Calcolo strutturale

Utilizzo e vantaggi del cemento armato in ambito antisismico

Il cemento armato è il materiale maggiormente raccomandato e utilizzato in ambito antisismico per la sua resistenza ed elasticità. Scopriamo perché e quali sono i suoi vantaggi

L’Italia è nota per essere un territorio in buona parte ad elevato rischio sismico. Questa caratteristica ha spinto le normative ad affrontare il tema con assoluta puntualità e precisione, suggerendo come materiale più adeguato il calcestruzzo armato. Il c.a. risulta infatti resistente a molti tipi di sollecitazione, unendo la stabilità del cemento all’elasticità del metallo. Una struttura in calcestruzzo armato risulta infatti, contemporaneamente stabile ed elastica grazie alla resistenza a compressione del calcestruzzo unita alla resistenza a trazione dell’acciaio.

La parte strutturale rimane uno step del workflow progettuale particolarmente delicato, tanto più se la costruzione avviene in zona ad elevato rischio sismico. Fortunatamente i software di calcolo strutturale ci aiutano, implementando varie soluzioni in base al materiale, compreso il cemento armato e garantendo l’analisi sismica della struttura secondo le norme in vigore.

Vediamo allora insieme quando un edificio si definisce antisismico e perché il cemento armato è il materiale più utilizzato in quest’ambito.

Cosa succede ad un edificio durante un sisma?

Gran parte del territorio italiano è a forte rischio sismico e conosciamo bene quali sono le conseguenze delle oscillazioni che gli edifici subiscono durante un terremoto. Ma cos’è che succede all’edificio e ai suoi elementi resistenti quando sono sollecitati da un sisma?

Man mano che le spinte sismiche sollecitano l’edificio, provocandone l’oscillazione, l’asse neutro dei pilastri, che per natura progettuale è fermo al centro del pilastro stesso, inizia ad entrare nella sezione. Più le spinte sismiche orizzontali aumentano più l’asse neutro si sposta verso i bordi della sezione, fino ad uscirne. Questa reazione si manifesta con fessure sempre più larghe sulla parte tesa e compressioni sempre più elevate sulla parte compressa.

Il motivo di queste evidenze è riscontrabile nel fatto che negli istanti successivi di oscillazione, la forza di gravità e quindi la compressione sulla sezione del pilastro, non si esaurisce subito ma continua ad agire.

Le tecniche ed i materiali utilizzati per far fronte alle oscillazioni da sisma sono molteplici e vengono progettati e dimensionati in base al caso specifico e alle necessità concrete. Alcuni interventi antisismici mirano alla salvaguardia della vita umana ma non necessariamente degli edifici, tra questi troviamo sicuramente i tiranti o le reti fissate sulle murature. Altri interventi antisismici invece, di più recente implementazione, mirano a preservare non solo la vita delle persone ma anche l’integrità della struttura. Tra questi troviamo i dispositivi antisismici (dissipatori e gli isolatori).

Il cemento armato è un materiale antisismico?

Nel paragrafo precedente abbiamo accennato ad alcune tecniche antisismiche, di più o meno recente implementazione, specificando che sarà poi il singolo caso a dettare le migliori soluzioni progettuali. Una cosa è certa, per quanto riguarda i materiali, il cemento armato rimane quello migliore e maggiormente raccomandato per la costruzione di edifici antisismici in virtù della sua resistenza ed elasticità.

In Italia, come già anticipato, le zone a forte rischio sismico non sono poche, per questa ragione la normativa richiede la costruzione di edifici che siano in grado di resistere alle sollecitazioni di un sisma.

Il motivo principale per cui il cemento armato rimane il materiale maggiormente consigliato per costruzioni antisismiche è che le onde d’urto del sisma sono in grado, proporzionalmente alla loro intensità, di sbriciolare letteralmente le strutture in muratura portante tradizionale. Le strutture in calcestruzzo armato, invece, caratterizzate dalla tipica ossatura metallica, sono in grado di reagire al sisma piegandosi sotto le sollecitazioni delle onde, senza però cedere.

Per questa ragione in Italia le normative raccomandano l’utilizzo del calcestruzzo armato per la progettazione e costruzione di edifici antisismici o di opere pubbliche che sorgono in zone a rischio sismico.

Strutture in cemento armato | EdiLus

Quali sono i vantaggi del cemento armato in ambito antisismico?

I motivi per cui la normativa suggerisce l’utilizzo del cemento armato per le costruzioni in ambito sismico risiedono nelle caratteristiche intrinseche di questo materiale. Il calcestruzzo armato risulta infatti un materiale:

  • duttile: caratteristica che gli conferisce un’alta capacità di assorbimento delle onde da sisma;
  • leggero: rispetto alle strutture portanti in muratura tradizionale, la struttura portante in calcestruzzo armato risulta meno appesantita e durante un sisma subisce potenzialmente meno danni.

Queste caratteristiche rappresentano già di per sé dei vantaggi che fanno prediligere l’uso del c.a. in ambito sismico. A queste però si aggiunge un ulteriore beneficio, ovvero la possibilità di costruire edifici senza vincoli strutturali. L’armatura metallica e la cassaforma possono infatti essere sagomate a piacere senza compromettere la stabilità strutturale. Questa potenzialità del c.a. svincola da obblighi strutturali e consente la cura dei dettagli in fase esecutiva.

Caratteristiche del c.a.

Quando una casa si definisce antisismica?

Il calcestruzzo armato è quindi il materiale consigliato e più utilizzato per la costruzione di edifici antisismici. Ma che caratteristiche deve possedere una casa per potere essere definita tale?

I requisiti fondamentali che deve possedere una casa antisismica sono:

  • resistenza anche in situazioni di sollecitazione limite;
  • resistenza a più scosse in successione;
  • agibilità e abitabilità anche dopo un terremoto;
  • capacità di resistere a danneggiamenti o di poter essere riportata alle condizioni di sicurezza iniziali con interventi non troppo lunghi e non troppo dispendiosi.

Volendo riassumere, un edificio per poter essere definito antisismico deve possedere resistenza elevata e deve essere in grado di mantenerla sia dopo un forte evento sismico sia dopo molti anni dalla sua costruzione.

Per i professionisti che operano in un territorio a così alto rischio sismico, conoscere le normative, i materiali e le tecniche di progettazione e adeguamento sismico è fondamentale. Per questa ragione ti consiglio di provare gratuitamente il software per il calcolo strutturale che consente, tra le altre cose, la progettazione strutturale e l’analisi sismica nel pieno rispetto delle norme vigenti.

 

 

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Pubblicato da Redazione Tecnica

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