Adeguamento sismico di strutture in c.a.: l’uso dei dissipatori e degli isolatori con CDS Win
Le nuove strutture, grazie alle procedure di progetto ed alle tecniche costruttive implementate nella nuova norma, posseggono un margine di sicurezza elevato nei confronti dell’azione sismica, invece gli edifici esistenti sottostandard risultano spesso esposti al rischio sismico.
In questi casi la vulnerabilità risulta correlata sia ad anomalie del sistema strutturale che alla presenza di elementi non duttili ed il recupero sismico può comportare soluzioni marcatamente differenti, che possono contemplare l'uso di:
- Dissipatori: Il dissipatore sismico è un dispositivo che consente spesso di adeguare, in modo relativamente semplice ed economico, strutture esistenti altrimenti non recuperabili. I dissipatori isteretici assiali sono dispositivi antisismici non-lineari il cui comportamento dipende essenzialmente dallo spostamento. Questi sono particolarmente adatti ad essere utilizzati come controventi dissipativi, per la protezione sismica mediante dissipazione di energia. L’inserimento di tali dispositivi comporta un incremento della capacità dissipativa della struttura, e quindi migliora sensibilmente la sua risposta al sisma. L’inserimento di controventi dissipativi appartiene alla categoria di tecniche che riducono la domanda sismica. I controventi, in particolare agiscono attraverso l’effetto combinato dell’incremento della dissipazione e della rigidezza e, in generale, permettono di ridurre lo spostamento di interpiano.
- Isolatori Sismici: L’isolamento alla base prevede l’interposizione, tra la fondazione e la sovrastruttura, di appositi dispositivi caratterizzati da un’elevata rigidezza verticale ed un’elevata deformabilità orizzontale; la creazione di questa disconnessione lungo l’altezza determina per la sovrastruttura un incremento di deformabilità. L'isolatore comporta un aumento del periodo proprio di vibrazione e così, spostandosi nella zona dello spettro a bassa accelerazione, è possibile ottenere una notevole riduzione dell’accelerazione percepita dalla struttura. La procedura implementata nel CDS Win prevede, anche sfruttando archivi esterni precaricabili, l’inserimento di dispositivi di isolamento sia di tipo elastomerico che Friction Pendulum (FPS). Per il sistema complessivo realizzato, che comprende la sottostruttura, il sistema d’isolamento e la sovrastruttura, il software consente di effettuare sia analisi dinamica modale che analisi dinamica non lineare.
- Rinforzi FRP: nel caso in cui l’analisi sismica dell’edificio evidenzi carenze in alcuni componenti strutturali esistenti, l’utente, sfruttando le potenzialità di questa procedura, può optare per uno specifico intervento selettivo ottenendo un miglioramento sia della resistenza sismica che della capacità deformativa. La tecnica consiste nell’incollare ai componenti strutturali, travi e/o pilastri, mediante resine epossidiche, delle fasce ad alta resistenza, composte da tessuti di fibre di materiale composito immerso in una matrice polimerica. I materiali compositi FRP (Fiber Rinfoced Polymer) consentono interventi di consolidamento e di rinforzo di notevole efficacia e minimamente invasivi.
Anche per questa tipologia di rinforzo è stata implementata una procedura all’interno del CDS Win che consente all’utente di modellare componenti strutturali quali nodi in c.a., travi e/o pilastri caratterizzati da questo tipo di intervento e, a calcolo concluso, di valutare l’efficacia dell’intervento progettato in termini di aumento della resistenza a taglio e aumento della capacità deformativa (solo con analisi non lineari).
