Nuovi edifici a prova di sisma: linee guida

Se l’adeguamento sismico di un edificio preesistente presenta i suoi ostacoli, dovuti alla conformazione stessa dell’edificio, di tutt’altra faccenda trattiamo quando si parla di nuove costruzioni capaci di resistere al sisma.

La parola chiave, in questo frangente è progettare accuratamente, fino dalle prime fasi di definizione planimetria, l’edificio che abbia già delle buone caratteristiche di resistenza sismica; di seguito vediamo come.

Il comportamento strutturale di una costruzione soggetta ad un azione di tipo sismico è fortemente condizionata dai seguenti fattori:

• morfologia del manufatto: ovvero regolarità planimetrica, e regolarità in elevazione.
• tipologia del sistema sismoresistente: ovvero se trattasi di un sistema a telaio, a controventi reticolari, a pareti o a nuclei.

Più dettagliatamente, una struttura si caratterizza per regolarità planimetrica quando la configurazione in pianta è compatta e approssimativamente simmetrica rispetto a due direzioni ortogonali, in relazione alla distribuzione di masse e rigidezze; inoltre si definisce compatta quando il rapporto fra i lati de un rettangolo in cui la costruzione risulta inscritta è inferiore a 4, e se la percentuale di rientri e sporgenze non supera il 25% della dimensione totale della costruzione.

Per regolarità in elevazione si intende una struttura in cui tutti i sistemi resistenti verticali si estendono per tutta l’altezza della costruzione e dove la massa e la rigidezza rimangono costanti dalla base alla sommità della costruzione; eventuali incrementi tra un piano e l’altro (Δm e Δk) devono rispettare certi limiti; inoltre eventuali restringimenti della sezione orizzontale della costruzione avvengono in modo graduale da un orizzontamento all’altro, in modo che ad ogni orizzontamento il rientro non supera il 30% della dimensione corrispondente al primo orizzontamento, né il 20% della dimensione corrispondente all’orizzontamento immediatamente sottostante (fa eccezione l’ultimo orizzontamento di costruzioni di almeno 4 piani).

Fatte queste premesse, dopo la giusta definizione planimetrica dell’edificio, il passo successivo è quello di individuare il sistema sismoresistente che meglio si adatta alla tipologia di edificio che andremo a realizzare.

Nello specifico, il sistema sismoresistente a telaio a nodi rigidi, resistono alle forze orizzontali con un comportamento prevalentemente flessione, che coinvolge sia le travi che i pilastri; questo sistema si caratterizza per l’estrema versatilità dal punto di vista architettonico e per l’elevata capacità dissipativi in campo plastico.

I sistemi a controventi reticolari sono capaci di resistere alle forze orizzontali, tipiche dell’evento sismico, grazie al regime di sforzi assiali (trazione e compressione) che si instaura in tutti gli elementi che compongono il sistema controvento; il limite di questa tipologia strutturale deriva dai vincoli distributivi che tali controvento comportano a livello architettonico.

Il sistema a parete in cemento armato consiste nell’assimilare quest’ultima, staticamente parlando, ad una mensola incastrata nella fondazioni, per cui l’assorbimento delle forze orizzontali avviene grazie ad un regime flesso-tagliante.

Infine il sistema a nuclei in cemento armato è costituito da quattro setti, collegati senza soluzione di continuità lungo gli spigoli comuni, e incastrato alla base; questa conformazione determina un elemento sismoresistente di tipo tridimensionale, in grado di opporsi alle forze orizzontali mediante un regime flesso-torsionale e tagliante.

Arch. Elena Valori