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LA FIP INDUSTRIALE PER IL PROGETTO C.A.S.E.
La FIP Industriale s.p.a., azienda con esperienza ultra-trentennale nell’isolamento sismico, ha fornito 2472 isolatori sismici per il Progetto C.A.S.E. a L’Aquila. In particolare, gli isolatori della FIP Industriale sono stati installati nei seguenti cantieri: Cese di Preturo, Sassa NSI, Pagliare di Sassa, S.Antonio, Collebriccioni, Roio Poggio, Coppito 3, Paganica 2, Tempera.
Gli isolatori sismici utilizzati sono isolatori a scorrimento a doppia superficie curva, della serie FIP-D, noti anche come isolatori a pendolo. La loro legge di funzionamento è infatti riconducibile a quella del pendolo semplice, in cui il periodo di oscillazione non dipende dalla massa ma dalla lunghezza del pendolo. |
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Analogamente, il periodo della struttura con questi isolatori non dipende dalla massa della
struttura stessa ma dal raggio di curvatura della superficie di scorrimento, secondo la formula:
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| dove R è il raggio di curvatura, µ è il coefficiente di attrito, e d è lo spostamento. |
Nel caso specifico del Progetto C.A.S.E., il raggio di curvatura richiesto è di 4 m; inoltre, lo smorzamento viscoso equivalente minimo è pari al 20 %, lo spostamento massimo ±260 mm, e il carico verticale massimo 3000 kN. |
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ISOLATORI SISMICI PER IL PROGETTO C.A.S.E.
Come noto, la tempistica del Progetto C.A.S.E. ha costituito una sfida per tutti i fornitori. Per quanto riguarda la FIP Industriale, i tempi di consegna pattuiti per i primi 4 lotti rispettivamente di 600, 800, 400, 200 isolatori (per un totale di 2000) erano rispettivamente di 54, 80, 103 e 110 giorni dall’ordine, e sono stati pienamente rispettati. In alcuni casi, per non rallentare la costruzione degli edifici, sono stati usati appoggi provvisori, sostituiti successivamente con gli isolatori definitivi, previo sollevamento della struttura.
Gli isolatori per il Progetto C.A.S.E. sono stati sottoposti a prove di qualifica ed accettazione, in accordo alla normativa vigente.
Le prove di qualifica sono state effettuate, su due isolatori identici a quelli installati, presso il Laboratorio EUCENTRE di Pavia, con la supervisione e la certificazione dell’Università di Pavia. Le prove di accettazione sono state effettuate sia in modalità quasi-statica, come richiesto dal DM 14/01/2008, sia in modalità dinamica. In particolare, le prove quasi-statiche sono state effettuate sul 15 % degli isolatori installati, e quelle dinamiche sul 5% degli isolatori, raggiungendo cosi’ il totale del 20 % di isolatori sottoposti a prove di accettazione, come richiesto dal DM 14/01/2008.
Lo scorso 2 ottobre la Protezione Civile ha effettuato anche prove quasi-statiche in situ su una piastra isolata con isolatori della FIP Industriale: http://www.protezionecivile.it/gallery/index.php?&id=1188
Sono in programma anche prove dinamiche in situ, finalizzate alla verifica globale del comportamento del sistema di isolamento di una piastra.
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ISOLAMENTO SISMICO DEGLI EDIFICI
Per isolamento sismico o isolamento alla base di un edificio si intende l’inserimento tra la struttura
e le fondazioni (o il piano interrato) di opportuni dispositivi molto flessibili orizzontalmente, anche se
rigidi in direzione verticale.
L’inserimento degli isolatori consente di ottenere l’aumento del periodo
proprio di vibrare della struttura per allontanarlo dalla zona dello spettro di risposta con maggiori
accelerazioni. Ne conseguono i seguenti benefici effetti, rispetto ad un edificio senza isolamento
sismico: |
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1. la sensibile riduzione delle accelerazioni trasmesse alla sovrastruttura (la parte di edificio al di
sopra degli isolatori), anche ai piani più alti;
2. la riduzione degli spostamenti d’interpiano: in parole semplici, sotto l’azione del sisma l’edificio si
muove come un blocco rigido al di sopra degli isolatori, nei quali viene concentrata quasi tutta la
deformazione.
Ciò consente di:
• evitare qualsiasi danno agli elementi strutturali: la struttura si mantiene sostanzialmente in campo
elastico; per questo la struttura può essere progettata con riferimento ai particolari costruttivi della
zona 4;
• evitare anche il danno degli elementi non strutturali, come le tamponature (danni che comunque
possono rendere inagibile un edificio costruito in modo tradizionale);
• mantenere la funzionalità dell’edificio: le minori accelerazioni consentono infatti di evitare danni
anche a tutto ciò che è contenuto all’interno dell’edificio (ad esempio ribaltamento di mobili);
• ridurre il panico degli occupanti: la percezione umana delle scosse sismiche è notevolmente ridotta,
grazie al fatto che l’edificio si sposta lentamente, e le accelerazioni sono molto basse.
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Per apprezzare appieno questi benefici dell’isolamento alla base, occorre evidenziare che la
progettazione sismica tradizionale (basata sulla gerarchia delle resistenze) ha come obbiettivo quello
di evitare il collasso dell’edificio e quindi la perdita di vite umane, ma prevede ed accetta il verificarsi
di danni ingenti, anche non riparabili. Ciò perché con le metodologie tradizionali sarebbe antieconomico
evitare completamente i danni, e si fa quindi lavorare la struttura in campo plastico, facendo attenzione
che la sua duttilità sia sufficiente. Va inoltre sottolineato che con le metodologie tradizionali è
assolutamente impossibile ridurre le accelerazioni al fine di mantenere la funzionalità dell’edificio e
preservarne il suo contenuto.
La maggiore peculiarità dell’isolamento alla base degli edifici è dunque la possibilità di eliminare
completamente, o quantomeno ridurre sensibilmente, i danni a tutte le parti strutturali e non strutturali
degli edifici e a tutto ciò che gli edifici contengono. Quest’ultimo aspetto è importantissimo per gli
edifici che devono rimanere operativi dopo un violento terremoto, ad esempio gli ospedali o i centri
operativi per la gestione dell’emergenza (centri di protezione civile, caserme dell’Esercito e dei Vigili
del Fuoco, ecc.), oppure per tutti quegli edifici il cui contenuto ha un valore molto superiore a quello
degli edifici stessi (musei, banche, centri di calcolo, ecc.). |
| A titolo di esempio, come è stato spesso
ripetuto con enfasi nei convegni di Ingegneria Sismica, l’ospedale USC di Los Angeles, isolato alla
base, non solo non subì danni strutturali durante il sisma del gennaio 1994, ma nella sua farmacia
non si ruppe neppure una bottiglia, mentre un altro ospedale analogo non isolato, a pochi chilometri
di distanza, subì notevoli danni alle apparecchiature interne. Anche per gli edifici residenziali, la
tecnica dell’isolamento sismico è competitiva, grazie ai suoi ridotti costi.
E’ importante notare che in un edificio isolato alla base occorre realizzare un giunto sismico intorno
all’edificio per consentirne gli spostamenti orizzontali, che possono raggiungere e anche superare i
20÷30 cm. Nel caso dell’applicazione dell’isolamento alla base nell’adeguamento sismico di edifici
esistenti, la necessità del giunto sismico impone quindi che non ci siano altri edifici adiacenti. |
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