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Isolamento sismico: principi, applicazioni e normativa per edifici e ponti
Isolamento sismico: principi, applicazioni e normativa per edifici e ponti
L’isolamento sismico è una tecnologia costruttiva che permette di mitigare gli effetti delle azioni sismiche sulle strutture. La sua applicazione consente di ridurre le accelerazioni trasmesse alle sovrastrutture, migliorando le prestazioni globali e limitando gli interventi di riparazione post-sisma. L’evoluzione normativa ha reso sempre più stringenti i criteri di progettazione e verifica, imponendo standard elevati per l’impiego di dispositivi antisismici in ambito civile e infrastrutturale.
Principi e funzionamento dell’isolamento sismico
Nella maggior parte delle costruzioni, l’obiettivo primario è garantire l’evacuazione sicura degli occupanti, anche a costo di un danno strutturale post-sisma. Tuttavia, esistono edifici strategici, come ospedali e infrastrutture critiche, che devono rimanere pienamente operativi anche dopo un evento sismico.
L’isolamento alla base è una delle soluzioni più efficaci per garantire la funzionalità immediata di queste strutture. Questa tecnica permette di disaccoppiare la sovrastruttura dal moto del terreno, assorbendo la maggior parte dell’energia sismica attraverso dispositivi specifici, riducendo così la domanda di deformazione sugli elementi strutturali.
Evoluzione e applicazione dell’isolamento sismico
A partire dall’emanazione dell’OPCM 3274 nel 2003 e, soprattutto, dopo il terremoto dell’Aquila del 2009, l’adozione di sistemi di isolamento sismico in Italia ha registrato una crescita esponenziale. Questa tecnologia è oggi largamente impiegata nelle nuove costruzioni, dove la sua implementazione risulta agevole e priva di significativi incrementi di costo nelle aree a media ed elevata sismicità.
L’applicazione agli edifici esistenti, invece, pur avendo visto un aumento dopo i recenti eventi sismici, rimane ancora limitata. Ciò è dovuto alla complessità degli interventi richiesti, che necessitano di un’accurata analisi strutturale e della compatibilità con la geometria e la funzionalità dell’edificio. Tuttavia, l’isolamento sismico offre vantaggi difficilmente raggiungibili con altre tecniche di adeguamento, garantendo un livello di sicurezza superiore e riducendo significativamente le sollecitazioni agenti sulla struttura.
Comportamento dinamico delle strutture isolate
Le strutture convenzionali, vincolate rigidamente alle fondazioni, rispondono alle azioni sismiche con sollecitazioni elevate e deformazioni significative. L’adozione di dispositivi di isolamento modifica il comportamento dinamico, portando a una riduzione delle sollecitazioni trasmesse e consentendo un comportamento più duttile e controllato.
Classificazione dei dispositivi di isolamento
Gli isolatori sismici si distinguono in diverse tipologie:
- Isolatori elastomerici: caratterizzati da strati alternati di gomma e acciaio, garantiscono deformabilità controllata e capacità dissipativa.
- Isolatori elastomerici con nucleo in piombo (LRB): combinano la flessibilità degli elastomeri con la capacità dissipativa del nucleo in piombo, offrendo elevate prestazioni nel controllo delle sollecitazioni sismiche.
- Isolatori a scorrimento (Friction Pendulum Systems – FPS): sfruttano superfici curve per consentire spostamenti relativi, regolando la risposta dinamica della struttura attraverso l’attrito controllato.
Isolamento sismico degli edifici
L’applicazione dell’isolamento sismico negli edifici si concentra sia sulle nuove costruzioni che sugli interventi di adeguamento di edifici esistenti. I principali vantaggi sono:
- Riduzione delle forze sismiche agenti sulla struttura portante: grazie all’isolamento alla base, le sollecitazioni trasmesse alla sovrastruttura risultano significativamente ridotte, limitando il rischio di danni strutturali e migliorando la risposta sismica complessiva dell’edificio.
- Maggiore salvaguardia dell’integrità strutturale e funzionale post-evento: gli edifici dotati di isolamento sismico possono mantenere la loro piena operatività anche dopo un evento sismico di forte intensità, garantendo la sicurezza degli occupanti e riducendo la necessità di interventi di emergenza immediati.
- Limitazione degli interventi di ripristino e conseguente riduzione dei costi di manutenzione straordinaria: a differenza delle strutture tradizionali, gli edifici isolati sismicamente subiscono minori danni alle finiture e agli impianti interni, riducendo così la necessità di costosi lavori di ripristino post-sisma.
Le normative vigenti, tra cui il NTC 2018 e l’Eurocodice 8, stabiliscono criteri specifici per la progettazione, la verifica e la certificazione dei dispositivi di isolamento, imponendo rigorosi controlli sulle caratteristiche meccaniche e sul comportamento dinamico.
Isolamento sismico di ponti
L‘isolamento sismico nei ponti assume un ruolo critico nella protezione delle infrastrutture strategiche. I principali obiettivi dell’impiego di dispositivi di isolamento nei ponti sono:
- Mitigazione delle sollecitazioni trasmesse alle pile e alle spalle: l’isolamento sismico riduce le forze sismiche trasmesse agli elementi di supporto del ponte, limitando le deformazioni e le sollecitazioni che potrebbero comprometterne la stabilità e la durabilità nel tempo.
- Maggiore capacità di dissipazione energetica e riduzione delle deformazioni permanenti: i dispositivi di isolamento assorbono una parte significativa dell’energia sismica, evitando che si trasferisca alla sovrastruttura. Questo permette di ridurre il rischio di danneggiamenti irreversibili, garantendo una maggiore capacità di recupero post-evento sismico.
- Miglioramento della sicurezza strutturale, garantendo la funzionalità dell’infrastruttura anche dopo eventi sismici di elevata intensità: l’isolamento sismico consente di mantenere i ponti operativi anche dopo forti terremoti, riducendo il rischio di interruzioni alla viabilità e facilitando il trasporto di soccorsi e materiali in situazioni di emergenza.
L’evoluzione della normativa ha portato all’adozione di specifiche tecniche dettagliate per l’impiego di dispositivi antisismici nei ponti, regolando sia la progettazione che la verifica sperimentale dei componenti strutturali e delle connessioni.
Le sfide della progettazione con isolamento sismico
L’isolamento sismico offre vantaggi significativi, ma la sua applicazione richiede competenze specifiche. La scelta dei dispositivi, la corretta modellazione strutturale e il rispetto delle normative sono aspetti complessi che, se non affrontati con metodo, possono compromettere le prestazioni dell’edificio o del ponte. Un’errata progettazione può ridurre l’efficacia dell’isolamento, aumentare i costi e rallentare le certificazioni.
I corsi di 2PS Formazione Tecnica forniscono strumenti pratici per affrontare queste sfide, aiutando i professionisti a progettare in modo efficace e conforme alle normative vigenti, evitando errori critici e ottimizzando tempi e risorse.
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Il corso di isolamento sismico per edifici approfondisce le strategie e le metodologie per l’implementazione dell’isolamento sismico nelle costruzioni civili. Viene analizzata la progettazione di edifici nuovi e l’adeguamento di strutture esistenti, con particolare attenzione alle normative vigenti come il NTC 2018 e l’Eurocodice 8.
Il programma include lo studio dei dispositivi di isolamento, l’analisi dinamica delle strutture isolate, l’applicazione di software di modellazione per la simulazione degli effetti sismici e approfondimenti con casi studio.
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Il corso si focalizza sull’applicazione dell’isolamento sismico alle infrastrutture viarie, fornendo un quadro completo delle tecnologie disponibili e delle metodologie di progettazione.
Vengono trattati aspetti come la selezione dei dispositivi antisismici più idonei per ponti e viadotti, le strategie per ridurre le sollecitazioni sulle pile e sulle spalle e l’analisi dei criteri di verifica sperimentale e di certificazione. Particolare attenzione è dedicata all’integrazione delle normative italiane e internazionali, garantendo ai partecipanti una preparazione adeguata per operare nel rispetto degli standard più avanzati.
