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PENSIERI.GLOBALI
Andrea Dall’Asta
«L’Italia privilegia il cemento armato. Trascurando l’utilizzo di strutture in acciaio, che grazie a leggerezza e duttilità sono molto più resistenti al sisma»
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Quali ragioni hanno portato l’Italia, fino ai nostri giorni, ad avere un patrimonio edilizio realizzato in buona parte con metodi costruttivi tradizionali o comunque in cemento armato e non in acciaio?
L'Italia ha affrontato i cambiamenti dei processi costruttivi del secolo scorso provenendo da una tradizione basata su sistemi "ad umido" e questo ha determinato naturalmente un'evoluzione orientata a privilegiare il cemento armato rispetto ai sistemi a secco. A questa motivazione di carattere storico-culturale, si sono poi sovrapposte scelte di carattere politico ed economico che hanno trovato riflesso in un susseguirsi di norme tecniche che hanno limitato la diffusione del "sistema acciaio" in zona sismica. Un cambiamento significativo è arrivato solo nel recentissimo passato, grazie al DM 2008.
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Cosa rende le costruzioni in acciaio adatte a rispondere alle diverse sollecitazioni sismiche?
La leggerezza e la duttilità. L'azione sismica consiste essenzialmente in un'accelerazione e la conseguente forza che agisce sulla struttura è proporzionale alla massa. Tanto più una costruzione è leggera tanto meno la progettazione sarà condizionata dalle forze prodotte dal sisma. È utile ricordare che la massa della costruzione non dipende solo dalla massa della struttura, trascurabile nel caso dell'acciaio, ma anche dalla massa degli altri componenti che il progettista dovrebbe scegliere in coerenza. La duttilità misura l'ampiezza del campo di deformazione plastica che un sistema può sopportare senza rompersi. Gli attuali criteri di progetto delle costruzioni sono basati sull'idea che durante eventi sismici eccezionali la struttura possa plasticizzarsi in alcune zone con meccanismi tali da assicurare il sostegno dei carichi verticali. La plasticizzazione permette la dissipazione dell'energia ed assicura la sopravvivenza della costruzione. È evidente che sistemi strutturali basati su materiali molto duttili, come l'acciaio, risultino più vantaggiosi rispetto a quelli basati su materiali meno duttili, come cemento armato o muratura.
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Come rispondere a chi afferma che ci sono anche numerosi casi di strutture in acciaio che durante gli eventi sismici si sono danneggiate a causa di saldature eseguite male in cantiere o collegamenti bullonati fragili?
In Italia non mi risulta, problemi di questo tipo furono osservati 20 anni fa in USA ed è stato un utile insegnamento. In ogni caso è opportuno ricordare che i nostri criteri di progetto permettono di raggiungere gli stessi livelli di sicurezza per tutti i sistemi costruttivi. È ovvio che errori o mancanze in fase progettuale, durante l'esecuzione e nelle operazioni di controllo possono vanificare qualunque buona indicazione. Per quanto riguarda la saldatura in opera, ricorderei che il progettista dovrebbe organizzare sempre lo schema statico e il sistema di montaggio in modo da evitare saldature in cantiere. Il collegamento bullonato è solitamente dimensionato in modo da non determinare un punto di debolezza, a meno di errori.
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L’acciaio è sicuramente un materiale caratterizzato da notevole duttilità. Può la sola elevata capacità a deformarsi garantire oltre all’incolumità delle vite umane anche l’integrità degli edifici?
Questo è un aspetto importante della progettazione a volte trascurato. La duttilità del materiale è una risorsa iniziale che si traduce in duttilità di sistema solo se vengono utilizzate particolari regole di dimensionamento, indicate con il termine "capacity design". Tanto più si persegue una duttilità di sistema grande, tanto più saranno grandi le deformazioni plastiche della costruzione e il livello di danneggiamento. Questa considerazione vale per tutti i sistemi e le differenze dovrebbero essere valutate in termini di riparabilità della struttura e danneggiamento degli elementi non strutturali. Nel caso dell'acciaio valgono tre considerazioni importanti. Innanzitutto il progettista può scegliere valori di duttilità molto diversi, da 1 a circa 6-7, adottando tipologie strutturali differenti. Inoltre, la presenza di elementi specializzati per le azioni sismiche, ad esempio i diagonali dei controventi, concentra la deformazione plastica in pochi elementi facilmente accessibili e sostituibili. Infine, il danneggiamento delle componenti non strutturali è legato anche alla capacità delle connessioni di sopportare spostamenti relativi e considerevoli vantaggi si possono ottenere con sistemi di involucro collegati a secco. (di Alessandro Marata)
Si è laureato in Ingegneria Civile Edile presso l'Università di Ancona e poi ha conseguito il Dottorato di Ricerca in "Meccanica delle Strutture" a Bologna. Dal 2000 è Professore in Tecnica delle Costruzioni presso l'Università di Camerino, Dipartimento di Progettazione e Costruzione dell’Ambiente. È membro della Commissione Sismica per le Costruzioni in Acciaio di Fondazione Promozione Acciaio. Ha pubblicato il libro “Edifici monopiano in acciaio ad uso industriale”.
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