Isolatori sismici

Progettazione e produzione di isolatori sismici in conformità agli standard europei (EN15129)

L'Italia, secondo studi dell’ENEA, è uno dei Paesi leader nel mondo per numero di strutture isolate sismicamente. Precisamente risulta occupare il quinto posto nella classifica mondiale dopo Giappone, Cina, Russia e USA. È, inoltre, il primo Stato europeo per l’applicazione di sistemi di isolamento e dissipazione di energia di edifici, ponti e viadotti. Ciò nonostante c’è bisogno di una costante e maggiore sensibilizzazione a livello socio-culturale; basti pensare che, sempre da studi ENEA, risultano esserci molte situazioni critiche: oltre il 70% degli edifici non resisterebbe ai terremoti che possono colpirli, tra cui scuole, ospedali e molte altre strutture strategiche. L’idea di consentire all’edificio di muoversi rispetto al suolo era già stata intuita e applicata nell’antichità: nell’opera di Plinio il Vecchio ‘Naturalis Historia’, si racconta che il tempio di Diana a Efeso risalente al VI sec a.C.,una delle sette meraviglie del mondo antico, era stato costruito su uno strato di argilla mista a carbone e cenere, per far sì che, in caso di terremoto, l’azione sismica non venisse trasmessa interamente all’edificio (in quanto la struttura poteva subire movimenti orizzontali rispetto al suolo). La stessa tecnica era stata applicata anche in numerosi altri templi situati in Grecia e nelle sue colonie del mar Nero e della Magna Grecia. Sullo stesso principio si basano le attuali tecniche di isolamento sismico in cui l'isolamento alla base dell'edificio non è più rappresentato da sabbia, argilla o carbone ma consiste principalmente nell'introduzione, tra la sottostruttura e la sovrastruttura, di particolari apparecchi denominati isolatori elastomerici o sismici che, grazie alla loro modesta rigidezza orizzontale, disaccoppiano il moto della struttura da quello del terreno e dissipano il maggior quantitativo di energia sprigionata dal sisma. Nel nostro Paese già dal 1627, dopo il grave terremoto che colpì la Campania, vennero stabilite delle regole costruttive antisismiche ma l'introduzione ufficiale di una normativa specifica per applicazioni di isolamento sismico risale a non molti anni fa, precisamente dopo il terremoto del Molise del 31 ottobre 2002, con l'emissione dell'OPCM 3274/2003 che rese possibile l'utilizzo di sistemi di isolamento sismico e dissipativi senza il passaggio della lunga trafila per l'approvazione ministeriale e introdusse in Italia anche l'obbligo del metodo semiprobabilistico agli stati limite per le costruzioni in zona sismica. Dopo il terremoto dell'Aquila del 6 aprile 2009 entrarono in vigore definitivamente le NTC 2008 ma successivamente la UNI EN 15129:2009 – 'Dispositivi antisismici' dal 01/08/2011 diventò predominante rispetto alle indicazioni contenute nel Capitolo 11 del D.M. 14/01/2008. Attualmente con l'uscita delle nuove Norme tecniche per le Costruzioni con il D.M. 17/01/2018, si richiamano nel testo le specifiche della UNI EN 15129 riallineando così concetti e procedure alla norma europea armonizzata tradotta in italiano nel 2012.

Gli isolatori elastomerici sono dispositivi, generalmente a pianta circolare costituiti da strati di elastomero alternati a sottili lamiere interne in acciaio, uniti tra loro mediante processo di vulcanizzazione. I lamierini interni hanno lo scopo di confinare la gomma stessa. Come detto in precedenza, gli isolatori elastomerici o sismici grazie alla loro modesta rigidezza orizzontale, disaccoppiano il moto della struttura da quello del terreno e dissipano il maggior quantitativo di energia sprigionata dal sisma. Devono essere caratterizzati da una rigidezza orizzontale elevata in caso di piccoli spostamenti per impedire i movimenti sotto carichi non sismici come il vento. La rigidezza orizzontale si abbassa in caso di grandi spostamenti, come quelli provocati dai terremoti. La rigidezza verticale deve, invece, essere elevata per sostenere la sovrastruttura. I valori delle rigidezze sono determinati dalle proprietà geometriche dell’isolatore e dalle caratteristiche dell’elastomero utilizzato.

Le proprietà dell’elastomero sono conformi con quanto previsto dalla normativa europea relativa agli isolatori elastomerici EN 15129. Vengono utilizzate tre diverse tipologie di mescola a seconda delle esigenze progettuali:

  1. Mescola H (Hard) che ha un modulo di taglio G=1.40 MPa e uno smorzamento(capacità di dissipazione di energia) pari al 14-16%
  2. Mescola N (Normal) che ha un modulo di taglio G=0.80 MPa e uno smorzamento(capacità di dissipazione di energia) pari al 12-14%
  3. Mescola S (Soft) che ha un modulo di taglio G=0.40 MPa e uno smorzamento(capacità di dissipazione di energia) pari al 10-15%

Gli isolatori superiormente ed inferiormente sono dotati di piastre in acciaio di forma circolare, chiamate di collegamento, che sono accoppiate, tramite un perno centrale, alla piastra (quadrata) terminale superiore e inferiore di ancoraggio.

Il fissaggio alla sovrastruttura varia a seconda della natura della sovrastruttura stessa:

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Strutture in cemento armato (c.a.)

Il collegamento alla sovrastruttura consta di tirafondi, alloggiati sulla piastra superiore di ancoraggio, da annegarsi nel getto in c.a.

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Strutture in acciaio

Gli isolatori vengono uniti alla sovrastruttura mediante bulloni passanti in fori predisposti dal costruttore della carpenteria metallica o tramite filettature previste nella contropiastra saldata o resa integrale alla struttura principale, sempre di competenza del fornitore di carpenteria

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Travi in cemento armato precompresso (c.a.p.)

Gli isolatori vengono uniti alla sovrastruttura mediante viti da collegare ad una contropiastra, dotata di zanche saldate, annegata nella trave in c.a.p.

Ogni isolatore è provvisto di targhetta identificativa in cui vengono specificate le caratteristiche del dispositivo:

Modulo di Taglio Rigidezza Orizzontale Rigidezza Verticale Smorzamento Spost. Sismico di Progetto Carico Verticale SLU Carico Verticale Sismico Carico Orizzontale
G Kh,eff. Kv ξ dEd NSd,max NEd,max Hd
MPa kN/mm kN/mm % mm kN kN kN

Si devono eseguire prove di omologazione (ITT) e di produzione in fabbrica (FPC) in accordo con quanto descritto nella normativa EN 15129, sia dinamiche sia statiche, con frequenza costante e cicli di ampiezza crescente, con frequenza variabile e al variare della temperatura, al fine valutare le variazioni della rigidezza e dello smorzamento.

Prove di omologazione ITT e prove di produzione in fabbrica FPC

Riconoscimenti

Atlas ha ottenuto il riconoscimento tecnico da parte della Compagnia Nazionale Irachena di Strade e Autostrade


Certificazioni


Aiuti ricevuti dallo Stato

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ATLAS SRL 02286820564 04/03/2021 EMERGENZA COVID, CONTRIBUTI A FONDO PERDUTO PER LIQUIDITA' RISTORO LAZIO IRAP DETERMINA NUMERO 0240 LAZIO CREA SPA 9.338,00€
ATLAS SRL 02286820564 19/11/2021 DECRETO-LEGGE 19 maggio 2020, n. 34, convertito con modificazioni in legge 17 luglio 2020, n. 77, recante: Misure urgenti in materia di salute, sostegno al lavoro e all'economia, nonché di politiche sociali connesse all'emergenza epidemiologica da COVID-19 ART. 24. Agenzia delle Entrate 14.414,00€