La progettazione antisismica si basa generalmente sulla duttilità strutturale che è la capacità di sviluppare ampie deformazioni plastiche che dissipano energia per isteresi. In questo tipo di progettazione sono consentiti grandi danni strutturali. Di conseguenza, anche se viene impedito il crollo della struttura, dopo un terremoto potrebbero essere necessarie costose riparazioni. Nessuna protezione è garantita per i beni all’interno delle strutture.
Tuttavia, per strutture strategiche, quali ospedali, centrali elettriche, sale di controllo e per i ponti più importanti, la funzionalità dopo eventi catastrofici è un obiettivo primario da garantire, oltre all’integrità strutturale.
Il progetto di isolamento sismico, basato sull’idea di ridurre l’energia sismica trasferita alle strutture, si è dimostrato la tecnica di progettazione più efficace per la protezione contro i terremoti; infatti non solo l’integrità della struttura è garantita, ma anche quella dei beni all’interno.
L’intero isolamento di una struttura è ottenuto posizionando adeguati supporti elastici in posizioni idonee al fine di disaccoppiare il suolo dalla struttura e consentire spostamenti relativi.
Il principio di isolamento è molto semplice: l’idea è di spostare il periodo di vibrazione della struttura da valori bassi (tipicamente compresi fra 0,3 e 1 secondi per una struttura fissata alla base), dove l’accelerazione del terreno è elevata, a periodi più lunghi (2-3 secondi) in cui l’accelerazione è fortemente ridotta.
Un’ulteriore riduzione dell’accelerazione può essere ottenuta con l’aggiunta di capacità di smorzamento per gli isolatori (dissipazione di energia).
E-Safe Dispositivi Elastomerici Antisismici
I dispositivi elastomerici antisismici prodotti da AGOM, chiamati E-Safe, sono costruiti per sopportare i carichi verticali e le contemporanee deformazioni in qualunque direzione orizzontale, consentendo anche limitate rotazioni attorno a qualunque asse dell’isolatore. Vengono inseriti tra la base della struttura e le sue fondazioni, al fine di ridurre le accelerazioni entro un valore limite, così da evitare danni, e mantenendo gli spostamenti relativi tra terreno e struttura entro valori accettabili. Gli isolatori E-Safe sono generalmente caratterizzati da elevata rigidezza in caso di piccoli spostamenti, comportandosi come vincoli quasi fissi, al fine di limitare i movimenti dovuti al vento e ad altre azioni orizzontali di servizio, e da bassa rigidezza in corrispondenza di grandi spostamenti, al fine di assorbire le accelerazioni sismiche. Dopo un evento sismico, le proprietà ricentranti della gomma permettono di riportare la struttura nella sua posizione originale.
La norma europea di riferimento è la EN15129.
HDRB
Gli isolatori elastomerici tipo HDRB sono costituiti da molteplici strati di gomma realizzati con una speciale mescola dissipativa (High Damping), alternati a lamiere di rinforzo in acciaio vulcanizzate; possono essere prodotti in forma circolare o rettangolare, a seconda delle richieste del cliente. I carichi orizzontali sono trasferiti alle strutture tramite barre di acciaio avvitate alle piastre esterne o direttamente tramite viti.
LRB
Gli isolatori elastomerici tipo LRB sono costituiti da appoggi elastomerici rinforzati, con un nucleo di piombo (Lead) inserito al centro per aumentare la capacità dissipativa nel caso di grandi spostamenti. I carichi orizzontali sono trasferiti alle strutture tramite barre di acciaio avvitate alle piastre esterne o direttamente tramite viti.
H-Safe Dispositivi Idraulici Antisismici
I dispositivi idraulici antisismici prodotti da AGOM, chiamati H-Safe, sono composti fondamentalmente da un cilindro riempito di olio siliconico e da un pistone mobile; controllando il flusso dell’olio da una parte all’altra del pistone è possibile ottenere la funzione di risposta richiesta al dispositivo. La risposta del dispositivo idraulico è governata dalla velocità: il dispositivo reagisce agli spostamenti imposti tra struttura e terreno o tra due nodi della stessa struttura. In generale viene connesso alla struttura attraverso dei perni e delle cerniere sferiche, per consentire le necessarie tolleranze di installazione, le rotazioni di servizio e per evitare indesiderati momenti parassiti sul pistone.
La norma europea di riferimento è la EN15129.
VD
I dispositivi idraulici antisismici di tipo VD funzionano come dispositivi a controllo di forza (VD = Viscous Damper): in corrispondenza di movimenti lenti, danno una reazione trascurabile, mentre nel caso di movimenti rapidi, raggiungono un livello di carico limite che poi mantengono stabile, permettendo però gli spostamenti necessari a dissipare l’energia trasmessa alla struttura dalla sollecitazione esterna. Questi dispositivi consentono di ridurre i carichi sulla struttura e di mitigare le vibrazioni e le accelerazioni, grazie allo smorzamento e alla dissipazione di energia.
STU
I dispositivi idraulici antisismici di tipo STU funzionano come dispositivi a controllo di spostamenti (STU = Shock Transmission Unit): infatti tengono sotto controllo gli spostamenti, bloccando i movimenti rapidi e aumentando la forza di reazione fino al valore di progetto. Questo comportamento consente di cambiare lo schema di vincolo della struttura da situazione statiche a condizioni dinamiche.