Le norme e le moderne tecnologie antisismiche

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( Enea, Centro ricerche, Casaccia )

L’assetto normativo relativo alle costruzioni in zona sismica consta di due documenti diversi: la classificazione e le norme tecniche. Il primo identifica le zone di pericolosità sismica e ne definisce intensità e azioni di riferimento per la progettazione strutturale e si basa sugli studi di pericolosità; il secondo definisce i criteri per assicurare alle strutture una vulnerabilità sismica bassa, individuando anche le opere strategiche e rilevanti, per le quali sono richiesti obiettivi di sicurezza coerenti con la funzione o con il rischio.

Ai fini dell’analisi strutturale, il modello di riferimento per la descrizione del moto sismico in un punto della superficie del suolo è lo spettro di risposta elastico, che fornisce la risposta massima in termini di accelerazione in funzione del periodo proprio di vibrazione, sia per le componenti orizzontali sia per quella verticale. L’attuale classificazione sismica del territorio italiano è riferita ad una maglia di lato 5,5 km, che supera il limite delle ragioni amministrative delle precedenti classificazioni. Per ciascun nodo della maglia sono forniti i parametri necessari a descrivere gli spettri di risposta elastici per diversi periodi di ritorno, ossia per eventi di diverse intensità.
Nonostante questa definizione molto fitta, l’informazione sulla pericolosità sismica a scala locale deve essere migliorata con uno studio di microzonazione sismica, che evidenzi e quantifichi eventuali effetti locali di amplificazione del moto del terreno, in grado di modificare l’indice di pericolosità attribuito all’area in esame. L’analisi si basa sul rilevamento geologico-geomorfologico di dettaglio, approfondite indagini geotecniche, misure di sismica a rifrazione, indagini geoelettriche, ecc., e su registrazioni di eventi sismici di varia intensità.

Le norme tecniche per le costruzioni in zona sismica richiedono che le nuove costruzioni siano in grado di sopportare, senza danni evidenti, un sisma di media intensità; in occasione di un terremoto violento si richiede che la struttura non crolli, pur accettando che la stessa si danneggi anche irreparabilmente. In sostanza, le norme riconoscono che non è possibile costruire, con tecniche tradizionali, edifici che resistano ad un evento sismico violento senza danneggiarsi, sia per motivi architettonici e funzionali sia per motivi economici. La resistenza di una struttura ad un evento sismico violento dipende, quindi, dalla sua capacità di dissipare energia danneggiandosi anche notevolmente, senza crollare.
Per rispettare questo principio, gli edifici devono possedere caratteristiche di regolarità sia in pianta sia in altezza, al fine di ottenere il coinvolgimento di tutti gli elementi strutturali nel fronteggiare l’azione sismica, evitando la concentrazione delle sollecitazioni in pochi elementi, altrimenti destinati a danneggiarsi nei primi istanti dell’evento con ovvie tragiche ricadute sulla stabilità dell’intero complesso strutturale.
Inoltre, per poter garantire un’adeguata capacità dissipativa devono essere curati i dettagli strutturali, specialmente i nodi tra le travi e i pilastri. Sono queste le carenze maggiormente ricorrenti riscontrate nei collassi dell’Aquila, cui vanno sommate amplificazioni locali particolarmente sfavorevoli in alcuni siti e materiali probabilmente non idonei.
Un edificio ben progettato e realizzato sarebbe certamente in grado di evitare il crollo anche in occasione di un evento sismico violento, pur potendo


subire danni notevoli, nel rispetto dello spirito delle norme sismiche. Tale risultato, però, non soddisfa più: i danni registrati a seguito degli eventi sismici negli ultimi decenni hanno comportato l’impiego di ingenti somme di denaro pubblico sia nella fase di emergenza sia in quella successiva di ricostruzione, dimostrando che il principio su cui si basa la normativa tecnica è economicamente non sostenibile. Inoltre, strutture strategiche, quali ospedali, caserme, impianti elettrici e telefonici, ponti e viadotti, devono restare operative durante e dopo il sisma e strutture contenenti materiali pericolosi, come gli impianti a rischio di incidente rilevante (nucleari e chimici), devono rispettare stringenti requisiti di sicurezza.
Il sogno dell’ingegnere strutturista di progettare edifici che sopportino eventi sismici senza danneggiarsi è realizzabile esclusivamente ricorrendo alle moderne tecnologie antisismiche. Queste si basano sulla drastica riduzione delle forze sismiche agenti sulla struttura, piuttosto che affidarsi alla sua resistenza, campo fino ad allora esplorato soltanto per costruzioni di particolare pericolosità, come le centrali nucleari. Le attuali norme tecniche consentono l’uso delle più moderne tecnologie antisismiche, in particolare dell’isolamento sismico e della dissipazione d’energia. Nel seguito si sofferma l’attenzione sull’isolamento sismico, che è senz’altro la più matura ed affidabile.