Home - Settore Tecnico

---

Il rischio sismico

Il rischio sismico

Le recenti scosse sismiche che stanno avvenendo in Abruzzo e lungo l' arco appenninico, dalla Romagna alla Calabria, hanno riportato alla ribalta il problema del rischio sismico.
Il territorio de L' Aquila è stato martoriato da morti e da edifici crollati o lesionati: le toccanti immagini sono apparse sotto i nostri occhi.
Questa tragedia ha perciò spinto il Governo ad emanare il Decreto Legge 39 del 28 Aprile 2009, che promuove la verifica sismica di tutti gli edifici pubblici e privati.
In realtà la verifica degli edifici strategici, come ospedali, scuole, caserme, etc., doveva essere conclusa nel giugno 2008, ma sappiamo tutti che in Italia i tempi sono biblici!

E la Provincia di Bologna è a rischio? La nostra zona è stata dichiarata sismica dal 2003: in precedenza solo 10 Comuni su 60 erano dichiarati sismici. Questo perché la sismicità era erroneamente definita in base a criteri politici piuttosto che scientifici, come in realtà è giusto che sia. Occorre quindi prestare attenzione a questo problema. Vediamolo nel dettaglio.

Il "rischio sismico" indica i danni che si possono verificare in un certo luogo in seguito ad un terremoto. Dipende da tre fattori:
• dalla probabilità che in quel luogo avvenga un terremoto con una certa intensità, cioè dalla pericolosità
• dalla capacità degli edifici di sopportare il sisma, cioè dalla vulnerabilità delle strutture
• dalla quantità di case, edifici pubblici, industrie e ogni altro bene immobile presente sul territorio, cioè dall'esposizione della regione.
Per ridurre il rischio sismico non possiamo intervenire né sulla pericolosità, perché non possiamo impedire che avvenga un sisma; e neanche sullìesposizione, perché non possiamo spostare gli edifici e le persone.
Per esempio, centinaia di persone vivono sulle pendici dell' Etna e del Vesuvio, nonostante siano zone molto rischiose!
Per assicurarci "sonni tranquilli" possiamo perciò intervenire sulla vulnerabilità delle strutture.

Gli edifici devono avere due caratteristiche molto importanti per resistere ai sismi:
• devono essere rigidi per sismi di debole intensità, quindi li devono sopportare senza subire danni particolari
• devono essere duttili per sismi di elevata intensità, cioè si possono danneggiare in parti definite a priori ma non devono crollare. Sarebbe anti-economico progettarli per resistere senza danni anche ai sismi di forte intensità.
Per raggiungere questi obiettivi in particolare devono essere:
• regolari in pianta, cioè avere una forma compatta e simmetrica
• regolari in altezza quindi i pilastri ed i muri portanti devono essere continui dalle fondamenta alla sommità
• la distribuzione delle travi, dei pilastri e dei muri portanti deve essere regolare anche nella pianta.

Per far sì che un edificio in cemento armato abbia un comportamento duttile è molto importante la gerarchia delle resistenze: cioè quando si progetta un edificio si deve fare in modo che si rompano prima le travi, poi i pilastri, poi i nodi e per ultimo le fondazioni. Le travi sono gli elementi che possono essere riparati meglio in caso di lesioni, inoltre non causano il crollo dell'intero edificio ma solo un danneggiamento localizzato. E' importante avere una struttura resistente costituita da travi e pilastri in direzione longitudinale e trasversale, perché la direzione di ingresso del sisma è casuale.

Parliamo ora delle strutture in muratura.
I muri resistono alle azioni che sono lungo la loro direzione, mentre se le azioni sono perpendicolari alla loro direzione, il muro crolla e non reagisce. Per questo motivo si realizzano muri in entrambe le direzioni, ben collegati tra di loro per conferire alla struttura un comportamento scatolare.
Si possono avere diversi tipi di crolli: può crollare la parete da sola oppure con gli spigoli, si può avere anche lo spanciamento del muro o il crollo di uno spigolo o infine il crollo del tetto che si apre.
Gli edifici in acciaio.
Questi edifici sono leggeri e molto duttili, quindi a prima vista potrebbero sembrare ottimi nella resistenza ai sismi. Però per le caratteristiche dell'acciaio sono molto deformabili, quindi la struttura si può piegare su se stessa, come se perdesse l'equilibrio, oppure si può avere il rischio di instabilità, come quello che avviene comprimendo alle estremità un'asta in acciaio. Inoltre i nodi sono punti molto critici e vanno progettati e realizzati con attenzione.

Le nuove costruzioni devono essere progettate secondo criteri antisismici, quindi sono sicure, ma cosa si può fare per rendere tali anche le strutture esistenti?
La normativa (DM 14-01-08) prevede tre tipologie di interventi:
• Adeguamento
• Miglioramento
• Riparazione o intervento locale
L'intervento di adeguamento viene effettuato nei casi di ampliamento, sopraelevazione, cambio d'uso con aumento dei carichi. Infatti quando si progetta una struttura si sa a priori la sua geometria e l'uso che deve avere, quindi si possono stimare i carichi che dovrà sopportare. Se però cambio l'uso, oppure aumento dei carichi sulla mia costruzione, oppure modifico la struttura, devo fare degli interventi per renderla resistente alle azioni sismiche, come se fosse appena costruita. Questo intervento è necessario se si fanno ampliamenti o sopraelevazioni come previsto dal nuovo "Piano Casa".

L'intervento di miglioramento viene invece effettuato a parti di struttura, come pilastri o travi o muri portanti, ed aumenta la sicurezza dell'opera ma non la rende pari a quella dell'opera appena costruita, come avviene con l' adeguamento.

L'intervento di riparazione ripara i danni che ha avuto la struttura e le conferisce la stessa robustezza che aveva prima del danno. Si interviene localmente, senza modificare il comportamento dell' intera struttura.

Ci sono due metodi diversi per intervenire sulle strutture esistenti: i metodi tradizionali ed i metodi innovativi.

1. I metodi tradizionali consentono il danneggiamento della struttura. Sono di vario tipo:
• Posso intervenire sui carichi riducendoli o distribuendoli in maniera migliore, per esempio sostituendo gli elementi (come pavimenti, muri divisori) con altri più leggeri.
• Posso rendere la struttura più regolare (la regolarità è una caratteristica molto importante), realizzando dei giunti, cioè staccando le parti della struttura e rendendole indipendenti l' una dall'altra.
• Posso inserire elementi come pilastri o travi o cordoli.
• Posso aumentare la resistenza di travi o pilastri con cerchiature metalliche oppure utilizzando nuove tecnologie come i materiali compositi.

2. I metodi innovativi invece lasciano la struttura senza danni e sono di due tipi: gli isolatori ed i dissipatori.
• Gli isolatori sono utilizzati soprattutto per le strutture nuove. Sono degli elementi su cui si appoggia la struttura, permettendole di muoversi senza danneggiarsi, un po' come quando si mettono delle bottiglie in un carrello: gli isolatori sono come le rotelle del carrello che si muove ma non fa rompere le bottiglie. Sono elementi in gomma inseriti tra la fondazione e la struttura. Sono utilizzati prevalentemente per le strutture nuove perché è molto costoso impiegarli per quelle esistenti: bisogna creare una sottofondazione e sollevare la struttura per inserire gli isolatori tra le due fondazioni. L'intervento è stato fatto in California, quindi è possibile, però i costi lo rendono poco competitivo.
• Per le strutture esistenti invece sono molto utilizzati i dissipatori, in particolare quelli passivi. Sono dispositivi che prendono l'energia del sisma e la dissipano in calore, secondo meccanismi diversi legati al materiale utilizzato. Possono essere sostituiti in caso di danneggiamento, infatti si deformano al posto della struttura, che rimane inalterata. Sono inseriti solitamente in telai di metallo. Si possono dividere in quattro tipi in base al materiale utilizzato: metallici, ad attrito, viscoelastici, viscosi.
I dissipatori metallici sfruttano la deformazione di materiali metallici quali l'acciaio, il piombo o le leghe nichel-titanio o rame zinco alluminio.
I dissipatori ad attrito sfruttano l'attrito tra solidi come piatti oppure incastri.
I dissipatori viscoelastici sfruttano invece la deformazione dei materiali viscoelastici, posti tra lamiere metalliche.
I dissipatori viscosi sono come grossi ammortizzatori, con materiali viscosi all'interno, nei quali un pistone, che genera attrito con il quale si può dissipare l'energia.

Per le strutture di civile abitazione e per le accelerazioni attese dalle nostre parti, solitamente si utilizzano i metodi di rinforzo tradizionale. In generale, è importante intervenire in maniera regolare ed uniforme sulla struttura, cercando di eliminare eventuali difetti, ridurre le irregolarità, migliorare la resistenza oppure la capacità deformativa dei vari elementi.
Occorre prestare particolare attenzione all' esecuzione degli interventi, che altrimenti sono inutili e possono anzi peggiorare la situazione.
A seconda della tipologia di struttura portante della mia abitazione, cioè muratura o cemento armato o metallica, si avrà un comportamento sismico differente e quindi modalità differenti di intervento sulla struttura.

Nelle strutture in muratura si può intervenire con:
• Miglioramento del collegamento tra solai e pareti, tra copertura e pareti, e tra le varie pareti. " Riduzione delle spinte di coperture, volte, archi.
• Rafforzamento delle aperture. Nelle strutture in cemento armato si può intervenire con: " Rinforzo dei vari elementi.
• Aggiunta di nuovi elementi resistenti.
• Inserimento di un sistema strutturale aggiuntivo in grado di sopportare l'intera azione sismica.

Nelle strutture in acciaio si può intervenire con:
• Miglioramento della stabilità locale degli elementi e globale della struttura.
• Incremento della resistenza dei collegamenti.
• Miglioramento dei dettagli costruttivi, in particolare dei collegamenti.
La verifica sismica deve necessariamente coinvolgere l'intero edificio, dagli interrati al coperto, non si può verificare un singolo appartamento o alcuni piani.
E' importante quindi essere tutti d' accordo per verificare la sicurezza dell' edificio e realizzare i miglioramenti eventualmente necessari. .

Ing. Roberta Franchina Leghissa


Per informazioni scriveteci a:
info@uppi-bologna.it