NTC 2018, antisismica, BIM: un racconto della Seismic Academy 2018 | Ingegneri.info

NTC 2018, antisismica, BIM: un racconto della Seismic Academy 2018

La VI edizione della Seismic Academy è stata occasione di confronto sui temi più caldi della progettazione e dell'ingegneria, sempre più interdisciplinari e integrate, spaziando dal BIM alle NTC 2018 e antisismica. Eccone un resoconto dettagliato

Seismic Academy 2018
Seismic Academy 2018
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Un’edizione ricca di aspettative, non disattese, trattandosi del primo convegno avente come riferimento normativo l’aggiornamento delle norme tecniche delle costruzioni (NTC2018): la VI edizione di Seismic Academy, seminario tecnico promosso e organizzato da Hilti Italia, con il patrocinio della Fondazione Eucentre, di ISI-Ingegneria Sismica Italiana e del Cni (Consiglio Nazionale degli Ingegneri) si è chiusa, il 3 ottobre scorso. Grande assente la circolare esplicativa alle nuove NTC, attesa per settembre ma non ancora pubblicata in Gazzetta Ufficiale. A rimarcare la necessità della circolare, testo di supporto e complementare alle NTC 2018, è lo stesso ingegnere Giovanni Cardinale, consigliere del Cni, che ha informato la platea che il Cni ha chiesto al ministro un’accelerazione nella pubblicazione della circolare. Se le NTC 2018 sono pressoché esaustive per le strutture di nuova progettazione, la medesima considerazione non può essere estesa agli edifici esistenti ecco perché l’urgenza di avere a disposizione la circolare. C’è però una nota positiva: attraverso la sentenza di luglio 2018 il tribunale di Grosseto ha dimostrato che il concetto di rischio e di indice di vulnerabilità anche da parte dei non addetti ai lavori è piano piano acquisito.

Altro segnale positivo, arriva dall’ingegner Ferrari (Isi) che sottolinea come gli strumenti Ecobonus e Sismabonus abbiano avuto un carattere incentivante di intervento sull’esistente. È per questa ragione, che non viene esclusa la possibilità da parte del ministro Toninelli di potenziare lo strumento Sismabonus. Altra manifestazione di interesse e di metabolizzazione del rischio sismico è testimoniata dalla prima giornata nazionale di prevenzione sismica “Diamoci una scossa” a cui hanno aderito più di 50 piazze in tutta Italia, un numero estremamente incoraggiante, destinato a crescere.

Il patrimonio edilizio esistente

I recenti eventi lo hanno dimostrato: le strutture e le tecnologie costruttive invecchiano, per questo la conoscenza è fondamentale come il monitoraggio delle stesse soprattutto per le infrastrutture. Il tema del monitoraggio, tema caldo, a seguito del crollo di parte del viadotto sul Polcevera, il ponte Morandi ed a presentarlo il professore genovese Del Grosso, dell’Università di Genova che ha evidenziato come la fase preliminare di acquisizione del progetto sia fondamentale per un piano di indagine accurato ed oculato.

Gli edifici esistenti: interventi fattibili solo a seguito di un’analisi costi benefici

Rischio, concetto acquisito. Terremoto, evento naturale con cui convivere ma con prevenzione e formazione. Due parole strettamente connesse, a cui devono corrispondere misure di mitigazione, sulle costruzioni sia nuove sia esistenti. È da questo principio che si snoda la presentazione del professore Franco Braga, presidente Anidis, che sottolinea che i principi di progettazione sul nuovo e sull’esistente devono essere i medesimi. In questi anni è passato il seguente concetto: “progettare sul nuovo significa acquisire un livello minimo di sicurezza, mentre per l’esistente la progettazione va di pari passo con il massimo rischio accettabile”. Di fatto si tratta di un concetto errato, in quanto sussistono difficoltà economiche sostanziali poiché per raggiungere precisi coefficienti di sicurezza significa un più o meno consistente investimento economico. La domanda corretta da porsi è “quanto costano i coefficienti di sicurezza? L’esistente richiede, ovviamente, misure di manutenzione ordinaria o straordinaria, così come un’opera di nuova realizzazione. Al progettista spetta il compito di realizzare un’opera duratura, ma per quanto aggiornato, inevitabilmente quella struttura tra alcuni decenni apparrà obsoleta nella tecnologia poiché nel frattempo saranno state trovate soluzioni strutturali più performanti. Altro aspetto: i materiali invecchiano, ed il ponte sul Polcevera ne è un tragico evento”. Quando ci si confronta con l’esistente, il primo passo corrisponde al soddisfacimento delle condizioni statiche: la struttura, anche solo a livello di carichi permanenti non strutturali (G2), è cambiata. Questo aspetto è stato colto dalla futura circolare, in quanto viene specificato che le problematiche sismiche saranno affrontate con una corretta pianificazione mentre quelle statiche dovranno avere carattere prioritario.

È possibile eguagliare l’esistente al nuovo? Sì, cambia l’approccio: per il nuovo la conoscenza è funzione di come sarà realizzata l’opera, per l’esistente non si conosce il progettista ed il metodo di progettazione adottato, ma soprattutto non è spesso nota l’attività manutentiva svolta durante la vita della costruzione. In entrambi i casi nasce l’incertezza legata alla valutazione della capacità; all’esistente sono richieste le medesime prestazioni del nuovo, ma questa operazione è economicamente conveniente? “Occorre definire livelli di rischio e di sicurezza accettabili a prescindere da quelli convenzionali. Inoltre, sempre all’esistente sono spesso richieste caratteristiche, non solo strutturali ma anche, ad esempio, termo acustiche, più prestanti rispetto a quelle originarie di progetto. Ha senso spingere o meglio forzare il comportamento dell’edificio in quella direzione o ha più senso pensare ad una demolizione e ricostruzione? Soprattutto il progettista quali strumenti possiede per rispondere all’annosa domanda, quanto costa? Il supporto arriva dal Sismabonus, attraverso la quantificazione delle PAM (perdite annue medie attese), ovvero i costi medi annui da sostenere in funzione della tecnologia costruttiva e della zona sismica”.

Edifici esistenti in muratura

Il sisma del Centro Italia aveva messo sotto la lente d’ingrandimento gli edifici in muratura ed il caso di Norcia era salito agli onori della cronaca, in quanto il costruito ordinario consolidato aveva risposto efficacemente alle scosse telluriche.

Figura 1 - Analisi di approccio di consolidamento ad una costruzione muraria esistente Figura 1 – Analisi di approccio di consolidamento ad una costruzione muraria esistente

Norcia resta sullo sfondo, ma il nocciolo dell’intervento del professore Antonio Borri è proprio l’approccio al costruito esistente. Ormai, per gli addetti ai lavori della muratura è noto che l’efficacia di un intervento di consolidamento, riparazione o rinforzo è direttamente correlato alla qualità muraria ma anche che prima di ambire a una risposta globale della costruzione occorra mitigarne i comportamenti locali (Figura 1). Profondo conoscitore della muratura a cui spetta la paternità della definizione emessa a punto dell’Indice di Qualità Muraria, il professor Borri illustra il metodo di gerarchia delle resistenze per la muratura illustrato in Figura 1, sicuramente qualitativo ma quantitativo al tempo stesso, perché attraverso questa sorta di check list si effettua una scrematura che serve a delineare una priorità di intervento.

Aspetto preso in considerazione dalle stesse NTC 2018, in quanto per gli edifici scolastici viene a delinearsi un valore di coefficiente di vulnerabilità sismica maggiore o uguale a 0,6.

Guarda il video della Seismic Academy 2018 e continua a leggere l’articolo:

La progettazione degli elementi non strutturali secondo le NTC: comportamento e prestazioni

Figura 2 – Elementi non strutturali e strutturali all’interno di una costruzione (Fema 4-61) Figura 2 – Elementi non strutturali e strutturali all’interno di una costruzione (Fema 4-61)

 

Figura 3

Gli elementi non strutturali e le loro prestazioni rappresentano la novità delle NTC 2018, per quanto fossero già presenti all’interno delle Ntc08 in modo però non approfondito. Il tema estremamente attuale anche in virtù delle verifiche di vulnerabilità sismica che il professionista è chiamato a redigere su strutture strategiche (ad esempio ospedali) e rilevanti (ad esempio le scuole).

L’operatività di queste costruzioni è primaria, durante un evento sismico, deve essere garantita, pertanto non sono ammessi ad esempio danni agli impianti oppure non è ammesso il ribaltamento di scaffalature o di pareti non portanti perché ciò implicherebbe potenziali vittime unitamente a fasi transitorie di non garanzia di un servizio primario.

È per questo che l’attenzione del prof. Emidio Nigro sul comportamento delle strutture miste in acciaio – calcestruzzo si è soffermata anche sulle protezioni antincendio che devono rifasciare l’elemento strutturale, poiché la vita della costruzione è direttamente correlata al grado di protezione al fuoco che è in grado di sostenere. L’innalzamento della temperatura può compromettere le logiche strutturali di progetto e l’incendio può essere un evento secondario correlato ad un terremoto, nel caso ad esempio della rottura degli impianti.

Non solo gli impianti, ma anche le partizioni interne meritano attenzione.

Ad introdurre il tema il professor Raffaele Landolfo, professore ordinario dell’Università Federico II, che indirettamente ha trattato il tema delle partizioni interne. Da anni effettua ricerca sulle strutture in acciaio leggere (pannelli in acciaio che possono essere assimilate a partizioni interne non strutturali) che presentano numerosi vantaggi, tra cui:

  • È un materiale leggero che al contempo possiede una buona resistenza;
  • Sono progettate per restare in campo elastico, pertanto non si devono riscontrare danni;
  • Si tratta di profili piegati a freddo, pertanto sono estremamente leggeri ciò ne implica lo studio dell’instabilità.

Questo tipo di struttura, di cui l’elemento resistente è la parete, segue un progetto duttile anche se poi operativamente resterà in campo elastico al fine di delinearne una curva di fragilità. Come per il percorso conoscitivo per la muratura, anche in questo caso si segue un controllo / progettazione per gradi: si eseguono dapprima le prove sui componenti, per poi passare alla parete che alla fine sarà contestualizzata in un modello in scala da testare su tavola vibrante.

Il quadro normativo è estremamente carente in materia, di fatto sarà introdotta nella versione revisionata dell’Eurocodice 8 sarà introdotto un paragrafo dedicato (§11.12).

Una novità riguarda l’attenzione data dal legislatore sul progetto degli elementi non strutturali, se l’elemento laminato a freddo ha un carattere ambivalente, strutturale e non, vi sono componenti facenti parte della costruzione che hanno esclusivamente carattere non strutturale. In un’analisi di vulnerabilità sia del costruito esistente sia di nuova progettazione particolare attenzione deve essere posta circa i cosiddetti elementi non strutturali quali ad esempio controsoffitti, pavimenti, impianti e scaffalature.

Le presentazioni applicative dell’ing. Carlo Beltrami e del professor Andrè Filiatrault hanno evidenziato l’importanza della quantificazione dell’azione sismica sugli elementi non strutturali e posto l’interrogativo dell’interazione di questi con la costruzione.

A seconda della destinazione d’uso (Classe d’uso) del corpo di fabbrica è fondamentale preservarne l’operatività, ad esempio un ospedale deve restare operativo sia durante che dopo l’emergenza, non è ammissibile una sua inattività. Vale la medesima riflessione per gli istituti scolastici dove al loro interno vi è un valore di esposizione estremamente elevato ed al contempo i suoi spazi, possono essere eventualmente destinati agli sfollati in caso di terremoto.

Figura 3 - Prescrizioni operative per gli elementi non strutturali dettati dalle Ntc18 Figura 3 – Prescrizioni operative per gli elementi non strutturali dettati dalle NTC 2018

Come valutare l’azione che investe l’elemento non strutturale? I relatori affermano che non è un procedimento non banale, la semplice riconduzione ad una forza di taglio pari ad una forza statica equivalente rappresenta una forte semplificazione. Di fatto oltre all’azione di taglio, a seconda della posizione dell’elemento, vi è una quota parte di momento torcente agente che incide sull’entità del drift di piano.

Un riferimento utile, a supporto di una valutazione di risposta sismica degli elementi non strutturali è fornita del documento Fema 461 “Reducing the Risks of Nonstructural Earthquake Damage – A Practical Guide”.

L’ingegneria è una scienza sempre più specialistica e interdisciplinare: il BIM per la metropolitana di Doha

Gli interventi si chiudono con una presentazione che racchiude al suo interno tutti i contenuti trattati in precedenza: l’ingegneria è una scienza che è diventata sempre più specialistica e si deve confrontare quotidianamente interagendo con altre figure professionali, in modo immediato e con la possibilità di lavoro in parallelo. La risposta arriva, dal sempre più consolidata, progettazione BIM: l’esempio è quanto mai calzante, si tratta della metropolitana di Doha.

Figura 4 – Realizzazione della Linea Rossa della metro di Doha Figura 4 – Realizzazione della Linea Rossa della metro di Doha

L’ing. Igletti (3TI Progetti Srl) descrive la partecipazione a questo progetto, sottolineando come le diverse competenze abbiano lavorato in modo separato ma parallelo al tempo stesso:

  • Architettonico;
  • Strutturale;
  • Meccanica;
  • Impiantistica;
  • Geotecnica e Geologia.

È una riflessione fatta da diversi: occorre un continuo aggiornamento da parte sia del professionista/progettista sia dell’impiantista, vi deve essere una comunicazione biunivoca ed il BIM ne rappresenta la soluzione (Figura 4). Le diverse fasi si muovono in parallelo, prevedendo lungo il percorso controlli circa la congruità del progetto. Tutto questo si traduce in tempo risparmiato ma anche in uno snellimento della documentazione di controllo prodotta. Gli strumenti ed i software comunicano e si confrontano.

Figura 5 – Interoperatività tra i soggetti partecipanti al progetto ed all’esecuzione. Figura 5 – Interoperatività tra i soggetti partecipanti al progetto ed all’esecuzione.

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