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Venerdì, 11 Marzo 2011 11:46

Isolamento sismico di Palazzo Margherita

Redazione mediaGEO
Isolamento_sismicoL'ENEA Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile, ha proposto un sistema innovativo di isolamento sismico, particolarmente idoneo per gli edifici storici, sperimentato su Palazzo Margherita, sede del comune dell'Aquila, gravemente danneggiato durante il terremoto del 2009. L'edificio è stato oggetto di un campagna sperimentale preliminare per la caratterizzazione dinamica che permette l'adeguamento sismico di un edificio esistente senza intaccarne le caratteristiche architettoniche, requisito particolarmente importante per gli edifici di interesse storico. Il sistema consente anche la realizzazione di una galleria pedonale o veicolare o la realizzazione di un parcheggio sotterraneo.
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Le tecniche tradizionali, basate sull'incremento di resistenza e duttilità, non sono adatte per l'adeguamento sismico di edifici di interesse storico e artistico in quanto non rispettano il requisito della reversibilità, usano materiali non sempre compatibili con quelli originali e determinano importanti modifiche della concezione strutturale originaria. Queste ultime sono volte a rendere sismoresistente una struttura che, invece, si presenta molto vulnerabile perfino ad azioni sismiche modeste, essendo caratterizzata da irregolarità sia in pianta che in elevazione. Inoltre, una struttura tradizionale può essere progettata in modo da evitarne il collasso, in occasione di terremoti di elevata intensità, ma non possono essere scongiurati danni anche evidenti alla strutture a alle parti non strutturali. Pertanto, per gli edifici afferenti alla sfera dei beni culturali, ci si accontenta di un opportuno equilibrio tra i due requisiti, ossia si accetta un miglioramento parziale, assumendo un'azione sismica di progetto ridotta rispetto a quella relativa alle nuove costruzioni, che conservi le caratteristiche originali e il valore. Una tale soluzione potrebbe non essere accettabile per gli edifici suscettibili di notevole affollamento, per i quali oltre al requisito della conservazione del bene artistico va tenuto conto della necessità della salvaguardia della vita umana.

L'isolamento sismico, che si basa sulla riduzione dell'azione sismica che sollecita la struttura anziché affidarsi alla sua resistenza, evitando danni significativi alla struttura e al suo contenuto, è una soluzione idonea per l'adeguamento degli edifici storici, grazie anche alla scarsa interferenza con la struttura stessa. Lo studio svolto per Palazzo Margherita, sede del comune dell'Aquila, gravemente danneggiato durante il terremoto del 2009, ha condotto alla proposta di un sistema innovativo di isolamento sismico, particolarmente idoneo per gli edifici storici.

L'edificio è stato oggetto di un campagna sperimentale preliminare per la caratterizzazione dinamica, effettuata utilizzando 15 velocimetri. L'edifico ha un periodo fondamentale di 2.24.s, la torre di 1.46 s. I risultati della sperimentazione dinamica sono essenziali per la progettazione del sistema di isolamento sismico così come i risultati dello studio di microzonazione sismica effettuato dal Dipartimento della Protezione Civile, che ha evidenziato amplificazioni al suolo tra 0.4 e 0.6 Hz.Com'è noto, il sistema di isolamento sismico deve essere tale da ridurre l'azione sismica al valore tollerabile in campo elastico dall'edificio consolidato. Da un'analisi preliminare è stato fissato 0.10g come valore massimo dell'accelerazione spettrale nella sovrastruttura e il corrispondente valore del periodo nello spettro relativo allo stato limite di vita, ridotto per il fattore di struttura pari al più a 1.5, è stato assunto come periodo dell'edificio isolato.Tenendo conto di quanto detto circa l'amplificazione locale, il periodo di isolamento è stato fissato pari a 3.0 s, cui corrisponde un valore spettrale dell'accelerazione Se = 0.07g e dello spostamento SDe = 0.30 m.Diverse soluzioni sono state prese in esame per l'adeguamento sismico. Quella originale consiste nella realizzazione di una piattaforma isolata al di sotto delle fondazioni, senza toccare l'edificio stesso. Tra fondazione e terreno viene creata una discontinuità inserendo dei tubi orizzontali e posizionando degli isolatori in corrispondenza del piano diametrale dei tubi stessi.

Più in dettaglio, da una trincea scavata su un lato dell'edificio vengono inseriti tubi del diametro di almeno 2.0 m in calcestruzzo, mediante tecnica spingi tubo o microtunnelling; i tubi hanno una forma speciale essendo composti da settori circolari inferiori e superiori, connessi mediante elementi removibili. Tali elementi di connessione vengono rimossi e i dispositivi di isolamenti vengono installati, creando una discontinuità tra settori circolari superiori e inferiori. I settori adiacenti vengono, quindi, collegati mediante getti di completamento in calcestruzzo. Infine vengono realizzate pareti verticali lungo i quattro lati dell'edificio, lasciando tra di loro il gap necessario per consentire gli spostamenti sismici.

Il sistema proposto permette l'adeguamento sismico di un edificio esistente senza intaccarne le caratteristiche architettoniche, requisito particolarmente importante per gli edifici di interesse storico. Il sistema consente anche la realizzazione di una galleria pedonale o veicolare o la realizzazione di un parcheggio sotterraneo.

di P. Clemente (ENEA, Roma) e A. De Stefano (Politecnico Torino)

(Fonte: ENEA)

 

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