Incremento della capacità di dissipazione di un edificio mediante dispositivi di smorzamento di tipo fluido viscoso

Interventi di adeguamento sismico di un edificio strategico: la sede di HERA Spa

Nel seguito si illustrano i principali criteri seguiti nel progetto degli interventi strutturali per la riabilitazione ed il rafforzamento sismico di un ex fabbricato industriale in c.a. attualmente destinato anche a sede di data center.

Premessa

Il fabbricato di dimensioni in pianta di 60x70m venne costruito ad Imola (BO) nel 1974, secondo le norme tecniche, non antisismiche, vigenti all’epoca; il territorio del comune di Imola infatti venne classificato sismico solo a metà degli anni del ‘80.
La tipologia costruttiva è molto comune, con struttura in cemento armato quasi interamente prefabbricata. La copertura piana è realizzata con tegoli in c.a.p. a PI GRECO di 10 m di luce appoggiati sulle travi precompresse, di altezza 150 cm e di luce pari a circa 20 m, appoggiate su pilastri isostatici.
La superficie coperta è quindi di circa 4200 m².
Cambiata la destinazione d’uso da produttiva a terziaria, la nuova proprietà ha deciso di effettuare lavori di rafforzamento strutturale per ridurre il rischio sismico. 

Fabbricato oggetto d’intervento.

Tipologia dell’intervento

Dopo diverse valutazioni, la soluzione prescelta fu quella di intervenire esclusivamente incrementando la capacità di dissipazione della struttura, inserendo dispositivi di smorzamento di tipo fluido viscoso che frenassero le oscillazioni sismiche della struttura.
I dispositivi sono inseriti all’estremità di 36 aste diagonali metalliche di controvento disposte in entrambe direzioni del fabbricato

La struttura ha richiesto anche altri interventi quali la mutua connessione cinematica di tutti gli elementi prefabbricati inizialmente semplicemente appoggiati quali gli appoggi dei tegoli sulle travi, delle travi ai pilastri ed anche l’inserimento di specifici puntoni metallici in direzione ortogonale alla travi principali al fine di ottenere una struttura a telaio bidirezionale, all’interno della quale in alcune maglie sono stati disposti gli elementi dissipativi, oltre ad alcuni interventi specifici di rafforzamento per eliminare altre vulnerabilità.

Schema Progressivo d’Intervento.

Gli elementi dissipativi sono stati definitivamente progettati in modo tale che la loro massima forza resistente, che dipende solo dalla velocità dello spostamento applicato, non superasse mai il valore di soglia di 250 kN circa, per evitare azioni eccessivamente elevate e non sostenibili dalle strutture esistenti.

Elementi dissipativi.

La analisi sismica è stata svolta obbligatoriamente in campo dinamico non lineare (la non linearità è nel comportamento del dissipatore) studiando gli effetti reali indotti da 7 diversi terremoti, adeguatamente selezionati, scalati e compatibili con gli spettri previsti per il sito, applicati a coppie contemporaneamente in entrambe le direzioni orizzontali. 

Sintesi tecnica dell’intervento

I risultati hanno confermato l’ottimo comportamento dei dissipatori, che assorbono complessivamente oltre l’80% dell’energia cinetica trasmessa alla struttura dal sisma. Gli spostamenti massimi effettivi calcolati in sommità sono stati inferiori a 3.5 cm, valori che determinano deformazioni e sollecitazioni nelle strutture esistenti quali i pilastri e le fondazioni, che non sono state oggetto di intervento di rafforzamento, pienamente accettabili.

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Articolo a cura di Fondazione Promozione Acciaio