Miglioramento sismico di un edificio industriale con dissipatori viscosi e controventi dissipativi

Gli edifici prefabbricati in c.a. e c.a.p., con caratteristiche simili a quello di cui si discute nell’articolo, hanno evidenziato una elevata vulnerabilità sismica, legata principalmente all’assenza di collegamenti tra travi e pilastri e tra elementi di copertura e travi. Peraltro, anche quando sono presenti dei collegamenti tra elementi strutturali, gli eventi sismici del 2012, hanno evidenziato che i danni subiti nelle zone di collegamento possono essere molto forti. L’intervento presentato si riferisce ad un caso in cui l’edificio è composto da parti di strutture con differente rigidezza iniziale e quindi l’approccio di intervento è stato differente nelle diverse parti. Per sfruttare la diversa dinamica strutturale di parti distinte dell’edificio si sono previsti dei dispositivi di dissipazione di tipo fluido-viscoso che per effetto de movimento reciproco sono in grado di dissipare parte dell’energia trasmessa dall’azione sismica.

Articolo tratto dal WORKSHOP "Tecniche innovative per il miglioramento sismico di edifici prefabbricati"

INTRODUZIONE
Nel seguito si riassumono le valutazioni relative al progetto esecutivo per il miglioramento sismico della struttura produttiva della MW-FEP in San Giovanni in Persiceto (Bologna). MW-FEP fa parte del gruppo MetaSystem Group S.p.A., gruppo che opera nel settore dell’elettronica. Nel sito produttivo di San Giovanni in Persiceto, MW.FEP ha sviluppato negli anni una forte specializzazione nell’assemblaggio di schede elettroniche.
Gli strumenti di produzione presenti nello stabilimento sono caratterizzati da una elevata percentuale di macchinari elettronici.
La progettazione che viene illustrata è stata articolata nelle seguenti fasi:
- Valutazione delle informazioni, indagini sulle strutture, indagini geologiche e documentazione strutturale.
- Effettuazione di sopralluoghi volti a valutare le caratteristiche e le condizioni delle strutture.
- Individuazione di una soluzione di miglioramento sismico la cui realizzazione riduca le interferenze con le attività produttive presenti nell’edificio.
- Quantificazione del miglioramento sismico ottenuto e stima sommaria dei costi.

1.1 Descrizione della struttura
La struttura che compone il sito produttivo è il risultato dell’aggregazione d’insieme di più unità strutturalmente diverse, realizzate nella stessa epoca, anni ’70. Complessivamente l’edificio presenta una pianta rettangolare con dimensioni di circa 100 x 70 m, con altezza massima di circa 10 m e luce libera sottotrave di 5 metri.
Si possono distinguere tre parti in cui può essere suddivisa la struttura:

1. la parte centrale dell’edificio produttivo con struttura a shed poggiati su travi prefabbricate e pilastri gettati in opera.
2. le parti laterali dell’edificio produttivo con struttura a tegoli curvi poggiati su travi prefabbricate e pilastri gettati in opera.
   
3. la parte frontale dell’edificio, destinata ad uffici, che si sviluppa su tre piani di cui uno seminterrato.
   

2 PROGETTAZIONE DEGLI INTERVENTI
2.1 Effetti del sisma 2012
Gli edifici prefabbricati in c.a. e c.a.p., con caratteristiche simili a quelli presenti nel sito produttivo, hanno evidenziato, in generale, una elevata vulnerabilità strutturale, principalmente legata alla assenza di collegamenti tra travi e pilastri e tra elementi di copertura e travi. Peraltro, anche quando sono presenti dei collegamenti tra elementi strutturali, gli eventi sismici del 2012, hanno evidenziato che i danni subiti nelle zone di collegamento possono essere molto forti.

L’edificio è già stato oggetto di un intervento di messa in sicurezza di emergenza che ha previsto il collegamento tra tutti gli elementi strutturali con piastre metalliche.
Analizzando le specifici dell’edificio si osserva che esso si caratterizza per la disomogeneità in pianta delle parti strutturali che lo compongono, che presentano caratteristiche dinamiche diverse, che si riflettono in un differente comportamento sismico.
La differente risposta alle azioni dinamiche delle strutture è stata evidenziata anche dalla posizione del modesto danneggiamento prodotto dal sisma del maggio 2012, proprio in corrispondenza della zona di interfaccia tra palazzina uffici e zona produzione (zona di appoggio della prima campata verso gli uffici).

La posizione del danneggiamento risulta particolarmente significativa, se analizzata alla luce delle diverse caratteristiche dinamiche della palazzina uffici e della parte destinata alla produzione.
La diversa rigidezza delle due strutture si evidenzia nella collocazione che assumono i periodi propri nello spettro di progetto.

2.2 Approccio progettuale
In generale per il miglioramento sismico di un edificio si possono utilizzare differenti approcci e conseguentemente diverse risultano le tipologie di intervento, a parità di risultato conseguibile (almeno in termini di percentuale di adeguamento sismico conseguito).
Fino ad oggi l’approccio più frequentemente utilizzato è stato quello di realizzare degli interventi volti ad incrementare la resistenza delle strutture e conseguentemente, spesso, anche la rigidezza. Questo approccio risulta sicuramente valido per strutture che si presentano già con una elevata rigidezza iniziale.

Questa affermazione deriva dall’osservare che lo spettro di risposta della normativa presenta i valori più elevati di accelerazione sismica per strutture che hanno periodi bassi di vibrazione (rigide) mentre le accelerazioni si riducono considerevolmente per strutture più flessibili.

Quando le strutture non presentano una significativa rigidezza iniziale, sono da evitare gli interventi che aumentano questa rigidezza perché potrebbero avere, come conseguenza, un aumento dell’azione indotta dal sisma sulla struttura.

Partendo da queste considerazioni, di carattere generale, si è sviluppato il progetto dell’intervento di riduzione del rischio sismico della struttura che consente di raggiungere il 60% della sicurezza sismica prevista dalla norma per le nuove costruzioni.

SEGUE in ALLEGATO