insieme dei dispositivi d isolamento, per il ruolo critico che esso svolge. Pag. 7
8 Importanza degli isolatori In caso di terremoto agli isolatori si affida la totale responsabilità di salvataggio della struttura! Per questo: Devono essere marcati CE(sicurezza) Importanza degli isolatori In caso di terremoto agli isolatori si affida la totale responsabilità di salvataggio della struttura! Per questo: Devono essere sottoposti ai molteplici e severi test previsti dalla normativa Pag. 8
9 Da quando esistono gli isolatori? La tecnica dell isolamento nasce oltre 40 anni fa, ed ha già avuto nel mondo decine di migliaia di applicazioni in edifici, ponti e viadotti. 1969, Scuola Pestalozzi, Skopje 1972, edificio per uffici, Atene 1973, MotuBridge, NZ , Viadotto Somplago, Aut. Udine-Carnia, 1 ponte isolato in Europa - dispositivi FIP Industriale , centrali nucleari EDF a Kroeberg, Sud Africa , William Clayton Building, Wellington, NZ 1981, Stazione dei VVFF, Napoli, 1 edificio isolato in Italia purtroppo spesso si agisce solo dopo un forte terremoto che sveglia le coscienze! sviluppo dell isolamento in Giappone 19 Pag. 9
10 Vantaggi dell isolamento SICUREZZA UN EDIFICIO ISOLATO ALLA BASE NON SUBISCE DANNI NE ALLA STRUTTURA NE AL SUO CONTENUTO!! Vantaggi dell isolamento CERTEZZA DI COMPORTAMENTO IN FASE SISMICA: GLI ISOLATORI VENGONO PRIMA STATI TESTATI, QUINDI NON CI SONO INCOGNITE Pag. 10
11 Vantaggi dell isolamento TRANQUILLITA DURANTE IL TERREMOTO DIMINUISCE LA PERCEZIONE UMANA DELLE SCOSSE SISMICHE, CIOE SI RIDUCE IL COSIDDETTO EFFETTO PANICO Vantaggi dell isolamento SEMPLICITA NEI CALCOLI IL SISTEMA DI ISOLAMENTO E SEMPLICE NEL CALCOLO. Pag. 11
12 Vantaggi dell isolamento FACILITA E RAPIDITA DI MESSA IN OPERA NEL CASO DI NUOVE COSTRUZIONI Vantaggi dell isolamento MINIMA MANUTENZIONE, GRANDE DURABILITA LA VITA UTILE E TANTO QUANTO QUELLA DELLA STRUTTURA Pag. 12
13 Vantaggi dell isolamento ECONOMICO IL COSTO DELL ISOLAMENTO DI UN EDIFICIO SPESSO E TOTALMENTE COMPENSATO DAL RISPARMIO SUL MATERIALE DA COSTRUZIONE edifici la cui funzionalità deve essere garantita immediatamente dopo il terremoto (ospedali, centri di protezione civile, caserme, ecc.) edifici il cui contenuto ha più valore della struttura stessa (musei, CED, laboratori, ecc.) strutture particolarmente critiche per la sicurezza (ad es. impianti chimici) edifici storici, in cui gli interventi con tecniche tradizionali sarebbero troppo invasivi e/o non sufficienti L isolamento sismico è quindi particolarmente adatto per: Pag. 13
14 OspedaleGervasutta, Udine Primo ospedale isolato in Italia Ospedale del Mare, Napoli Con i suoi 327isolatori è l edificio con più isolatori in Europa. Dimensioni in pianta: 144x144m Dimensioni in altezza: da13ma29m Pag. 14
15 Centro Protezione Civile di Foligno Centro Operativo Emergenza e Formazione Centro Protezione Civile di Foligno Centro Operativo Emergenza e Formazione Particolare protezione isolatori Pag. 15
16 Complesso edilizio per 26 alloggi di Edilizia Residenziale Pubblica CASA SPA Sesto Fiorentino (FI) Complesso edilizio per 26 alloggi di Edilizia Residenziale Pubblica CASA SPA Sesto Fiorentino (FI) Inaugurato il 22 dicembre 2012 Pag. 16
17 Scuola di Bojano (CB) Non solo pubblico ma anche il PRIVATO Diventa tra l altro una pubblicità per il costruttore Pag. 17
18 Edificio residenziale Le betulle, Castel di Sangro n. 38 isolatori a pendolo attritivo Edificio residenziale Le betulle, Castel di Sangro Pag. 18
19 ADEGUAMENTO SISMICO di un EDIFICIO ESISTENTE in C.A. mediante ISOLAMENTO ALLA BASE: PRIMI INTERVENTI Pag. 19
20 Edifici IACP, Solarino(SR) Prima e dopo l adeguamento isolatori elastomerici appoggi multidirezionali Fasidi inserimentodegli isolatori Pag. 20
21 Rilascio dopo aver impresso uno spostamento di circa 130 mm, applicando all edificio una forza di 1200 kn Prova di rilascio Prova di rilascio Vista da telecamera fissata alla sovrastruttura Pag. 21
22 ADEGUAMENTO SISMICO di un EDIFICIO in C.A. mediante ISOLAMENTO ALLA BASE: TECNICA INNOVATIVA DEL TAGLIO PILASTRI Pag. 22
23 Pag. 23
24 Abruzzo, Progetto C.A.S.E. Protezione civile: Test in opera su un edificio isolato da FIP La dissipazione sismica è invece la soluzione più adatta per i capannoni industriali e per quelle strutture sulle quali non è possibile realizzare l isolamento Pag. 24
25 Dissipazione Spettri Riduzione delle Accelerazioni Riduzione dello Spostamento Controventi dissipativi isteretici assiali ad instabilità impedita Pag. 25
26 Controventi dissipativi isteretici assiali ad instabilità impedita Controventi dissipativi isteretici assiali ad instabilità impedita Pag. 26
27 Università di Ancona Polo didattico Montedago 1 applicazione in Europa Università di Ancona Polo didattico Montedago edificio prefabbricato controventi a K 86 BRAD Fmax= kn smax= ± 15 mm Pag. 27
28 Università di Ancona Polo didattico Montedago Liceo Perticari di Senigallia Adeguamento sismico Pag. 28
29 Liceo Perticari di Senigallia 23 BRAD 14/30 22 BRAD 21/30 8 BRAD 41/30 Scuola Cappuccini a Ramacca(CT) adeguamento sismico T. 3 T. 2 TELAI CONTROVENTATI T. 1 T. 4 PARTE DEMOLITA E RICOSTRUITA 8 BRAD 20/30 8 BRAD 21/40 8 BRAD 39/30 Pag. 29
30 ITIS Porro, Pinerolo (TO) Adeguamento sismico - 44 BRAD 52/30 ITIS Porro, Pinerolo (TO) Pag. 30
31 Edificio scolastico, Lazise (VR) BRAD Santuario Madonna delle Lacrime, Siracusa Protezione sismica FIP Industriale SpA Torri ENEL, Napoli St. Francis Towers, Manila, Filippine Taipei 101, Taiwan Ospedale da Luz, Lisbona Ospedale del Mare, Napoli, Azadi Hotel, Teheran, Iran Pag. 31
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