Maurizio Cudicio - Editoria professionale in tema di...

LA PROTEZIONE SISMICADEGLI ELEMENTI IMPIANTISTICIANALISI, STRATEGIE,MODELLI ED ESEMPI APPLICATIVI

1a Edizione - Ottobre 2014

Maurizio Cudicio

INDICE

PREMESSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1. EVOLUZIONE DELLA NORMATIVA ANTISISMICA ITALIANA . . . . . . . 13

2. ELEMENTI DI BASE DI INGEGNERIA SISMICA . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.1 Natura dei terremoti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.2 Caratteristiche ed effetti delle azioni sismiche . . . . . . . . . . . . . . 22

3. PROTEZIONE ANTISISMICA DEGLI ELEMENTI NON STRUTTURALI 23

3.1 Classificazione sismica italiana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3.2 Criteri di progettazione di elementi non strutturali . . . . . . . . . . . 27

3.2.1 Peso complessivo dell’elemento non strutturale Wa . . . . 29

3.2.1.1 Distanza degli staffaggi per tubazioni . . . . . . . . . 31

3.2.1.2 Distanza degli staffaggi per condotti aeraulici . . 34

3.2.1.3 Distanza degli staffaggi per canaline elettriche . 34

3.2.2 Calcolo dell’accelerazione massima subita durante il sisma Sa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.2.2.1 Determinazione del valore di α . . . . . . . . . . . . . . 41

3.2.2.1.1 Determinazione dello stato limite . . . . 45

3.2.2.2 Determinazione del coefficiente S . . . . . . . . . . . . 50

3.2.2.3 Determinazione del periodo di vibrazione dell’elemento non strutturale Ta . . . . . . . . . . . . . . . 52

3.2.2.4 Determinazione del periodo di vibrazione della costruzione nella direzione considerata T1 . 54

3.2.2.5 Determinazione della quota del baricentro Z . . . 55

3.2.3 Calcolo del fattore di struttura q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

3.2.3.1 Fattori di struttura per costruzioni in calcestruzzo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

3.2.3.2 Fattori di struttura per costruzioni in acciaio . . . . 59

3.2.3.3 Fattori di struttura per costruzioni in legno . . . . . 61

3.2.3.4 Fattori di struttura per costruzioni in muratura . . 63

3.3 Considerazioni per l’effetto dell’oscillazione di liquidi nei serbatoi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

3.3.1 Calcolo semplificato dell’azione sismica sui serbatoi verticali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

3

3.3.1.1 Taglio alla base del serbatoio . . . . . . . . . . . . . . . . 72

3.3.1.2 Momento ribaltante sulla piastra di base . . . . . . . 72

3.3.1.3 Momento ribaltante sotto la piastra di base . . . . 73

3.3.1.4 Altezza delle onde alla superficie libera . . . . . . . 73

3.3.1.5 Componente verticale dell’azione sismica . . . . . . 74

3.3.2 Calcolo semplificato dell’azione sismica sui serbatoi orizzontali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

3.4 Spettro di risposta elastico orizzontale Se . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

3.5 Il modello di calcolo americano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

3.5.1 Procedura prescrittiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

3.5.2 Procedura analitica con equazione semplificata . . . . . . . 83

3.5.3 Procedura analitica con equazione approfondita . . . . . . . 84

4. FASI DELLA PROGETTAZIONE DEGLI ELEMENTI DI PROTEZIONE SISMICI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

4.1 Figure coinvolte nella progettazione sismica . . . . . . . . . . . . . . . 89

4.1.1 Progettazione da parte di un tecnico abilitato . . . . . . . . 90

4.1.2 Progettazione da parte dell’installatore con applicazione di normative prescrittive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

4.1.3 Progettazione completa a carico dell’installatore . . . . . . . 92

4.1.4 Raccomandazioni sulla responsabilità progettuale per tipo di componente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

4.2 Revisione del progetto e della costruzione . . . . . . . . . . . . . . . . 96

5. CRITERI DI PROGETTAZIONE DEGLI STAFFAGGI ANTISISMICI PER IMPIANTI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

5.1 Tipi di danni causati dai terremoti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

5.2 Sistemi di ancoraggio alle strutture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

5.2.1 Meccanismi per l’ancoraggio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

5.2.1.1 Ancoranti ad espansione metallici . . . . . . . . . . . . 101

5.2.1.2 Ancoranti sottosquadro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

5.2.1.3 Ancoranti adesivi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

5.2.1.4 Ancoranti adesivi ad espansione . . . . . . . . . . . . . 104

5.2.1.5 Ancoranti a vite per calcestruzzo . . . . . . . . . . . . . 104

5.2.1.6 Ancoranti per travi metalliche . . . . . . . . . . . . . . . . 105

5.3 Sollecitazioni cui vengono sottoposti gli ancoranti in caso di sisma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

5.4 Verifiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

5.4.1 Verifica a trazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

4

5.4.2 Verifica a taglio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

5.5 Prove di tenuta sugli ancoranti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

5.6 Principi fondamentali per l’installazione antisismica degli impianti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

5.7 Sistemi e tecnologie per la protezione degli impianti . . . . . . . . 123

5.7.1 Impianti di distribuzione gas combustibile . . . . . . . . . . . . 123

5.7.1.1 Valvole di intercettazione gas antisimica ad azionamento meccanico . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

5.7.1.2 Interruttori elettrici antisismici o sensori sismici per elettrovalvole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

5.7.1.3 Dispositivi azionati dall’eccesso di flusso EFV - Excess Flow Valves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

5.7.1.4 Riduttori di pressione con dispositivo di intercettazione per bassa pressione . . . . . . . . . . . 129

5.7.2 Impianti di stoccaggio e distribuzione GPL . . . . . . . . . . . 129

5.7.3 Attraversamento di giunti antisismici interni al fabbricato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

5.7.3.1 Tubazioni di trasporto fluidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

5.7.3.2 Condotti aeraulici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

5.7.4 Impianti antincendio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

5.7.5 Gas medicali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

5.7.6 Impianti di illuminazione interna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

5.8 Utilizzo di supporti antivibranti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

5.8.1 Caratteristiche dei supporti antivibranti . . . . . . . . . . . . . . . 147

5.8.1.1 Isolamento delle vibrazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

5.8.2 Scelta degli isolatori delle vibrazioni . . . . . . . . . . . . . . . . 155

6. PROTEZIONE ANTISISMICA DEGLI IMPIANTI NEGLI OSPEDALI . . . 157

6.1 Incidenza economica della protezione sismica . . . . . . . . . . . . . 163

6.1.1 Costo per la protezione sismica di ospedali nuovi . . . . 164

6.1.2 Costo per la protezione sismica di ospedali esistenti . . 165

6.2 Valutazione della vulnerabilita’ degli elementi non strutturali . . 169

7. ATTIVITÀ ISPETTIVE DA ESEGUIRE DOPO UN SISMA . . . . . . . . . . . 173

8. ESEMPI APPLICATIVI PER LA PROTEZIONE ANTISMICA DI ELEMENTI NON STRUTTURALI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

Scheda tecnica 1. Gruppi frigoriferi esistenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

Scheda tecnica 2. Gruppi frigoriferi nuovi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

5

Scheda tecnica 3. Generatori di calore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

Scheda tecnica 4. Unità di trattamento aria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

Scheda tecnica 5. Serbatoi di accumulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

Scheda tecnica 6. Quadri elettrici addossati a pareti . . . . . . . . . . . . 208

Scheda tecnica 7. Quadri elettrici in zone centrali . . . . . . . . . . . . . . 214

Scheda tecnica 8. Ventilatori a soffitto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

Scheda tecnica 9. Gruppi di pompaggio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

Scheda tecnica 10. Tubazioni multiple orizzontali . . . . . . . . . . . . . . . 232

Scheda tecnica 11. Tubazioni antincendio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

Scheda tecnica 12. Tubazioni verticali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

Scheda tecnica 13. Condotti aeraulici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

Scheda tecnica 14. Ventilconvettori canalizzabili . . . . . . . . . . . . . . . . 256

Scheda tecnica 15. Bombole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262

Scheda tecnica 16. Trasformatori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

Scheda tecnica 17. Armadi rack su pavimento flottante . . . . . . . . . 274

Scheda tecnica 18. Corpi illuminanti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280

Scheda tecnica 19. Aerotermi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

Scheda tecnica 20. Termostrisce radianti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292

9. COMPORTAMENTI IN CASO DI SISMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298

10. ELENCO DELLE PRINCIPALI NORMATIVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301

GLOSSARIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305

ALLEGATI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309

Allegato 1 - Dati tecnici tubazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311

Tubazioni in ghisa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311

Tubazioni in acciaio nero – Diametri in pollici . . . . . . . . . . . . . . 312

Tubazioni in acciaio zincato – Diametri in pollici . . . . . . . . . . . . 313

Tubazioni in acciaio zincato – Diametri in millimetri . . . . . . . . . 314

Tubazioni in rame – Spessore 0,8 mm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315




Tubazioni in multistrato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

6

Tubazioni in Polietilene PE80 - PN 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320

Tubazioni in Polietilene PE80 - PN 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

Tubazioni in Polietilene PE80 - PN 12,5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322

Tubazioni in Polietilene PE80 - PN 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323

Tubazioni in Polietilene PE100 - PN 6,3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324

Tubazioni in Polietilene PE100 - PN 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325



Tubazioni in Polietilene PEAD - PN 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328



Tubazioni in Polietilene PE80 bassa densità - PN 4 . . . . . . . . . 331

Tubazioni in Polietilene PE80 bassa densità - PN 6 . . . . . . . . . 332

Tubazioni in Polietilene PE80 bassa densità - PN 10 . . . . . . . . 333

Tubazioni in Polietilene PE80 alta densità - PN 3,2 . . . . . . . . . 334

Tubazioni in PVC - PN 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335

Tubazioni in PVC - PN 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336



Allegato 2 - Dati tecnici condotti aeraulici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339

Condotti rettangolari in lamiera di acciaio . . . . . . . . . . . . . . . . . 339

Condotti rettangolari in lamiera di alluminio o rame . . . . . . . . . 339

Condotti circolari in lamiera di acciaio zincata . . . . . . . . . . . . 340

Condotti circolari in acciaio inox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340

Condotti circolari in lamiera di alluminio . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341

Condotti circolari preisolati con coppelle resistenti al fuoco REI 120 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341

Condotti ovali in lamiera di acciaio zincata a sezione ovalespiralati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342

Condotti aeraulici in pannello sandwich preisolati . . . . . . . . . . . 344

Condotti aeraulici in poliestere o PVC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344

Condotti aeraulici flessibili in resine polifenoliche . . . . . . . . . . . 345

Condotti aeraulici flessibili in alluminio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346

Condotti aeraulici flessibili fonoisolanti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347

Allegato 3 - Dati tecnici canaline portacavi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348

Canaline portacavi a traliccio - Altezza 30 mm . . . . . . . . . . . . 348

Canaline portacavi a traliccio - Altezza 50 mm . . . . . . . . . . . . 349

Canaline portacavi a traliccio - Altezza 100 mm . . . . . . . . . . . 350

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Canaline portacavi chiuse - Altezza 27 mm . . . . . . . . . . . . . . . 351



Canaline portacavi chiuse - Altezza 102 mm . . . . . . . . . . . . . . 354

Passerelle portacavi a scaletta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355

Divisori interni per passerelle portacavi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355

Coperchi per canaline portacavi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356

Allegato 4 - Dati tecnici cavi elettrici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357

Cavi elettrici con 1 conduttore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357

Cavi elettrici con 2 conduttori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358




Allegato 5 - Dati tecnici materiali coibenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361

Pesi elastomero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364

Pesi lana minerale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365

Pesi polistirolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366

Pesi poliuretano espanso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

Allegato 6 - Dati tecnici lamierini di finitura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368

Pesi lamierini in alluminio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368

Pesi lamierini in acciaio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369

Pesi lamierini in acciaio zincato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370

Pesi lamierini in rame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370

BIBLIOGRAFIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371

INDICE DELLE FIGURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374

INDICE DELLE TABELLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377

INDICE DELLE ANALISI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379

INDICE DEL MATERIALE DA SCARICARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381

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Architetture & Strutture

È la collana di monografie, edita da Legislazione Tecnica e coordinatadall’Arch. Marco Boscolo Bielo, che affronta i temi dell’ingegneriastrutturale ed antisismica nonché della progettazione, calcolo, verificae consolidamento delle strutture.I testi, tutti caratterizzati da un approccio pratico ed orientato allarisoluzione dei problemi, esaminano in modo congiunto le istanze dellasicurezza strutturale con quelle della progettazione architettonica e dellaconservazione tipologica di manufatti e costruzioni tradizionali, in unavisione olistica e sempre proiettata ai riflessi delle più modernetendenze e tecnologie.

PREMESSA

L’Italia è uno dei Paesi a maggiore rischio sismico dell’area mediterranea acausa della sua collocazione geografica, posizione che vede convergere lazolla africana e quella eurasiatica. La sismicità più elevata si concentra nellaparte centro-meridionale della penisola, lungo la dorsale appenninica (Val diMagra, Mugello, Val Tiberina, Val Nerina, Aquilano, Fucino, Valle del Liri,Beneventano, Irpinia), in Calabria e Sicilia e in alcune aree settentrionali, comeil Friuli, parte del Veneto e la Liguria occidentale. Solo la Sardegna non risentedella presenza di tali zolle e pertanto non è soggetta a eventi sismici.Lo conferma anche uno degli ultimi studi effettuati dall'Istituto Nazionaledi Geofisica e Vulcanologia INGV, in collaborazione con diversi paesi tracui Svizzera, Germania, Regno Unito, Portogallo, Grecia, Turchia. Il progettoprende il nome di SHARE (Seismic Hazard Harmonization in Europe), nelquale i partecipanti hanno analizzato e determinato la sismicità di tuttoil territorio europeo. Dal progetto sono state stilate delle mappe nelle qualiviene confermato che Italia, Turchia e Grecia sono le aree a maggiorepericolosità sismica di tutta Europa.L’Italia, negli ultimi anni, è stata interessata da una serie di eventi sismiciche hanno colpito i territori dal nord al sud causando ingenti danni allestrutture edilizie e alle persone. Il 20 marzo 2003 viene emanatal’Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri, n. 3274 “Primi elementiin materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorionazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica” cheha segnato una svolta storica a livello nazionale per quanto riguarda ledirettive costruttive degli edifici. Da questa Ordinanza si è potuto assisterea un susseguirsi di normative e di editti legislativi con i quali si sono voluteimpartire chiare e precise indicazioni che devono essere rispettate da tuttele figure coinvolte nelle fasi di realizzazione di un edificio o nel caso diinterventi di ristrutturazione degli stessi. Una delle principali novità introdotteriguarda l’obbligo per progettisti e costruttori di analizzare non solo l’aspettostatico e strutturale dell’edificio, ma anche tutti gli elementi non strutturali,tra cui in primis gli elementi impiantistici. Nel corso degli anni si è potutoosservare come gli edifici siano in grado di resistere all’azione sismica senzacollassare, ma purtroppo sono resi inutilizzabili a causa dei danni subitida impianti e altri elementi inseriti all’interno della volumetria dello stesso. È passato circa un decennio, ma molto spesso ci si imbatte in situazioninelle quali si prende consapevolezza del fatto che esiste una profondaconoscenza dell’aspetto strutturale, degli effetti che un terremoto puòcausare e di quali siano le strategie adottabili per ridurre i rischi; sonostati studiati e realizzati modelli innovativi, adottate soluzioni tecnicheall’avanguardia, anche andando ad attingere dall’esperienza statunitense

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e giapponese, anche se in realtà non sembra esistere ancora la pienacoscienza di quali siano le strategie che devono essere adottate per laprotezione degli elementi non strutturali.È da questa consapevolezza che si è voluto creare un testo o megliouna guida che ha l’obiettivo di dare tutte le indicazioni atte ad eseguirele opportune verifiche e predisporre gli opportuni apprestamenti. Lo scopofinale è, infatti, riuscire a garantire la stabilità degli impianti, ponendoparticolare attenzione al contesto in cui gli stessi devono operare. Esistonoedifici che richiedono particolare attenzione e che sono definiti strategicii quali, per definizione, devono essere in grado di garantire la funzionalitàsia durante il terremoto, ma soprattutto al termine dello stesso, proprioperché essi sono le principali fonti di aiuto per i feriti e i punti nevralgiciper la gestione delle attività di emergenza.Basti pensare a edifici quali ospedali o centri di prima accoglienza chedovrebbero garantire l’erogazione dei servizi assistenziali sopratutto altermine dell’evento calamitoso, e che invece non possano garantire laloro completa fruibilità perché mancano i servizi minimi e necessari perla cura o l’accoglienza dei feriti. Il testo si suddivide nelle seguenti sezioni:

– evoluzione della normativa antisismica italiana;– elementi di base di ingegneria sismica;– analisi e protezione antisismica degli elementi non strutturali;– fasi della progettazione degli elementi di protezione sismici;– criteri di progettazione degli staffaggi antisismici per impianti;– protezione antisismica degli impianti negli ospedali;– specifiche delle attività ispettive da eseguire dopo un sisma;– esempi pratici per la protezione antisismica di elementi non strutturali;– comportamenti in caso di sisma;– nuove tecnologie per la protezione sismica.

Nel materiale da scaricare, accessibile dal sito www.legislazionetecnica.it/download

con il codice riportato nella seconda di copertina, sono forniti: i disegniconcernenti le schede tecniche degli esempi applicativi proposti (DWGe PDF); le tabelle con i dati tecnici dei materiali; la normativa citata. Sifaccia riferimento ai simboli che indicano il materiale da scaricare all’internodel testo, ed all’apposito indice riportato in fondo al volume.

Il testo è aggiornato secondo le indicazioni impartite dalle norme tecnicheNTC08, riportate dagli Eurocodici e dalla legislazione emanata per laprotezione degli ospedali, ed ha l’obiettivo di essere una guida ed unsupporto tecnico per tutti i tecnici impiantistici.

Un sincero ringraziamento va infine all’Architetto Marco Boscolo Bielo peril prezioso contributo dato nella stesura del testo.

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Pagine non disponibili in anteprima

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2ELEMENTI DI BASE DI INGEGNERIA SISMICA

2.1 NATURA DEI TERREMOTI

I terremoti sono rappresentati da una rapida e violenta vibrazione della crosta ter-restre, dovuta a una repentina rottura dell’equilibrio creatosi nel corso degli anni,all’interno delle masse rocciose costituenti la parte più esterna.L’energia liberata dal movimento improvviso delle zolle si propaga in modoveloce e violento, partendo dal punto d’innesco e diffondendosi con velocitàdiverse e con conseguente diversa energia. Queste onde sfruttano l’elasticità deimateriali per propagarsi e si dividono principalmente in due macro categorieche sono:

1) Onde di corpo o di volume: sono onde che si trasmettono attraverso tuttoil volume terrestre e in tutte le direzioni. Esistono due tipi di onde dicorpo o di volume che sono:a) Onde P sono onde compressionali o longitudinali simili alle onde acu-

stiche. Al loro passaggio le particelle del materiale in cui viaggiano com-piono un movimento oscillatorio nella direzione di propagazione del-l’onda. Sono le onde più veloci generate durante l’evento sismico e per-tanto sono le prime ad essere sentite e registrate dalle stazioni sismiche.È questo il motivo che ha portato a definirle come Onde P, cioè OndePrimarie. È possibile determinare la velocità di tali onde grazie ad unasemplice equazione di seguito riportata:

dove:k modulo di incomprimibilità del materiale attraversato dall’onda;m modulo di rigidità o modulo di taglio del materiale;r densità del materiale attraversato dall’onda.

b) Onde S sono onde trasversali in grado di causare oscillazioni perpen-dicolari alla loro direzione di propagazione. La peculiarità che contrad-distingue questo tipo di onda è che esse possono propagarsi attraversoelementi fluidi, per i quali il modulo di rigidità m è nullo. Queste ondesono più lente delle onde primarie di circa il 60-70% e per questo motivosono definite Onde S cioè Onde Secondarie. Come nel caso delle onde

Vp = √ k + µρ

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P è possibile calcolare la velocità delle onde trasversali con la seguenteformula:

dove:m modulo di rigidità o modulo di taglio del materiale;r densità del materiale attraversato dall’onda.

2) Onde superficiali dette anche onde di superficie, vengono a crearsi quandole onde di corpo incontrano ed attraversano corpi con differenti confor-mazioni fisiche. La generazione di tali onde avviene quando la sorgentesismica è poco profonda. Non sono facilmente individuabili sui normalitracciati sismici, perché sono la somma degli effetti di diversi tipi di onda.Queste onde sono più lente rispetto alle onde di corpo, ma trasportano etrasmettono il maggiore contenuto di energia. Esse si dividono in due cate-gorie:a) Onde di Reyleigh

Quando un’onda P e un’onda S si scontrano tra loro ed arrivano insuperficie, viene generato un movimento che risulta essere la composi-zione vettoriale delle due. Il movimento finale generato è di tipo rotativoed è simile alle onde provocate da un sasso gettato nell’acqua.

b) Onde di LoveSono onde che si muovono sugli strati superficiali della crosta terrestree quindi sono attenuate in modo più o meno evidente secondo il tipodi terreno sul quale si trasmettono.

Di seguito si riporta un grafico riassuntivo e rappresentativo dei vari tipi di ondache semplifica la comprensione di quanto descritto in precedenza.

Vs = √ µρ

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Capitolo 2 - Elementi di base di ingegneria sismica

Figura 1 - Tipi di onda sismica

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Capitolo 2 - Elementi di base di ingegneria sismica


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3.2.1 Peso complessivo dell’elemento non strutturale Wa

Il peso degli elementi per i quali si rende necessaria l’analisi è di facile deter-minazione. Se si considerano apparecchiature quali ad esempio gruppi frigoriferi,ventilatori o altri elementi similari, basterà adottare i dati forniti dal costruttoredell’elemento, mentre, nel caso di tubazioni, condotti aeraulici, canaline elettricheo altri elementi si dovranno eseguire calcoli più lunghi ma pur sempre semplici.In Allegato A sono state riportate alcune utili tabelle che permettono la determi-nazione del peso di tubi, canali, coibentazioni canaline porta cavi e cavi elettri-ci.Il primo passo per definire il peso complessivo degli elementi impiantistici, consistenel determinare la distanza tra gli staffaggi. I sistemi di sospensione devono esserecollocati ad una distanza precisa, affinché non sia superata la freccia massimaprestabilita per evitare danneggiamenti agli elementi impiantistici. Nel caso di tuba-zioni sospese, tanto minore è il diametro delle stesse, tanto più ravvicinate dovrannoessere le staffe a causa del ridotto spessore della parete che li costituisce; inmodo inverso tanto maggiore sarà il diametro della tubazione tanto maggiore saràil suo spessore tanto maggiore potrà essere la distanza tra gli staffaggi. Ovviamentequesta è una regola generale e fondamentale cui devono essere adottati ulterioriaccorgimenti in funzione della tipologia di materiale (acciaio, plastico ecc), checonsideri la resistenza meccanica propria di ogni singolo elemento.In definitiva, per determinare in modo corretto i pesi gravanti sullo staffaggio, sidovrà provvedere a determinare il peso unitario dell’elemento (kg/m) sul qualeconcorreranno i pesi propri degli elementi elencati di seguito:

– Peso elemento base:- tubazione comprensiva dell’eventuale peso del fluido in esso circolante;- condotto aeraulico;- canalina elettrica porta cavi.

– Eventuali elementi aggiuntivi all’elemento base:- coibentazione;- cavi presenti all’interno delle canaline elettriche;- bocchettame o elementi similari se direttamente accoppiati all’elemento

base se non staffati in modo indipendente;- corpi illuminanti se direttamente gravanti sull’elemento base se non staffati

in modo indipendente.

– Peso complessivo dello staffaggio e dell’elemento di sostegno calcolato. Siprecisa che anche questo elemento o complesso di elementi, costituito dabinari, barre filettate bulloneria varia, può in molti casi arrivare ad averepesi importanti che non possono e non devono essere trascurati.

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Capitolo 3 - Protezione antisismica degli elementi non strutturali

Figura 4 - Esempio di staffaggio tipologico - Valori da utilizzareper il calcolo complessivo del peso dell’elemento

Una volta determinato il peso unitario, inteso come peso gravante per ogni metrodi lunghezza della linea e che indicheremo con il simbolo Pu, si dovrà determinarela distanza tra gli staffaggi, grazie alla quale si potrà calcolare il peso totale del-l’elemento non strutturale gravante in un determinato punto.Per calcolare il valore di wa, basterà, infatti, moltiplicare il valore di Pu per ladistanza tra due staffaggi D.

wa = Pu · D

dove:wa peso complessivo dell’elemento;Pu peso totale degli elementi impiantistici gravanti sul sistema di staffaggio

per la cui determinazione si possono utilizzare i dati riportati nell’AllegatoA del presente testo o i dati forniti dal produttore dell’apparecchiaturasottoposta a verifica;

D distanza totale tra due staffaggi.

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Figura 5 - Esempio di staffaggio tipologico - Vista laterale per la determinazionedella distanza tra staffaggi

3.2.1.1 Distanza degli staffaggi per tubazioni

Il calcolo della distanza massima tra due appoggi consecutivi per tubazioni sospese,deve essere fatto affinché non sia superato un valore prefissato della freccia f,ossia la flessione massima che può essere sopportata. In condizioni normali è con-sigliabile non superare il valore di 0,3÷0,5 mm, per evitare deformazioni troppoaccentuate che potrebbero determinare rischi di rottura degli elementi distributivi.Per il calcolo della freccia f di una tubazione, viene utilizzato lo stesso sistemadi calcolo della deformazione di una trave a sezione circolare cava, appoggiatae sottoposta a un carico uniformemente distribuito pari al peso proprio, sommatoa quello del liquido in esso contenuto.

Per determinare la distanza massima degli staffaggi si utilizzerà la seguente for-mula:

L = ·√ 3845

f · E · Jq

4

31



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4FASI DELLA PROGETTAZIONE DEGLI ELEMENTIDI PROTEZIONE SISMICI

4.1 FIGURE COINVOLTE NELLA PROGETTAZIONE SISMICA

La progettazione antisimica degli elementi non strutturali è una fase particolarmentedelicata e richiede tempistiche adeguate ed il coinvolgimento di tutte le figureche concorrono alla realizzazione dell’opera. È pertanto evidente che le respon-sabilità cambiano in funzione delle figure cui viene assegnato tale onere. In lineadi principio la progettazione ed il dimensionamento dei sistemi di protezione deglielementi non strutturali, può essere sintetizzata in tre diversi livelli:

– progettazione eseguita da un tecnico abilitato nella fase progettuale;– progettazione da parte di un installatore, eseguita secondo una normativa

di tipo prescrittivo;– progettazione interamente eseguita dall’installatore.

Nella progettazione e realizzazione di un edificio in grado di soddisfare e rispettarei dettami di sicurezza antisismica è pertanto necessario seguire un iter precisocome di seguito specificato.

Figura 26 - Diagramma di flusso del processo realizzativoper sistemi antisismici da applicare agli elementi non strutturali

Iden�ficazione della zona

sismica

Determinazione degli elemen� non stru urali per i quali è richiesta un’analisi o la realizzazione di un sistema an�sismico

Proge azione eseguita da un tecnico abilitato

Proge azione eseguita da installatore secondo norma�ve prescri!ve

Proge azione eseguita

interamente da installatore

Revisione del proge o in base alle esigenze emerse

Installazione

Collaudo

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Vediamo nel dettaglio quali sono le modalità applicative di tali opzioni, i lorovantaggi e svantaggi e l’idoneità di ognuna di esse per ciascun componente.

4.1.1 Progettazione da parte di un tecnico abilitato

L’attività è svolta già durante la redazione del progetto esecutivo da parte di untecnico abilitato, il quale esegue tutti i calcoli necessari ed a sviluppare i dettagliinstallativi che saranno inseriti negli elaborati grafici.La fase di progettazione dovrà essere seguita da un controllo approfondito daparte di una terza figura.La fase invece installativa dovrà essere seguita in modo puntuale, preciso e costanteed ha lo scopo di verificare la corrispondenza tra gli elementi installati e le spe-cifiche impartite nei documenti progettuali.

Questa scelta generalmente funziona meglio per gli elementi le cui caratteristiche(per esempio la dimensione, la posizione e i dettagli di installazione) sono noteprima della stesura finale delle specifiche per l’appalto. Questo metodo, però, èpoco sostenibile soprattutto nel caso di appalti pubblici dove non vi possono esserevincoli per marche e modelli, come specificato nel Codice dei contratti pubbliciDecreto legislativo n. 163 del 12 aprile 2006 nel quale all’art. 68, comma 13cita “A meno di non essere giustificate dall’oggetto dell’appalto, le specifiche tec-niche non possono menzionare una fabbricazione o provenienza determinata o unprocedimento particolare né far riferimento a un marchio, a un brevetto o a untipo, a un’origine o a una produzione specifica che avrebbero come effetto difavorire o eliminare talune imprese o taluni prodotti. Tale menzione o riferimentosono autorizzati, in via eccezionale, nel caso in cui una descrizione sufficientementeprecisa e intelligibile dell’oggetto dell’appalto non sia possibile applicando i commi3 e 4, a condizione che siano accompagnati dall’espressione o equivalente”. Questosignifica pertanto che non esiste la certezza o l’obbligo per la società o impresache andrà a realizzare le opere, di utilizzare il prodotto prescritto progettualmente.Tale specifica pertanto potrebbe rendere inefficace la soluzione di protezione anti-sismica predisposta e studiata dal progettista.

Vantaggi Svantaggi

– Documentazione completa.– Semplificazione delle fasi di coordinamen-

to dei lavori.– Semplificazione delle attività di verifica.– Semplificazione nelle attività di installazio-

ne e nella gestione delle tempistiche dicantiere.

– Determinazione di costi certi per la rea-lizzazione dell’opera.

– Sono necessari tempi di progettazione piùlunghi.

– Non sempre può trovare rispondenzasoprattutto per i componenti ingombrantiper cui spesso non vi è l’obbligo dideterminazione di marche e modelliprecisi (lavori pubblici).

– Può richiedere aggiornamenti continuidurante la realizzazione delle opere permodifiche impiantistiche o architettoniche.

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Capitolo 4 - Fasi della progettazione degli elementi di protezione sismici

I disegni prodotti con questa opzione possono comprendere dettagli tipologici,dettagli ad hoc per condizioni particolari, o entrambi. I dispositivi prodotti dal-l’installatore (come isolatori per prevenire vibrazioni con inclusi i supporti sismici)possono essere specificati senza dovere produrre dei disegni specifici.

4.1.2 Progettazione da parte dell’installatore con applicazione di normative prescrittive

L’attività di progettazione dei sistemi di protezione antisismica è svolta direttamentedall’installatore o dall’impresa, in conformità a specifiche tecniche e norme pre-scrittive individuate e specificate dal professionista nella fase di progettazione.L’uso di norme di tipo prescrittivo può semplificare il progetto in modo sostanziale,anche se il loro uso generalmente richiede una verifica di applicabilità, dei semplicicalcoli, la selezione del dettaglio progettuale più idoneo da una serie di dettagliprogettuali già codificati, la documentazione e la pianificazione per la costruzione.Secondo questa opzione, il costruttore è responsabile per questi aspetti progettualie può in alcuni casi subappaltare a un ingegnere la progettazione dei dispositividi protezione sismica.

Come specificato nella tabella precedente uno degli svantaggi nell’adozione ditale opzione consiste nella ridotta documentazione progettuale che ha come limiteevidente la necessità di continui aggiornamenti durante le fasi realizzative del-l’opera. Per ovviare a tale problema è possibile pertanto richiedere all’installatoredi documentare la sua progettazione con un programma degli elementi, che devonoessere localizzati in modo veloce all’interno dell’edificio, le loro caratteristicherilevanti e i dettagli della normativa che sono stati applicati durante la progettazione.Tale lista aiuta chi deve controllare l’esecuzione del progetto in sito e incoraggial’installatore a organizzare il lavoro in anticipo, anche se contiene al suo internovarie insidie per cui è consigliabile tutelarsi soprattutto al fine di garantire gliinteressi del committente. A titolo esemplificativo si consiglia di dare almeno leseguenti prescrizioni:

Vantaggi Svantaggi

– L’utilizzo della norma prescrittiva, se equando essa possa essere applicata, èpiù veloce ed economica da utilizzare.

– Possibilità di modificare e adeguare lesoluzioni in corso d’opera sulla base delleeventuali modifiche impiantistiche o archi-tettoniche introdotte.

– Documentazione progettuale limitata.– Natura limitativa dei codici perché la nor-

mativa può essere riferita a:- alcune zone sismiche o livelli di forza

di progetto;- alcuni materiali, dimensioni, o dispositivi

di tipo commerciale;- condizioni che non corrispondono a

quelle presenti in edifici già esistenti;- condizioni che non possono essere rag-

giunte a causa di interferenze con com-ponenti vicini.

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– prescrivere che l’eventuale attività di progettazione di sistemi di protezioneantisismica è da ritenersi compresa e già remunerata all’interno degli importieconomici dell’appalto;

– prescrivere la redazione degli elaborati costruttivi di cantiere da sottoporrealla Direzione Lavori prima dell’esecuzione delle opere;

– prescrivere l’obbligo di redazione di disegni AS-BUILT finali.

L’installatore è pertanto responsabile di controllare l’applicabilità della normativaadottata per l’elemento in questione. Se l’installatore ritiene che la normativa spe-cifica non sia applicabile, deve informare i tecnici che hanno redatto il progettoo il Direttore dei Lavori della necessità di procedere con una nuova progettazione.La protezione sismica è progettata o direttamente dai tecnici secondo le specificheriportate in precedenza, oppure il team di progettazione e l’installatore creanoinsieme un procedimento per il controllo e l’approvazione del progetto che saràeseguito dall’installatore secondo le specifiche riportate nel capitolo seguente. Siraccomanda di optare all’inizio di ogni progetto per una linea di condotta daadottarsi in questi casi.

4.1.3 Progettazione completa a carico dell’installatore

L’attività di progettazione dei sistemi di protezione antisismica è svolta direttamentedall’installatore o dall’impresa, in conformità a criteri di progettazione individuatie specificati dal professionista nella fase di progettazione.La naturale fase evolutiva, che solitamente è adottata dall’impresa, consiste nel-l’assunzione di una figura tecnica (consulente tecnico, venditore di dispositivi spe-ciali o un fabbricante) che esegue il calcolo di dettaglio al fine di soddisfare icriteri progettuali impartiti.Ci si assicura che la documentazione di progetto sia prodotta, esigendo che l’in-stallatore metta a disposizione i dettagli progettuali proposti e i calcoli di supportoper la verifica e l’approvazione da parte della direzione lavori e/o dell’ente chesi occupa della revisione del progetto.

Questa opzione è comune per tipi di componenti quali:– componenti isolati dalle vibrazioni, fissati al pavimento o sospesi;– spruzzatori antincendio (sprinkler) ed annesse tubature;– ascensori;– componenti architettonici o apparecchiature non specificati nei documenti

esecutivi dell’edificio (per esempio, sistemi di rivestimento esterno o con-trosoffitti brevettati, o apparecchiature specialistiche).

Vantaggi Svantaggi

– La progettazione dell’elemento di prote-zione antisismica è affidata ad uno spe-cialista.

– Non sempre la figura incaricata può averela necessaria e completa esperienza.

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5.7 SISTEMI E TECNOLOGIE PER LA PROTEZIONE DEGLI IMPIANTI

5.7.1 Impianti di distribuzione gas combustibile

Uno degli elementi per cui devono essere prestate particolari attenzioni, riguardale linee di distribuzione di gas combustibili. È di vitale importanza, infatti, evitarela fuoriuscite incontrollate di gas, particolarmente in prossimità di utenze elettrichee materiali infiammabili. Per fare ciò è necessario adottare dispositivi di interruzioneautomatica della distribuzione del gas. I tubi per la fornitura del gas, al passaggiodal terreno alla costruzione, devono essere progettati per sopportare senza rotturei massimi spostamenti relativi tra la costruzione ed il terreno innescati dall’azionesismica di progetto. È interessante notare come nell’OPCM 3274/2003, tale obbligofosse imposto solo per impianti la cui portata di gas fosse maggiore o uguale a50 Nm³/h (corrispondenti ad una potenza pari a circa 400-500 kW), mentre nelcorso degli aggiornamenti legislativi tale limite sia stato eliminato, portando intrin-secamente ad aumentare la sicurezza anche per tutti quegli edifici che non hannoimpianti di grosse dimensioni. Questo è di grande importanza perché, mentre finoa un po’ di anni fa edifici di grandi dimensioni richiedevano grandi potenze ter-miche, allo stato attuale, e alla luce degli impegni internazionali presi dall’Italia,negli anni futuri ci troveremo ad avere edifici con volumetrie elevate, con elevatigradi di affollamento, ma con generatori sempre più piccoli perché sempre menoenergivori. Da tali assunti, si ritiene sia stata fatta una scelta coscienziosa e voltaall’aumento del grado di sicurezza.Per rispettare tale prescrizione, oggi esistono varie tecnologie ed elementi chepermettono l’interruzione della fuoriuscita incontrollata di gas durante un eventotellurico, tra cui:

– valvole antisismiche ad azione meccanica;– interruttori o centraline che permettono la chiusura di eventuali valvole di

intercettazione del combustibile del tipo normalmente chiuse;– dispositivi azionati dall’eccesso di flusso EFV - Excess Flow Valves;– dispositivi azionati dall’eccesso di flusso e/o abbassamento di pressione inte-

grati nel riduttore di pressione.I sistemi per la protezione delle fuoriuscite incontrollate di gas vanno installatiin prossimità del misuratore fiscale, nel caso di reti di distribuzione del metanoo in prossimità del serbatoio nel caso di impianti con stoccaggio di gas GPL. Inlinea generale comunque, questi elementi devono essere predisposti il più lontanopossibile dall’edificio da proteggere proprio per evitare o limitare che l’eventualeo un ipotetico crollo, possa causare danneggiamenti delle linee distributive.

5.7.1.1 Valvole di intercettazione gas antisimica ad azionamento meccanico

Attualmente esistono in commercio valvole di blocco ad azionamento sismico,studiate e realizzate per chiudersi e interrompere il flusso di gas all’interno delfabbricato in caso di terremoto.

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Capitolo 5 - Criteri di progettazione degli staffaggi antisismici per impianti

Figura 42 - Valvola antisimica per gas (CIMBERIO)

La particolarità che distingue e caratterizza tale prodotto, è che esse hanno unazionamento di tipo meccanico e non richiedono alimentazioni elettriche esterneaggiuntive.Le valvole sono dotate di un meccanismo di sgancio sensibile alle accelerazioni,costituito da una pallina di acciaio posta su un supporto a forma di coppettaconica, la quale, sottoposta alle sollecitazioni del terremoto, si sposta dal centrodel supporto permettendo alla massa della pallina di agire sul tubo mobile delmeccanismo di sgancio attivando la valvola e iniziando la chiusura. Le molle aiu-tano il clapet della valvola a chiudersi e la pressione del gas aiuta a tenere ildisco della valvola in posizione di chiusura. Il sistema di attivazione sopra descritto permette l’arresto entro cinque secondise la valvola è soggetta a oscillazioni sinusoidali orizzontali con:

1) un picco di accelerazione di 0,70 g (6,87 m/s2) ed un periodo di 0,13secondi;



4) un picco di accelerazione di 0,25 g (2,45 m/s2) ed un periodo di 1,00secondo.

5.7.1.2 Interruttori elettrici antisismici o sensori sismici per elettrovalvole

In modo similare, esistono anche degli interruttori ad azionamento sismico chesfruttano gli stessi principi di funzionamento delle valvole descritte in precedenza.Essi possono trovare applicazione in quei contesti nei quali si vuole interromperel’alimentazione elettrica ad un elemento o ad un intero fabbricato in caso di sisma,

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ma trovano applicazione anche a supporto di valvole di intercettazione combustibilenormalmente chiuse ad alimentazione elettrica. Capita spesso, infatti, soprattuttosu edifici esistenti, che siano presenti delle valvole che permettano l’intercettazionedel gas in caso di perdite all’interno del locale dove è ospitato il generatore dicalore e sono attivate da un impianto di rilevazione specifico. Il sistema garantiscel’interruzione elettrica al solenoide che tiene aperta la valvola stessa. Con l’inte-grazione di un interruttore elettrico ad azione sismica, sarà possibile svolgere erispettare le prescrizioni legislative senza dove necessariamente intervenire fisica-mente sulle tubazioni.

Figura 43 - Interruttore elettrico antisimico (CIMBERIO)

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Figura 44 - Applicazione di interruttore elettrico antisimico a servizio di valvola intercettazione combustibile

In modo similare, possono essere utilizzati dei dispositivi che, abbinati ad un’elet-trovalvola di sicurezza, chiudono il passaggio del gas in caso di:

– evento sismico (con analisi nel tempo ed in frequenza delle accelerazionisui tre assi);

– comando remoto (es. gas detector, chiusura emergenza);– guasto del sistema di alimentazione.

Il dispositivo ha un’uscita di allarme a relè utilizzabile anche per eventuali segna-lazioni remote e per interrompere l’energia elettrica, evitando così eventuali fontidi innesco di incendio o esplosioni.Il sensore può essere installato su elettrovalvole normalmente chiuse a riarmomanuale e anche su elettrovalvole già installate.

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Figura 45 - Sensori antisismici per valvole

5.7.1.3 Dispositivi azionati dall’eccesso di flusso EFV - Excess Flow Valves

Sono dispositivi che entrano in funzione autonomamente al superamento della por-tata di attivazione, indipendentemente dalla causa che l’ha provocato e possonoessere installati su condotte con pressione relativa superiore a 0,5 bar, nella parteinterrata della linea di adduzione, o nella parte fuori terra a valle dell’organo diintercettazione generale.Sono ovviamente dei sistemi che non intercettano la linea di adduzione del gascombustibile a causa di movimenti dovuti al sisma, ma a seguito della rotturadella tubazione che comporta un conseguente aumento eccessivo ed incontrollatodel flusso.Essi sono commercializzati nei diametri che vanno dal 1/2” al 4” e possono esseredi tre tipologie.

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5.8.1 Caratteristiche dei supporti antivibranti

I supporti antivibranti sono elementi meccanici con caratteristiche di elasticità esmorzamento variabile in base alla tipologia di elemento adottato.

Figura 59 - Tipologie di supporti antivibranti

Un supporto antivibrante può essere rappresentato come un sistema massa-molla,caratterizzato da una massa m, eccitata da una forza F ed appoggiata su un elementoelastico di rigidezza K e smorzamento C, come rappresentato nell’immagine seguen-te.

SUPPORTI ANTIVIBRANTICara�eris che

ELASTICITA’ Capacità di deformarsi in modo dire�amente proporzionale al

carico e di ritornare nelle condizioni iniziali quando il carico

viene tolto

SMORZAMENTO Capacità di riduzione del moto

tramite la riduzione dell’ampiezza delle vibrazioni

Per sfregamento con nuo Per una determinata posizione si

man ene costante ed indipendente dal moto. Per muovere il supporto occorre

esercitare una forza almeno pari all'effe�o di smorzamento

Viscoso Per ogni singolo istante, lo

smorzamento dipende dalla velocità rela va delle par

sospese rispe�o a quelle fisse. Lo smorzamento è di po dinamico e

pertanto non altera l'equilibrio sta co

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Figura 60 - Schema del sistema massa-mollaappoggiato su un elemento elastico di rigidezza K e smorzamento C

Applicando a una massa m una forza F, e spostando il baricentro della massa diuna quantità y0, nel momento in cui cessa l’applicazione della forza F, la massaritorna nella sua posizione di equilibrio e la supera raggiungendo una deformazioney0 in senso opposto. Questo porterà l’elemento a vibrare con un andamento sinu-soidale e oscillerà con frequenza propria che è una proprietà intrinseca del sistemadinamico e che è legata alla rigidezza k della molla e alla massa secondo laseguente relazione

dove:fn frequenza del sistema in Hz;k rigidezza dell’elemento elastico in kg/m;m massa dell’elemento in kg.

Il grafico risultante sarà il seguente.

fn = √ mk

2 π1

148


Figura 61 - Scheda di sistema vibrante

L’espressione della frequenza propria fn, nella quale le uniche variabili sono larigidità k della molla e la massa m, è sempre valida indipendentemente dall’orien-tamento nello spazio del sistema.Nella realtà però, il moto dell’elemento è soggetto a una serie di resistenze passiveche riducono progressivamente le ampiezze di oscillazione e pertanto allo schemamassa-molla deve essere aggiunto l’elemento con coefficiente di smorzamento Cche rappresenta la resistenza dissipativa del sistema e che comporta la diminuzionedell’ampiezza di oscillazione nel tempo come schematizzato in seguito.

Figura 62 - Scheda di sistema vibrante con resistenze passive

Va tenuto presente però che lo smorzamento solitamente non incide significati-vamente sulla frequenza di oscillazione, sempre che il suo valore non sia rilevante,e che il coefficiente di smorzamento sia considerato di tipo viscoso, avente cioèla forza resistente proporzionale alla velocità del moto.

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Capitolo 8 - Esempi applicativi per la protezione antisismica di elementi non strutturali

SCHEDATECNICA 6. QUADRI ELETTRICI

ADDOSSATI A PARETI

Descrizione

Questa categoria comprende i quadri elettrici chepossono essere addossati alle pareti.Il problema principale di tali elementi risiede nelfatto che molto spesso hanno sviluppo verticale epertanto sono soggetti a possibili ribaltamenti, per-ché le forze agenti aumentano con l’aumentaredell’altezza dell’elemento stesso. L’eventuale ribaltamento potrebbe causare discon-nessione delle linee elettriche di alimentazione ren-dendo inutilizzabili alcune utenze, ma soprattuttopotrebbero presentarsi linee in tensione non pro-tette.Va precisato che devono essere verificate le carat-teristiche tecniche della parete che deve ovviamen-te resistere a eventuali azioni aggiuntive.

Rischi riscontrabili

– Ribaltamento– Disconnessione delle dorsali di alimentazioneelettriche

– Possibile presenza di cavi o linee in tensione

Considerazioni e soluzioni di mitigazioneantisismica

– Realizzazione di sistemi di eliminazione delleforze orizzontali

– Aumento della lunghezza dei cavi per garantireriserva utile sia a sopperire ad eventuali spo-stamenti, sia a permettere un eventuale ricolle-gamento delle linee che dovessero scollegarsio dovessero subire danni

– Adozione di eventuali piastre poste sulla facciaopposta alla parete per aumentare la superficiesu cui le forze agiscono e ridurre il rischio diestrazione dei tasselli dalla parete

Figura 78 - Sistema di mitigazione sismico per un quadro elettrico a ridosso di una parete

SCH_06

Questa soluzione prevede che il quadro elettrico sia opportunamente anco-rato alla parete e siano predisposti opportuni angolari. L’installazione deisistemi angolari alla base del quadro elettrico garantirà che lo stesso nonpossa subire spostamenti dalla sede dove trova collocazione, mentre ilfissaggio a parete deve essere eseguito sulla parte alta per evitare possibilirischi di ribaltamento. Può essere necessario predisporre più punti di anco-raggio e in funzione del tipo di parete, del tipo di tassello e del tipo diquadro, e soprattutto bisogna prestare attenzione a non collocare la bul-loneria in punti del quadro elettrico che possono subire danneggiamenti.

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210


Analisi 11 - Calcolo della Forza Fa orizzontale gravante su un quadro elettrico addossatoa pareteSituazione A


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10ELENCO DELLE PRINCIPALI NORMATIVE

Esistono numerose normative e linee guida che nel corso degli anni sono stateemanate a livello nazionale grazie a numerose collaborazioni internazionali. Diseguito si riporta un elenco delle principali normative nazionali ed internazionalidi particolare interesse.

V. INDICE MATERIALE DA SCARICARE

Tabella 50 - Normativa italiana vigente

Tabella 51 - Linee guida italiane

301

NORMATIVA ITALIANA VIGENTE

Norme Tecniche per le Costruzioni (2008)

D.M. 14/01/2008Ministero delleInfrastruttureNuove Norme Tecniche

Allegati e TabelleCircolare n. 617 del 02/02/2009: Istruzioniper l’applicazione delle Nuove NormeTecniche per le costruzioni di cui al D.M.14/01/2008, G.U. n. 47 del 26/02/2009

Strutture in cementoarmato, normale eprecompresso,e strutture metalliche

Circolare Ministero Lavori PubbliciPresidenza del Consiglio Superiore - n. 11951/1974

Ministero deiLavori Pubblici

Legge n. 1086/1971Costruzioni in zona sismica Legge n. 64/1974

LINEE GUIDA

Consolidamentostatico con compositifibrorinforzati

Linee guida per la progettazione, esecu-zione e collaudo di interventi di rinforzodi strutture di c.a., c.a.p. e murariemediante FRP

Ministero delleinfrastrutture

Norma CNR-DT 200/2004CNR

Patrimonio culturale Direttiva 09/02/2011Ministero beni culturali

NORMATIVA ITALIANA PRECEDENTE

Costruzioni in zona sismica

Norme tecniche per le costruzioni (2005) - Parte 1 OrdinanzePresidenza del

Consigliodei Ministri

Norme tecniche per le costruzioni (2005) - Parte 2Norme tecniche per le costruzioni (2005) - Parte 3Norme tecniche per le costruzioni (2005) - Parte 4OPCM 3274/2003Allegato 2Allegato 3

Carichi e sovraccarichi

Circolare Ministero Lavori Pubblici n. 65/1997

Ministero deiLavori Pubblici

Decreto del Ministero Lavori Pubblici del16/01/1996

Strutture in cemento armato,normale e precompresso, e strutture metalliche

Circ. M.LL.PP. n. 252/1996Decreto del Ministero Lavori Pubblici del09/01/1996Circolare Lavori Pubblici n. 37406/STC/1993Decreto del Ministero Lavori Pubblici del14/02/1992Circolare Ministero Lavori Pubblici n. 20049/1980Circolare Ministero Lavori Pubblici n. 19777/1979Circolare Ministero Lavori Pubblici n. 19581/1979

Edifici in muratura

Circolare Lavori Pubblici n. 30787/1989Decreto del Ministero Lavori Pubblici del20/11/1987

Costruzioni in zona sismica

Circolare Ministero Lavori Pubblici n. 65/1997Decreto del Ministero Lavori Pubblici del16/01/1996Circolare Ministero Lavori Pubblici n. 895/1981D.M. 40 del 03/03/1975

Ponti stradaliCircolare Ministero Lavori PubbliciPresidenza Consiglio Superiore - n. 34233/1991Decreto del Ministero Lavori Pubblici 4 maggio 1990

Strutture prefabbricate

Circolare Ministero Lavori Pubblici n. 31104/1989Decreto del Ministero Lavori Pubblici 03/12/1987

Indagini su terrenie fondazioni Circolare Ministero Lavori Pubblici n. 30483/1988

Tabella 52 - Normativa italiana precedente

302

Capitolo 10 - Elenco delle principali normative

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