Antisismica: Inserimento di dispositivi antisismici

dispositivi antisismici

Miglioramento Sismico di un edificio industriale mediante l’inserimento di dispositivi viscoelastici

Impresa Esecutrice e Progettazione: BUILDING IMPROVING – Milano

Il giunto strutturale e l’STU

Uno dei problemi più importanti nel campo dell’adeguamento/ miglioramento antisismico è quello del martellamento dei giunti di dilatazione. Le nuove normative indicate nel NTC-2008 impongono delle distanze minime tra i bordi del giunto strutturale che molto spesso non sono realizzabili. Nel caso poi di strutture già esistenti tale problema è ancora più evidente in quanto risulta improponibile un’apertura ulteriore del giunto.

Innanzitutto, cosa si intende per dispositivo antisismico?

“Per dispositivi antisismici si intendono gli elementi che contribuiscono a modificare la risposta sismica di una struttura, ad esempio incrementando il periodo fondamentale della struttura, modificando la forma dei modi di vibrare fondamentali, incrementando la dissipazione di energia, limitando la forza trasmessa alla stuttura e/o introducendo vincoli permanenti o temporanei che migliorano la risposta sismica”.

tratto da Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni  DM 14 Gennaio 2008

L’utilizzo di dispositivi a fluido viscoelastico SHOCK TRANSMITTER UNIT, è decisamente utile, nei casi in cui ci si trova di fronte a tale problematica.
Questa tipologia è costituita da un cilindro nel quale scorre un pistone che, mediante un opportuno circuito idraulico, permette il passaggio di un fluido da una camera all’altra del cilindro. Il cilindro idraulico ed il fluido sono tali per cui per azioni lente, quali variazioni termiche, ritiro e fluage, il sistema non offre una resistenza apprezzabile consentendo quindi il movimento relativo tra gli snodi. Per azioni dinamiche, invece, quali frenature o eventi sismici, il sistema si blocca a causa dell’elevata viscosità del fluido impedendo il movimento, rendendo quindi rigido il dispositivo e evitando il martellamento tra due corpi di fabbrica adiacenti.

Intervento di miglioramento sismico in fonderia

E’ stato previsto un intervento di miglioramento sismico presso un capannone industriale, di una nota società italiana, adibito ad uso fonderia. La committenza richiede l’installazione di 8 dispositivi antisismici del tipo STU, in corrispondenza dei giunti strutturali presenti all’interno del corpo di fabbrica in oggetto. Come si può vedere dallo stralcio di planimetria seguente, si tratta di due giunti strutturali pari a circa 50mm ciascuno. La struttura è costituita da un semplice telaio travi-pilastro in cemento armato, e con tali giunti essa risulta suddivisa strutturalmente in due parti. Il fabbricato è ubicato in zona sismica 4, per cui ha un’accelerazione al suolo molto bassa.

I dati caratteristici di tale struttura sono così riassunti:
Vita nominale: 50 anni.
Classe d’uso e relativo coefficiente: II – Cu=1,00
Vita di riferimento: VR = 50 x 1,00 = 50 anni
Accelerazione al suolo: a=0,0869
L’idea è quindi di installare in corrispondenza dei due giunti di dilatazione un numero specifico di STU, in modo da evitare il martellamento tra i tre corpi strutturali dello stesso fabbricato. Pertanto, si andranno ad applicare un dispositivo per ciascun lato esterno perimetrale del fabbricato, più una coppia degli stessi nella zona centrale, per un totale di 4 STU per giunto, ovvero 8 dispositivi a fluido viscoelastico:
n°4 Shock Transmitter Unit F = 660 kN sul perimetro del fabbricato;
n°4 Shock Transmitter Unit F = 330 kN nella zona centrale;
Ciascun dispositivo sarà installato sulla struttura in c.a., in zone ben specifiche, ed ancorato mediante due piastre metalliche.

La progettazione delle contropiastre

L’installazione di tali dispositivi prevede il collegamento alla struttura esistente del capannone mediante delle piastre metalliche, in grado di supportare l’entità dell’azione sismica e il peso proprio degli STU.
Tali piastre, in acciaio del tipo S355JR, sono state progettate e calcolate in base alle normative vigenti, e sono di due tipologie:
330x330x30mm, n°6 unioni bullonate;
500x330x30mm, n°8 unioni bullonate;
Perchè due tipologie di piastre? La risposta arriva in seguito alle problematiche che possono nascere in fase operativa, ovvero quando occorre decidere la corretta disposizione dei dispositivi. Essendo un capannone industriale ad uso fonderia, i problemi erano molteplici, in quanto l’installazione degli STU doveva avvenire su quegli elementi strutturali, laddove erano presenti condotte, vie di corsa di carroponte che non potevano essere rimosse, poichè si pregiudicava la continuità dell’azione produttiva; inoltre, il posizionamento di tali dispositivi doveva avvenire in quota, per cui occorreva adottare misure di sicurezza non indifferenti.
Si doveva quindi adeguare il progetto e il dimensionamento di tali piastre, in modo da saper coniugare, essenzialmente, tre principali aspetti:

  • Il rispetto della normativa vigente;
  • Le esigenze della committenza;
  • La dimensione e la portata dei dispositivi;
  • Le problematiche

Saper affrontare le esigenze della committenza è sempre una problematica molto seria. In questo caso, alla base di tutto, era necessario eseguire l’intervento di installazione degli STU, senza dover interrompere l’attività produttiva della società, ovvero selezionare le disposizioni migliori per i dispositivi mantenendo le preesistenze del fabbricato (posizione di condotte, vie di corsa dei carriponte, misure di sicurezza, ecc.).

Le problematiche essenziali che si sono affrontate sono state:

  • La presenza di numerosi impianti (tubazioni e condotte) a cavallo del giunto strutturale, laddove si doveva installare il dispositivo;
  • La continuità dell’attività produttiva, durante i nostri interventi;
  • L’installazione dei dispositivi ad alte quote, difficilmente raggiungibili, dovuto alla presenza di macchinari e locali prefabbricati;
  • Il rispetto della normativa vigente in materia di sicurezza e prevenzione;
  • La corretta installazione di piastre e STU, come da progetto;

Il risultato

I dispositivi necessitano di un’accurata progettazione ed installazione, nonché una serie di prove di accettazione che vengono fatte presso un laboratorio specializzato:

“All’atto della posa in opera dei dispositivi il Direttore dei Lavori deve verificare, acquisendone copia, che il dispositivo sia dotato di attestato di conformità di cui al DPR 246/93 (marcatura CE) […], che sia dotato di attestato di qualificazione del Servizio Tecnico Centrale, […] e che le procedure di posa siano conformi alle specifiche tecniche del produttore del sistema stesso. […]”

Tratto da Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni
DM 14 Gennaio 2008 – Cap. 11.9.3

Inoltre questi sistemi non necessitano di una particolare manutenzione: si consiglia un’ispezione esterna da effettuarsi dopo i primi 10 anni e successivamente, ogni 5 anni, verificando e ripristinando, se necessario, la protezione anticorrosiva delle parti metalliche e dei soffietti parapolvere. Il liquido siliconico interno non deteriora nel tempo ed è uin grado di resistere in un range di temperature comprese tra -40°C e +50°C.

Dott.Ing.Pecchenino Alberto
www.buildingimproving.com

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