Nel complesso percorso computazionale finalizzato alla determinazione dell’indice di vulnerabilità sismica di un edificio esistente rientrano anche le verifiche elementi non strutturali, quali tegole, comignoli, cornicioni, tamponamenti, controsoffitti, tubazioni, impianti, mobilio ecc…, la cui caduta può mettere a rischio la vita delle persone in caso di scossa sismica.
Il paradosso, a volte ricorrente, si trova quando le verifiche di vulnerabilità sismica sono positive per le strutture portanti, a cui è demandato l’onere di salvaguardare la vita delle persone all’interno dell’edificio sfruttando la duttilità della struttura, ma sussistono potenziali pericoli dalla caduta di controsoffitti o sfondellamento dei solai, dal ribaltamento di librerie non vincolate alle pareti, dal ribaltamento di tramezzi interni, dalla caduta di comignoli o coppi sulla strada.
Tutti collassi di natura fragile e pertanto molto pericolosa per l’incolumità delle persone. Così come, a seguito dei sopralluoghi di agibilità post-sisma (schede Aedes), accade spesso che l’edificio sia dichiarato inagibile senza danneggiamenti significativi agli elementi portanti, ma in presenza di potenziali rischi derivanti da tamponamenti interni in fase di distacco, caduta di coppi, sfondellamento dei solai ecc… A questi si aggiungono i rischi derivanti dagli impianti, in particolare per edifici strategici (ospedali, caserme, industrie importanti) per i quali occorrerebbe certificare la continuità dell’esercizio anche dopo la scossa di terremoto.
Le ultime Norme Tecniche per le Costruzioni hanno sottolineato la necessità di verificare anche i rischi legati ai cosiddetti elementi secondari, che durante la scossa di terremoto possono creare situazioni di pericolo anche se non strutturali, ma dotati di masse significative per l’incolumità delle persone.
Leggi anche: Muri portanti edifici storici: dal calcolo empirico alla modellazione odierna
Verifiche elementi non strutturali secondo le NTC 2018
Al par. 7.2.3 le attuali Norme Tecniche per le Costruzioni NTC 2018 parlano dei criteri di progettazione di elementi strutturali secondari, ed elementi costruttivi non strutturali.
Riguardo i primi «[…] La rigidezza e la resistenza alle azioni orizzontali di tali elementi possono essere trascurate. Tali elementi sono progettati per resistere ai soli carichi verticali e per seguire gli spostamenti della struttura senza perdere capacità portante […]».
Riguardo i secondi le NTC2018 intendono «[…] Per elementi costruttivi non strutturali […] quelli con rigidezza, resistenza e massa tali da influenzare in maniera significativa la risposta strutturale e quelli che, pur non influenzando la risposta strutturale, sono ugualmente significativi ai fini della sicurezza e/o dell’incolumità delle persone […]».
La capacità degli elementi secondari e non strutturali, compresi gli elementi portanti che li sostengono, deve essere maggiore della domanda sismica corrispondente a ciascuno degli stati limite da considerare. In particolare gli elementi secondari e i loro collegamenti devono essere progettati e dotati di dettagli costruttivi per sostenere i carichi gravitazionali, quando soggetti a spostamenti causati dalla più sfavorevole delle condizioni sismiche di progetto allo SLC (stato limite di collasso).
La domanda sismica può essere determinata applicando loro una forza orizzontale Fa così definita (7.2.1):
Fa = (Sa Wa) / qa
dove:
- Fa è la forza sismica orizzontale, applicata nel baricentro dell’elemento nella direzione più sfavorevole, proporziale alle masse;
- Sa è l’accelerazione massima, frazione dell’accelerazione di gravità, che l’elemento subisce corrispondente allo stato limite analizzato;
- Wa è il peso dell’elemento;
- qa è il fattore di comportamento dell’elemento, riferendosi alla tabella C7.2.1 della Circolare 21/01/2019.
In merito alla determinazione dell’accelerazione Sa, le NTC 2018 rimandano a documenti di comprovata validità. E’ possibile fare riferimento all’Eurocodice 8, oppure a quanto suggerito dalle precedenti NTC 2008 con la seguente formula (7.2.2):
dove:
- α è il rapporto tra l’accelerazione massima del terreno ag su sottosuolo tipo A da considerare nello stato limite in esame (§ 3.2.1) e l’accelerazione di gravità g;
- S è il coefficiente che tiene conto della categoria di sottosuolo e delle condizioni topografiche (§ 3.2.3.2.1);
- Ta è il periodo fondamentale dell’elemento non strutturale;
- T1 è il periodo fondamentale della costruzione nella direzione considerata;
- Z è la quota del baricentro del pannello rispetto al piano delle fondazioni;
- H è l’altezza dell’edificio rispetto al piano delle fondazioni.
Circa le verifiche elementi non strutturali, le NTC 2018 hanno introdotto una interessante distinzione tra gli elementi non strutturali costruiti interamente in cantiere, per i quali «[…] è compito del progettista della struttura individuare la domanda e progettarne la capacità in accordo a formulazioni di comprovata validità ed è compito del direttore dei lavori verificarne la corretta esecuzione […]», e quelli assemblati in cantiere, per i quali «[…] è compito del progettista della struttura individuare la domanda, è compito del fornitore e/o dell’installatore fornire elementi e sistemi di collegamento di capacità adeguata ed è compito del direttore dei lavori verificarne il corretto assemblaggio.»
Le norme tecniche impongono altresì un’attenzione particolare anche per la sicurezza sismica degli impianti, specificando che «[…] della progettazione antisismica degli impianti è responsabile il produttore, della progettazione antisismica degli elementi di alimentazione e collegamento è responsabile l’installatore, della progettazione antisismica degli orizzontamenti, delle tamponature e dei tramezzi a cui si ancorano gli impianti è responsabile il progettista strutturale. La capacità dei diversi elementi funzionali costituenti l’impianto, compresi gli elementi strutturali che li sostengono e collegano, tra loro e alla struttura principale, deve essere maggiore della domanda sismica corrispondente a ciascuno degli stati limite da considerare (v. § 7.3.6). È compito del progettista della struttura individuare la domanda, mentre è compito del fornitore e/o dell’installatore fornire impianti e sistemi di collegamento di capacità adeguata […]»
La domanda sismica agente per la presenza di un impianto sul pannello di tamponatura o di tramezzatura a cui l’impianto è appeso può essere assimilata ad un carico uniformemente distribuito di intensità 2Fa/S, dove Fa è la forza di competenza di ciascuno degli elementi funzionali componenti l’impianto applicata al baricentro dell’elemento e calcolata utilizzando l’equazione (7.2.1) e S è la superficie del pannello di tamponatura o di tramezzatura. Tale carico distribuito deve intendersi agente sia ortogonalmente sia tangenzialmente al piano medio del pannello.
Leggi anche: Interventi di consolidamento e adeguamento sismico degli edifici in muratura
Verifiche elementi non strutturali e buone pratiche per la messa in sicurezza
Il filo conduttore per garantire la sicurezza sismica di tutti gli elementi non strutturali sono i collegamenti con le strutture portanti. Essi possono essere diversificati in funzione della tipologia di elemento.
Possiamo ricordare, a titolo di esempio:
- un maggior irrigidimento dei comignoli mediante incamiciatura con rete metallica flessibile e controventi collegati alla copertura;
- controventamento dei controsoffitti (la cui struttura portante sia resa maggiormente solidale ai travetti del solaio), minimizzandone lo spostamento orizzontale al fine di impedire la caduta dei pannelli, e rendendo autoportanti i corpi illuminanti ad essi collegati;
- consolidamento e miglior collegamento dei cornicioni;
- ancoraggio dei parapetti e delle pareti in cartongesso con reti metalliche o in fibra di vetro (coperte con successivo intonaco) opportunamente collegate alle strutture portanti;
- rivestire con pellicole protettive i vetri di grosse superfici vetrate, in modo da evitare la frantumazione in caso di caduta;
- incrementare il numero dei dispositivi di ancoraggio dei coppi di copertura;
- fissare alle pareti gli armadi e il mobilio di grosse dimensioni;
- proteggere con elementi metallici con funzione di “parapetto” la merce degli scaffali dei supermercati.
Riguardo gli impianti, essi non possono essere vincolati alla costruzione contando sull’effetto dell’attrito, bensì devono essere collegati ad essa con dispositivi di vincolo rigidi o flessibili.
Come sempre accade in ambito sismico, spesso la sicurezza deriva da semplici dettagli costruttivi che migliorino i collegamenti e limitino gli spostamenti: ciò vale sia per gli elementi portanti dell’edificio, sia per quelli non strutturali.
Articolo originariamente pubblicato su Ingegneri.cc
La vulnerabilità degli elementi non strutturali
La vulnerabilità degli elementi non strutturali
Il cambiamento climatico e la limitata cultura della prevenzione sono le cause di una maggiore incidenza di calamità naturali, fenomeni di forte intensità e con un impatto violento, che condizionano lo stato del territorio, della popolazione, delle strutture e delle attività lavorative.“La vulnerabilità degli elementi non strutturali” è un manuale tecnico che analizza gli effetti provocati da diverse calamità (come il sisma, l’alluvione o il tornado) sulle componenti non strutturali degli edifici allo scopo di fornire al progettista e agli operatori della sicurezza soluzioni da mettere in pratica per ridurre i rischi a persone, cose e strutture.L’obiettivo dell’opera è di offrire un manuale di carattere pratico e operativo aggiornato allo stato dell’arte, tecnico e normativo.Oltre a fornire un quadro normativo esauriente sugli elementi non strutturali e una panoramica esemplificativa degli stati di emergenza in caso di sisma, alluvione e trombe d’aria, il libro approfondisce, anche con l’ausilio di foto e immagini commentate, i diversi danni che eventi disastrosi possono causare agli elementi non strutturali degli edifici (murature perimetrali, partizioni interne, parapetti, camini e comignoli, arredi, impianti, controsoffitti, tubazioni, ecc.) al fine di proporre soluzioni progettuali specifiche ed efficaci per limitare perdite economiche e garantire la sicurezza delle persone all’interno degli edifici colpiti.Completa l’opera una esauriente raccolta di schede di intervento dove, per ciascun elemento non strutturale, viene analizzato il tipo di danno che può subire e le migliori strategie di intervento.Giovanna Francesca RettoreArchitetto, esperto nella riduzione della vulnerabilità delle strutture e degli elementi non strutturali nelle attività produttive, la sicurezza dei lavoratori e la loro formazione, prima, durante e dopo eventi naturali disastrosi. Docente, Formatore sulla sicurezza sismica presso Ordini, Università ed Associazioni di formazione professionale. Collabora con la Protezione civile nazionale, per la quale ha partecipato alla redazione delle Linee guida per la riduzione della vulnerabilità di elementi non strutturali arredi e impianti.
Giovanna Francesca Rettore | 2019 Maggioli Editore
25.00 € 20.00 €
Guida tecnica per il super sismabonus e il super ecobonus 110%
Guida tecnica per il super sismabonus e il super ecobonus 110% – Libro
Questa guida si configura come un vero e proprio prontuario di riferimento per i tecnici, chiamati a studiare e ad applicare, per la propria committenza, gli interventi di miglioramento strutturale antisismico e di efficientamento energetico degli edifici nell’ambito delle agevolazioni fiscali del 110% (i c.d. Super Sismabonus e Super Ecobonus introdotti con il decreto Rilancio). L’opera è divisa in due parti. La prima parte, a cura di Andrea Barocci, riporta tutte e tre le possibilità di detrazione legate agli interventi strutturali: il bonus ristrutturazione, il sismabonus, il superbonus. Per ciascuno di essi si offre la disamina della nascita e delle possibilità di applicazione, al fine di comprenderne lo scopo e le condizioni al contorno, compreso il tema delicato delle asseverazioni. In parallelo alla possibilità fiscale, si affronta l’allineamento con le Norme Tecniche delle Costruzioni in quanto, al di là delle detrazioni, ogni intervento dovrà essere inquadrato all’interno di un procedimento edilizio ai sensi del d.P.R. 380/2001. La seconda parte, a cura di Sergio Pesaresi, tratta il tema del Super Ecobonus, suddividendo il percorso progettuale, per la parte finalizzata alla detrazione, in due fasi operative: lo studio di fattibilità e il progetto preliminare. Con lo studio di fattibilità il progettista potrà verificare preliminarmente, passo per passo, se l’edificio e i committenti possiedono i requisiti richiesti dall’art. 119 del decreto Rilancio per l’accesso alla detrazione. Nella seconda fase operativa il progettista comincerà a redigere il progetto preliminare che, combinando in modo oculato i mezzi messi a disposizione dal decreto Rilancio, dovrà soddisfare i requisiti tecnici previsti. Andrea BarocciIngegnere, Fondatore di IDS-Ingegneria Delle Strutture, si occupa di strutture e rischio sismico sia in ambito professionale che come componente di Organi Tecnici, Comitati, Associazioni. Autore di pubblicazioni in materia e docente in numerosi corsi e seminari.Sergio PesaresiIngegnere civile, Progettista specializzato in costruzioni ecosostenibili e di bio-architettura. Consulente e Docente dell’Agenzia CasaClima di Bolzano. Progettista di case passive certificato dal Passvhaus Institut di Darmstadt (D) e accreditato presso il PHI-Ita di Bolzano. Supervisor della Fondazione ClimAbita e SouthZeb designer. Tecnico base di ARCA e Tecnico ufficiale Biosafe. Studioso delle tematiche del Paesaggio e della Mobilità Sostenibile. Docente in corsi di aggiornamento professionale e consulente di Fisica Edile.
Andrea Barocci, Sergio Pesaresi (a cura di) | 2020
Scrivi un commento
Accedi per poter inserire un commento