L’influenza del calcolo del periodo proprio (Ta) nella progettazione dei sistemi di supporto sismico: lo studio di Hilti

La progettazione sismica degli elementi non strutturali (es. staffaggi e supporti per impianti) dipende da T1, altezza di installazione, azione sismica e dal periodo proprio dell’elemento (Ta). Lo studio di Hilti confronta tre approcci: Ta calcolato, Ta=0 e Ta=T1, su 63 progetti in tre città italiane e sette tipologie di supporto. I risultati evidenziano che Ta=T1 può sovrastimare l’azione fino a +200% con aumento medio costi +14% e massa +9%, mentre Ta=0 sottostima mediamente del -57% con rischi per la sicurezza. Calcolare Ta consente una domanda più rappresentativa e supporti ottimizzati, riducendo sprechi senza compromettere le prestazioni.

Progettazione sismica degli elementi non strutturali: lo studio di Hilti

La progettazione sismica degli elementi non strutturali, come i sistemi di supporto per impianti, è un tema sempre più centrale nel settore delle costruzioni. Secondo le Norme Tecniche per le Costruzioni 2018 ovvero l’insieme di regole che stabiliscono i requisiti per la progettazione, la costruzione e la ristrutturazione degli edifici in Italia, una corretta valutazione dell’azione sismica è fondamentale per garantire la sicurezza dell’edificio e soprattutto delle persone. In questo contesto, Hilti ha condotto un’analisi approfondita sull’impatto del calcolo del periodo proprio dell’elemento non strutturale, noto come Ta, rispetto alle ipotesi semplificate comunemente adottate.

Lo studio ha confrontato tre approcci progettuali: calcolo del Ta, assunzione di Ta=0 (ovvero come se l’elemento fosse infinitamente rigido) e Ta=T1 (ovvero come se l’elemento fosse in risonanza con la struttura). I risultati, ottenuti analizzando sette tipologie di supporto in tre città italiane (Milano, Bologna, L’Aquila) per un totale di 63 progetti, evidenziano differenze significative in termini di sicurezza, costi e sostenibilità.

Principali evidenze:

• I supporti progettati assumendo Ta=T1 sovrastimano l’azione sismica fino al +200%, con un incremento medio dei costi del +14% e della massa dei supporti del +9%.

• L’ipotesi Ta=0 sottostima l’azione sismica mediamente del -57%, con risparmi limitati (-6% sui costi, -10% sulla massa del supporto), ma con gravi rischi per la sicurezza.

• Il calcolo del Ta consente una progettazione più rappresentativa della realtà e contribuisce ad ottimizzare i supporti, riducendo sprechi di materiale, costi e impatto ambientale, senza compromettere la sicurezza dell’edificio.

Per concludere, il calcolo del Ta rappresenta una scelta progettuale strategica per ottenere sistemi di supporto sismico più sicuri, economici e sostenibili. Hilti dimostra come superare le semplificazioni e adottare metodi di calcolo avanzati migliori la qualità e la resilienza delle costruzioni.

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FAQ tecniche + Supporti sismici per impianti: il calcolo Ta ottimizza i sistemi Hilti

1) Che cos’è il Ta e a cosa si riferisce nello staffaggio antisismico?

Ta è il periodo proprio dell’elemento non strutturale considerato (ad esempio un tratto di impianto con il suo sistema di supporto). Non va confuso con T1, periodo proprio della struttura principale. In progettazione serve perché entra nella definizione della domanda sismica sugli elementi non strutturali. Il suo valore dipende da rigidezza, massa e configurazione del sistema.

2) In quali contesti d’uso il Ta diventa determinante per il progetto dei supporti impiantistici?

Diventa critico quando si dimensionano staffaggi/controventi per impianti e reti tecniche in edifici dove la verifica sismica dei non strutturali è rilevante. Conta in particolare con installazioni a quote elevate, con configurazioni “snelle” o con componenti che possono amplificare la risposta dinamica. È un tema tipico di edifici strategici, servizi essenziali e impianti ad alta continuità di esercizio.

3) Quali prestazioni e requisiti influenza, secondo lo studio Hilti?

Influenza direttamente l’azione sismica di progetto sugli elementi non strutturali e quindi le sollecitazioni di calcolo sui supporti. Lo studio mostra scostamenti importanti se Ta è assunto in modo semplificato: sovrastime fino a +200% con Ta=T1 e sottostime medie del -57% con Ta=0. Ne derivano implicazioni su sicurezza, robustezza del sistema e coerenza delle verifiche. Le prestazioni finali dipendono comunque da configurazione, vincoli e dettagli di progetto.

4) Quali vantaggi rispetto alle ipotesi standard (Ta=0 o Ta=T1)?

Il calcolo di Ta evita due errori opposti: sottostimare la domanda (con rischi) oppure sovrastimarla (con sovradimensionamenti). Con Ta=T1 lo studio evidenzia aumento medio dei costi (+14%) e della massa (+9%) per supporti più “pesanti” del necessario. Con Ta=0 i risparmi risultano limitati (nell’ordine di pochi punti percentuali) ma a fronte di una domanda sottostimata. Calcolare Ta tende a portare a soluzioni più proporzionate e “ingegnerizzate”.

5) Indicazioni pratiche di integrazione progettuale: cosa va considerato nei nodi e nella configurazione?

Ta dipende dalla reale rigidezza del sistema: geometria dei profili, lunghezze libere, presenza e disposizione dei controventi, vincoli a solaio/parete e massa dell’impianto. In fase di coordinamento servono schemi installativi coerenti con il modello di calcolo (posizione pendini, diagonali, interassi, punti fissi/scorrevoli). Attenzione anche alle interferenze impiantistiche: piccole variazioni di layout possono cambiare rigidezza e quindi Ta. Le verifiche vanno sempre allineate alla soluzione “as-built” prevista.

6) Comfort, sicurezza e durabilità: che cosa cambia scegliendo Ta calcolato?

Sul piano della sicurezza, si riduce il rischio di sottodimensionamento dei supporti e quindi di danni o distacchi durante l’evento sismico. Sul piano della durabilità, un sistema non inutilmente sovradimensionato riduce massa e complessità, con potenziali benefici su posa, manutenzione e gestione delle deformazioni. Inoltre, l’ottimizzazione limita sprechi di materiale e impatto ambientale legato alle quantità impiegate. Il beneficio reale dipende sempre dalla corretta posa e dal controllo dei dettagli.

7) Errori tipici da evitare e criteri di scelta per il progettista

Errore tipico 1: assumere Ta=0 “per prudenza” o per semplicità e trascurare che può sottostimare la domanda in modo rilevante. Errore tipico 2: assumere Ta=T1 come condizione generalizzata, generando sovradimensionamenti e costi non necessari. Criterio: definire uno schema strutturale del supporto coerente, stimare/calzolare Ta in funzione della configurazione reale e verificare la sensibilità del risultato a rigidezze e vincoli. Ultimo punto: allineare progetto, capitolato e posa, perché Ta “di calcolo” deve corrispondere al sistema installato.