Può il Parmigiano distruggere un capannone? Strutturale, e Non-Strutturale, questo è il problema.

La riposta alla domanda è “SI”. Durante il terremoto dell’Emilia (2012) diversi capannoni sono stati gravemente danneggiati dal crollo delle “scalere”, le grandi scaffalature di stagionatura che accolgono centinaia di forme di Parmigiano Reggiano e Grana Padano. Sono stati calcolati danni per diverse decine di milioni di euro.

E il Parmigiano è solo un esempio! Vedrete in questo articolo che gli elementi non-strutturali possono influenzare moltissimo la sicurezza, la funzionalità e il costo degli edifici. Introdurremo anche alcuni criteri generali di buona progettazione al fine di rendere i vostri sistemi non-strutturali sicuri.

Cosa sono gli elementi non-strutturali? 

All’interno di un edificio sono tutto ciò che non rientra nel sistema strutturale: elementi architettonici (partizioni, facciate, controsoffitti, pavimenti flottanti); impianti (meccanico ed elettrico); contenuto (arredi, computer, attrezzature).

Perché gli elementi non-strutturali sono importanti?

1.Sicurezza delle persone

Il danneggiamento dei sistemi non-strutturali rappresenta un pericolo per la vita delle persone in caso di espulsione. Pochi mesi fa in una scuola nel centro di Padova la tragedia è stata evitata solo grazie alla prontezza delle insegnanti! Un controsoffitto di 50 mq è improvvisamente crollato schiantandosi sui banchi.

E considerate anche il danno secondario, cioè in cascata! Cosa può accadere nel caso si ribalti un armadio contenente sostanze infiammabili?

2.Costi altissimi

Il danneggiamento dei sistemi non-strutturali può costarvi molto caro. Se guardiamo ai tipici investimenti in gioco nella costruzione di un edificio, si vede facilmente che la spesa per le finiture e il contenuto è di gran lunga maggiore che per la struttura. Pensate che negli ospedali il valore del contenuto arriva al 92% del costo totale dell’opera!

Anche in questo caso considerate il danno secondario. Quanto può pesare il crollo di una partizione interna su un costosissimo macchinario?

3.Funzionalità

Per legge gli edifici soggetti ad affollamento (ospedali, scuole, infrastrutture) devono rimanere operativi durante e dopo le scosse sismiche, fornendo riparo e assistenza alla popolazione colpita.

Eppure gli esempi di ospedali ed altri edifici di uso pubblico evacuati a causa del danneggiamento degli elementi non-strutturali sono numerosissimi!

Diciamo che le acque si stanno muovendo, soprattutto riguardo alla sicurezza di ospedali e scuole, ma la strada per una trattazione sistematica del problema nel nostro paese sembra ancora lunga. Infatti la normativa italiana non considera veri e propri criteri di progettazione per gli elementi non-strutturali, ma impone solo alcuni limiti sugli spostamenti della struttura dell’edificio.

Vogliamo sistemi non-strutturali sicuri!

Chi si è mai preoccupato delle deformazioni di una partizione interna? E del problema del martellamento del controsoffitto sugli elementi circostanti? Quasi nessuno!

Ma in seguito ai terremoti più recenti, anche nel nostro paese alcuni produttori e progettisti hanno iniziato ad interessarsi al problema della sicurezza non-strutturale. Anche una struttura progettata secondo criteri anti-sismici può essere danneggiata in modo grave se il suo contenuto non è altrettanto “anti-sismico”!

Ovviamente ogni tipologia di elemento non-strutturale ha le sue specifiche misure anti-sismiche, come vedremo nei prossimi articoli. Però possiamo dire che, a seconda della sua forma e sistema di fissaggio, abbiamo due problemi da risolvere:

1.Elementi pesanti

Gli elementi con molta massa e alti (come le scaffalature) possono slittare, oscillare o ribaltarsi a causa della forza sismica e devono quindi essere assicurati con ancoraggi progettati ad hoc.

2.Elementi flessibili

Gli elementi lunghi e fissati in più punti (come tubazioni e facciate continue) sono soggetti ad allungamenti, accorciamenti e distorsioni causate dallo spostamento dei supporti e devono essere lasciati liberi di muoversi. La struttura deve essere progettata lasciando gli opportuni spazi di libertà (giunti) per i sistemi non-strutturali. Oppure possono essere introdotti connettori che permettano la deformazione in caso di sisma, senza che l’elemento si separi però dalla struttura.

Gli elementi che hanno sia massa significativa, sia più collegamenti alla struttura portante, devono affrontare entrambi i problemi, ma normalmente uno dei due è prevalente.

La sicurezza conviene!

La prassi è quella di risparmiare sulla progettazione e la messa in opera dei sistemi non-strutturali, considerati – in parte a ragione! – secondari rispetto alla struttura dell’edificio. A ben vedere però, la scelta di sistemi non-strutturali “anti-sismici” può essere considerata un buon investimento, considerate le implicazioni in termini di sicurezza e l’onere delle riparazioni.

Anche in Italia adesso è possibile contattare produttori di sistemi non-strutturali sensibili all’argomento e progettisti impegnati nella progettazione integrata di struttura e non-struttura.

IMMAGINE COPERTINA: http://www.storiecredibili.it/2012/06/emilia-lalfabeto-della-tragedia-2/; IMMAGINE 1: Riadattata da FEMA E-74 (2012): “Reducing the Risks of Nonstructural Earthquake Damage – A Practical Guide”; IMMAGINE 2: http://notizie.tiscali.it/cronaca/articoli/Padova-cade-il-soffitto-di-scuola/; IMMAGINI 3-5-6-7: Riadattate da (Murty et al., 2013): “Earthquake Protection of Non-Structural Elements in Buildings”; IMMAGINE 4: http://www.tempostretto.it/news/terremoti-sicurezza-prevenzione-anti-sismica-anaao-assomed-chiede-regione-mappatura-ospedali-rischio.html

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