Negli ultimi decenni, l’Italia ha affrontato numerosi terremoti devastanti, evidenziando la vulnerabilità del patrimonio edilizio nazionale. Nonostante i progressi significativi nell’ingegneria sismica, la sfida di proteggere le vite umane e il patrimonio culturale rimane cruciale. La questione non è solo legata all’evoluzione delle normative, ma anche alla loro applicazione e alla necessità di un approccio progettuale che superi la mera burocrazia.
Comprensione del comportamento strutturale
È fondamentale comprendere il comportamento delle strutture in caso di sisma, in particolare quelle in muratura esistente. L’analisi degli effetti dei terremoti passati, come quelli di Norcia, Amatrice e Messina, evidenzia l’urgenza di progettare strutture capaci di dissipare energia e garantire un comportamento duttile.
L’importanza della duttilità
La duttilità è definita come la capacità di una struttura di subire grandi deformazioni anelastiche senza collassare, dissipando energia sotto forma di calore. La normativa italiana distingue tra alta e bassa duttilità. Progettare una struttura duttile implica accettare un certo livello di danneggiamento controllato, limitando il rischio di crollo improvviso e proteggendo le vite umane.
Comportamento oltre il limite elastico
Quando i carichi superano il limite elastico, la struttura entra in un regime plastico. In questa fase, il legame tra carichi e spostamenti diventa non lineare e la rigidezza tangente diminuisce. Questo fenomeno è accompagnato da cicli di isteresi durante le variazioni cicliche del carico, che permettono alla struttura di assorbire energia sismica. È essenziale che le strutture siano progettate per avere elevate risorse deformative oltre il proprio limite elastico per resistere a sismi intensi senza collassare
Gerarchia delle resistenze
Per garantire un comportamento duttile, è essenziale applicare il principio della gerarchia delle resistenze: i pilastri devono essere più resistenti delle travi. Questo assicura che le cerniere plastiche si formino prima nelle travi, permettendo alla struttura di dissipare energia in modo controllato e prevenendo crolli improvvisi.
Dettagli costruttivi e verifiche
La duttilità non deriva solo dal calcolo strutturale, ma anche da dettagli costruttivi accurati. È fondamentale utilizzare staffe strette nei pilastri e armature adeguate nelle travi per garantire il confinamento del calcestruzzo e la corretta dissipazione dell’energia. Durante la direzione dei lavori, è cruciale verificare l’esecuzione corretta di questi dettagli.
Strutture esistenti e interventi di miglioramento
L’applicazione dei principi di duttilità alle strutture esistenti presenta sfide particolari a causa della mancanza di dettagli costruttivi adeguati. In tali casi, strategie come l’isolamento sismico o il rinforzo strutturale con setti, fibre di carbonio o acciaio possono essere adottate. È importante seguire un approccio graduale, iniziando con interventi minimi che possano essere incrementati successivamente.
Il caso delle murature
Le strutture in muratura richiedono un approccio specifico nella progettazione sismica. Non si devono applicare automaticamente modelli di calcolo a telaio equivalente a tutte le murature; è necessario distinguere tra diverse classi (voltate, con solai non rigidi e con solai rigidi), ognuna delle quali richiede strategie progettuali specifiche.
Materiali a comportamento duttile
Materiali come l’acciaio presentano un comportamento duttile significativo. Il diagramma tensione-deformazione dell’acciaio dolce mostra una fase elastica seguita da una fase plastica ben definita. Durante questa fase plastica, l’acciaio può subire deformazioni significative senza rompersi, consentendo una redistribuzione delle forze interne
Materiali a comportamento fragile
Al contrario, il calcestruzzo presenta un comportamento fragile. La sua risposta alle sollecitazioni è caratterizzata da una rottura improvvisa una volta superato il limite di resistenza a compressione. È quindi fondamentale progettare elementi in calcestruzzo armato in modo da garantire che l’acciaio assuma il ruolo principale nella dissipazione dell’energia sismica
Conclusione
Il miglioramento della duttilità nelle strutture sismiche è essenziale per garantire la sicurezza degli edifici e la salvaguardia delle vite umane in caso di terremoti. L’adozione di tecniche appropriate nella progettazione e nel rinforzo delle strutture esistenti può fare la differenza nella resilienza del patrimonio edilizio italiano contro eventi sismici futuri