Caratteristiche fondamentali degli edifici antisismici.

Tutti gli edifici sono dei ‘contenitori’, e quando subiscono un terremoto reagiscono nella maniera schematizzata nella figura sotto. Delle strutture orizzontali rigide e resistenti, chiamate diaframmi, fanno sì che le forze orizzontali a ciascun piano si distribuiscano nelle strutture resistenti verticali; il collegamenti al telaio verticale devono essere progettati in modo da trasferire le forze di piano. Le strutture verticali resistenti nelle direzioni x e y attraggono le forze orizzontali e le trasmettono alle fondazioni.

Caratteristiche  fondamentali degli  edifici antisismici

 

Struttura primaria – Struttura secondaria.

La struttura resistente al carico verticale può comprendere un sistema principale o ‘primario’ destinato a sopportare l’effetto totale del sisma, e una struttura ‘secondaria’ che deve
sostenere solo i carichi gravitazionali . La realtà fisica del telaio deve rispecchiare questa distinzione; l’apporto della struttura secondaria alla resistenza e rigidità
laterale non deve superare il 15% di quello della struttura primaria. Inoltre, gli elementi della struttura secondaria e i loro collegamenti devono essere in grado di adattarsi agli spostamenti della struttura primaria a seguito di un terremoto, rimanendo nello stesso tempo in grado di portare il carico gravitazionale.

Obiettivo di una buona progettazione di concetto.

Un buon progetto permette di sviluppare un sistema strutturale resistente al sisma con un basso costo aggiuntivo rispetto ad un progetto non antisismico. I principi di una buona progettazione di concetto valgono solo per il sistema resistente ‘primario’ (in quanto solo questo è sismo-resistente), e permettono una libertà molto maggiore nel creare la forma architettonica dell’edificio.
In particolare, la libertà è quasi completa nel progettare la struttura ‘secondaria’, che può essere la più importante dal punto di vista dell’aspetto esteriore della costruzione.

Caratteristiche  fondamentali degli  edifici antisismici

Principi di una buona progettazione di concetto delle strutture antisismiche.

Il principi guida che governano una buona progettazione antisismica sono: semplicità strutturale, uniformità, simmetria, ridondanza, resistenza e rigidezza bidirezionali (resistenza e rigidezza torsionali), uso di diaframmi resistenti e rigidi a livello dei piani, e uso di fondazioni adeguate.
Lasemplicità strutturale è caratterizzata dalla presenza di percorsi chiari e diretti per la trasmissione delle forze sismiche. Si tratta di un principio importante, perché la modellazione,
.l’analisi, il disegno, la progettazione di dettaglio e la costruzione delle strutture semplici sono soggette a molte meno incertezze, e quindi la previsione del comportamento sismico strutturale è molto più attendibile.
L’uniformità in pianta si ottiene grazie ad una distribuzione equa degli elementi strutturali, che permette una trasmissione rapida e diretta delle forze inerziali create dalle masse distribuite dell’edificio. Se necessario, è possibile realizzare una condizione di uniformità suddividendo l’intero edificio in unità dinamicamente indipendenti, per mezzo di giunti antisismici. Questi devono essere sufficientemente larghi da impedire il martellamento delle singole unità nel corso di un evento sismico. Se la configurazione dell’edificio è simmetrica o quasi simmetrica, per realizzare l’uniformità è opportuno che vi sia una disposizione simmetrica delle strutture verticali che danno la resistenza antisismica.
Uno stretto rapporto tra la distribuzione delle masse e la distribuzione di resistenza e rigidezza elimina le grandi eccentricità tra massa e rigidezza, e minimizza i momenti torsionali che si applicano all’edificio.

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