In risposta all’evoluzione normativa in materia di progettazione antisismica Edilmatic ha sviluppato tecnologie e know how che ne hanno favorito e consolidato una posizione di primo piano nel panorama dei produttori di sistemi di ancoraggio destinati all’assemblaggio di elementi prefabbricati per l’edilizia industriale e civile.

Nel corso dell’articolo approfondiremo alcuni prodotti Edilmatic che offrono soluzioni alle possibili carenze di edifici prefabbricati esistenti, così come individuate dalle Linee Guida per la classificazione del rischio sismico pubblicate con il DM 58 del 28/02/17, in particolare:

• unioni tra elementi strutturali (ad es. trave-pilastro e copertura-travi) rispetto alle azioni sismiche da sopportare;
• connessione tra il sistema di tamponatura esterna degli edifici prefabbricati (pannelli prefabbricati in calcestruzzo armato ed alleggeriti) e la struttura portante.

Gli aggiornamenti normativi intervenuti nel corso degli anni hanno via via incrementato le sollecitazioni sismiche da tenere in conto nella progettazione. Gli edifici industriali più vecchi risultano dunque progettati per sollecitazioni significativamente inferiori a quelle attualmente richieste e, per di più, con scarso sfruttamento delle risorse plastiche dei materiali.

Nella casistica di criticità che si possono incontrare, rientrano:

• elementi semplicemente appoggiati, senza specifici vincoli;
• limitata lunghezza d’appoggio di travi e tegoli;
• degrado del calcestruzzo nelle zone d’appoggio;
• insufficiente spinottatura degli elementi;
• assenza di accorgimenti volti ad impedire il ribaltamento delle travi.

Queste criticità espongono la struttura al rischio di perdita di equilibrio degli elementi strutturali. Il più comune schema strutturale è di tipo isostatico, essendo costituito da travi in appoggio su pilastri e da elementi di copertura in appoggio sulle travi. Questo tipo di strutture sfruttano in modo assai limitato la capacità di plasticizzazione e la duttilità delle sezioni in calcestruzzo armato.

Un problema che frequentemente si incontra nel consolidamento di edifici esistenti è l’elevato momento flettente al piede dei pilastri che si genera nelle combinazioni sismiche. Spesso le armature dei pilastri non sono in grado di garantire un sufficiente momento resistente. Per sopperire a questa lacuna, uno dei punti più efficaci su cui intervenire è il collegamento tra travi e pilastri.

Il dispositivo Edil TP proposto da Edilmatic può sopperire a tale problematica, adattandosi ai diversi approcci progettuali. Atto anche a garantire un appoggio bilatero tra le estremità delle travi e la sommità dei pilastri, Edil TP modifica lo schema strutturale dell’edificio, con la creazione di un incastro parziale sulla testa dei pilastri (si veda figura 1). La rigidezza del vincolo dipende dal valore della costante elastica del dispositivo che è certificato ai sensi della UNI EN 15129. Si tratta di un sistema “duttile”, progettato in modo che, in caso di sisma, vengano limitate le azioni trasmesse alle strutture attraverso la plasticizzazione dei tondi esterni (Figura 2).

Quando si fanno interventi di miglioramento sismico su una struttura industriale esistente, si deve affrontare il tema dell’interazione tra pannelli prefabbricati e telaio strutturale. La scelta dei vincoli da installare tra i due elementi è cruciale per garantire un’efficace ritenuta anti-ribaltamento del pannello e, al contempo, trasmettere sollecitazioni compatibili con le caratteristiche della struttura.

Il tema dell’interazione tra pannelli verticali e telaio strutturale sotto l’effetto di azioni sismiche richiede una corretta modellazione della struttura, del pannello e dei relativi vincoli. Questa operazione può essere difficoltosa nel caso degli edifici esistenti nei quali possono non essere disponibili informazioni geometriche e sui materiali dei vari componenti in gioco.

In funzione della tipologia dei vincoli esistenti tra pannello verticale e telaio, si possono identificare le seguenti casistiche:

• Collegamento rigido. Sotto l’azione del sisma nel piano della parete, i pannelli subiscono una rotazione rigida. Le connessioni non consentono alcun movimento relativo tra pannelli e struttura in corrispondenza dei vincoli; al contempo, nei dispositivi di collegamento insorgono forze nel piano prevalentemente dovute al peso dei pannelli stessi; fuori dal piano dei pannelli, le forze che insorgono nei dispositivi di collegamento dipendono dall’intensità dell’azione sismica. Ricadono in questa categoria i sistemi di connessione con comportamento strutturale assimilabile a quello di una cerniera o ad un parziale incastro.
• Collegamento scorrevole (figura 3). Sotto l’azione del sisma si manifesta un moto relativo di traslazione tra pannelli e struttura. I vincoli trasmettono forze orizzontali che possono essere modulate mediante opportuna progettazione del vincolo stesso. Le connessioni possono essere progettate per annullare la forza trasmessa, oppure per attivarsi una volta superata una preassegnata soglia di resistenza. Ricadono in questa categoria i sistemi di connessione con comportamento strutturale assimilabile a quello di un carrello.

Questa seconda casistica consente il disaccoppiamento di pannelli e struttura portante eliminando, o comunque riducendo al limite, lo scambio di forze tra le due parti di struttura. Per l’intervento su edifici esistenti questa soluzione offre notevoli vantaggi limitando il contributo irrigidente dei pannelli sul comportamento globale dell’edificio.

Nel sistema Edil PV di Edilmatic, per il consolidamento dei pannelli verticali, il connettore è costituito da una staffa in acciaio da fissare generalmente all’intradosso della trave, mediante due tasselli verticali (figura 4). Nella guida scorre un carrello contenente una barra filettata, fissata al pannello mediante un tassello orizzontale.

Il sistema impedisce il ribaltamento del pannello fuori piano; contestualmente, consente il movimento di traslazione orizzontale del pannello. Il disaccoppiamento del moto dei due elementi previene così la trasmissione di sollecitazioni orizzontali dai pannelli alla trave.

La connessione è stata dimensionata per garantire il trasferimento di una forza sismica proporzionale alla metà della massa del pannello. La forma allungata della guida centrale consente di assecondare gli spostamenti relativi previsti tra il pannello stesso e la trave di bordo. Il connettore è applicabile sia all'estradosso che all'intradosso della trave. L'installazione all'intradosso consente di facilitare sia le immediate operazioni di montaggio che le successive attività di ispezione e manutenzione ordinaria.

Facilità di installazione, manutenzione e ispezione sono requisiti fondamentali per tutti gli interventi di riduzione del rischio sismico sulle strutture. Gli elementi EDILMATIC, soddisfando questi requisiti, permettono un approccio chirurgico e su misura ai problemi progettuali.