La modellazione e l’analisi numerica di elementi non strutturali soggetti ad azioni sismiche

Gli elementi non strutturali (impianti, controsoffitti, tamponature, tramezzature, facciate, scaffalature, etc.) sono oggetto di progettazione ad azioni sismiche. Tuttavia essendo un territorio border line tra differenti competenze, sono spesso un anello debole nella catena delle perdite per un evento catastrofale sismico.
Le NTC2008, le recenti Linee Guida a seguito del sisma dell’Emilia, e numerosi Codici internazionali (di comprovata affidabilità), descrivono l’approccio da tenere nell’affrontare il tema.
Tuttavia l’esperienza e l’engineering judgement richiesto nell’affrontare le modellazioni ed i calcoli per il proporzionamento di tali elementi non sono ancora di dominio dell’intera comunità degli strutturisti, che a fatica dialogano con impiantisti (il mondo “MEP”) ed architetti: il mancato scambio di informazioni è una delle principali cause di vulnerabilità sismica di tali componenti.
L’argomento è stato affrontato dal mondo accademico italiano che ha iniziato con i test di caratterizzazione dei componenti dei vari sistemi non strutturali, per poi affrontare le simulazioni numeriche. Citare alcune ricerche significa dimenticarne delle altre, e per non far torto ai molti bravi ricercatori italiani consiglio di rivolgere l’attenzione agli atti dei Convegni ANIDIS o ai nomi presenti nei Comitati Scientifici, tra i quali cito solo Ingegneria Sismica Italiana.
In campo internazionale, cito i lavori del Prof. Andre Filiatrault (Univ. New York Buffalo, USA), per la vastità dei suoi lavori e delle attività del laboratorio della sua Università applicato ai Non Structural Element.
Nel presente articolo vengono presentati alcune tipologie di elementi non strutturali (Scaffalature, Tamponature di Edifici Industriali, Tamponature dei fabbricati tradizionali, impianti di distribuzione con tubazioni e canali), cercando di proporre alcuni elementi di attenzione nella corretta modellazione numerica mediante software di calcolo, in attesa di una esaustivo documento di Buone Pratiche di Modellazione che l’Autore sta preparando.
Si è cercato di riassumere in forma tabellare i requisiti di un software di calcolo per procedere a ciascuna delle analisi indicate.
Per quanto possibile, viene inoltre proposta una rassegna di Normative e Linee Guida, soprattutto internazionali, alle quali fare riferimento, sebbene le stesse siano sempre avare di indicazioni sul tema della modellazione, che attiene più alla sensibilità e preparazione dell’ingegnere analista che affronta la simulazione con il proprio software di calcolo. Si potranno consultare alcuni esempi di analisi numeriche svolte da Professionisti italiani.
Il tema è solo all’inizio, ed è sicuramente una potenziale fonte di attività di progettazione e consulenze per coloro che decideranno di affrontare anche uno solo di tali argomenti. Le normative nazionali contribuiranno a dare impulso a questa nuova disciplina e siamo certi che la Revisione delle NTC2008 e le Linee Guida per l’Agibilità definitiva (ex. L.122/2012), di cui auspico una rapida emissione, in quanto oramai ad iter concluso, poteranno solide basi legali a tale attività di progettazione.
Il presente articolo è una introduzione al Manuale che verrà presentato in occasione del SAIE 2013 che è già possibile prenotare presso il sito di CSPfea.

Esempi di modellazione di elementi non strutturali

Analisi dinamica lineare di una scaffalatura metallica

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