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L'Isolamento Sismico

Sistema di Vincolo

La differenza sostanziale che si puo' riscontrare tra le norme di nuova generazione e quelle tradizionali (ormai non piu' in vigore in nessun paese europeo) consiste sostanzialmente nell'accantonamento del metodo delle tensioni ammissibili e nell'adozione di quello agli stati limite, caratterizzato invece da una impostazione esplicitamente prestazionale, nella quale si arriva a confrontare una sollecitazione di calcolo Sd con una capacita' di resistenza Rd.
Il concetto di duttilita' acquista un ruolo centrale e con esso entra in gioco il criterio del Capacity Design (gerarchia delle resistenze), mirato alla protezione al collasso attraverso il controllo 'cronologico' della formazione delle cerniere plastiche.
Ma la grande rivoluzione apportata dalle norme di nuova generazione consiste nel riconoscimento ufficiale, con la conseguente 'liberalizzazione', delle tecnologie innovative per il controllo della risposta sismica delle strutture, il cui uso era prima assoggettato alla preventiva autorizzazione del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici e regolamentate attraverso le 'Linee guida del 1998'.

La TIS Spa progetta sistemi di vincolo per la protezione sismica di strutture nuove o per l'adeguamento sismico di strutture esistenti.
Per tali studi si avvale di modellazioni con codici di calcolo agli FEM e analisi dinamiche lineari e non lineari.

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L'approccio tradizionale, connaturato con l'istintivo atteggiamento di incrementare la 'robustezza' di cio' che appare inadeguato a sopportare un carico, ha portato a modificare le strutture sostanzialmente nella direzione di aumentarne la resistenza li' dove il sisma evidenziava le piu' appariscenti carenze portanti.
L'approccio energetico, piu' recente, ha modificato tale filosofia orientandola verso un piu' conveniente 'controllo' ed 'uso' degli effetti generati da un sisma con l'intento di prevenire in ultima analisi il collasso, privilegiando la salvaguardia della vita a fronte del danno. Anzi sfruttando proprio il danno come elemento di protezione 'passiva', intrinseco alla struttura.
Tale strategia prende spunto dalla considerazione che il terremoto e' di fatto un rilascio di energia, che si libera dalle viscere della terra, arriva in superficie in forma di onde (che si modificano, filtrandosi, amplificandosi, ecc. nell'attraversamento del mezzo di propagazione: il sottosuolo) fino ad investire le strutture. Tale energia rimane 'dannosamente' attiva finche' non si esaurisce. Ebbene il danno e' una forma di consumo energetico: richiede lavoro per prodursi. Un danno incrementale (duttilita'), in grado di articolarsi in modo da non compromettere in primis gli elementi vitali (capacity design o gerarchia delle resistenze) fa si' che l'energia che entra nella struttura possa essere strategicamente 'consumata' in modo da ritardare al massimo cio' che rappresenta l'ultima risorsa della struttura: il collasso.

Al contrario il mero incremento della resistenza degli elementi strutturali puo' rivelarsi addirittura dannoso per i seguenti motivi:
- generalmente ad esso corrisponde un aumento di rigidezza del sistema e guardando lo spettro di risposta e' facile verificare che alle strutture rigide (cioe' con periodo di risposta basso) corrisponde il tratto piu' gravoso dello spettro stesso;
- un aumento di rigidezza/resistenza spesso coincide con un aumento delle masse, ovvero con un aumento dell'azione dinamica, che, e' bene sottolinearlo, si esplica proprio attraverso quella forza di opposizione che ogni corpo attiva se forzato a variare il suo stato di moto.

Nell'analisi dinamica invece, considerando che il sisma e' un fenomeno prettamente dinamico ne scaturisce un panorama di variabili ben piu' ampio su cui agire per condizionare il comportamento strutturale. E' possibile intervenire sulla risposta agendo oltre che sulla rigidezza (geometria strutturale), anche sulla matrice di dissipazione (duttilita' delle sezioni e dei materiali) e d'inerzia (massa strutturale e sua distribuzione) oppure, in maniera piu' efficace e meno laboriosa, semplicemente allontanando le frequenze proprie della struttura da quelle in cui si hanno le risposte spettrali piu' elevate (isolamento).
E' possibile attivare un corretto controllo della risposta agendo sulla struttura oppure agendo intorno alla struttura mediante l'impiego di tecniche e tecnologie in grado di modificarne la risposta senza alterarne la consistenza.
L'isolamento alla base agisce nella direzione di abbattere l'accelerazione subita attraverso la modificazione della risposta dinamica della struttura. Incrementandone il periodo proprio, solitamente intorno ai 2 secondi, sposta la risposta, ovvero la conseguente accelerazione di progetto, nel ramo discendente della curva dello spettro.

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