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Domanda: Prestazioni antisismiche di strutture a pareti portanti in calcestruzzo debolmente armato gettato in opera

Ultimamente si sente spesso parlare di metodi costruttivi a pareti portanti i quali, facendo uso di blocchi cassero o pannelli in materiale leggero, consentirebbero di ottenere strutture scatolari in calcestruzzo debolmente armato, caratterizzate da elevate prestazioni antisismiche. Tuttavia, mi sembrerebbe importante capire in quali casi le prestazioni, spesso genericamente vantate dai produttori di questi sistemi, siano avvalorate da adeguata sperimentazione. Qual è la sua esperienza scientifica in questo campo? Cordiali saluti Ing. Daniele Malavolta

Utente: DanieleM

Inserita il 01 Ottobre 2013

RISPOSTA

Bologna, Ottobre 2013

Su richiesta della ditta Nidyon Costruzioni s.r.l. di Santarcangelo di Romagna (RN) e della ditta C&P Costruzioni s.r.l. di Poviglio (RE) il Dipartimento DICAM dell’Università degli Studi di Bologna ha effettuato la progettazione, supervisione ed interpretazione di una campagna di indagini sperimentali condotte presso il Laboratorio del Centro Sismico Europeo EUCENTRE di Pavia che hanno avuto come scopo principale la valutazione del comportamento sismico del metodo costruttivo a pareti portanti in conglomerato cementizio armato sviluppato impiegando i prodotti denominati “Pannello Singolo Portante Nidyon NYSP” e “ISOTEX”.

La campagna sperimentale durata circa 4 anni (dal 2005 al 2009) è stata organizzata come segue:

prima serie di prove tese alla valutazione del comportamento delle pareti portanti sotto carichi ciclici (pseudo statici) dei componenti di base del metodo costruttivo ovvero dei muri portanti, con e senza aperture;

seconda serie di prove tese alla valutazione delle capacità portanti delle unioni orizzontali (muro-fondazione e muro-solaio) e verticali (muro-muro);

prova ciclica pseudo-statica a collasso su una porzione di edificio in scala reale di due livelli fuori terra.

Tali prove sono state accompagnate da specifici studi di tipo analitico/numerico. Tali studi sono stati sostanzialmente finalizzati alla previsione teorica del comportamento atteso, effettuato anche a partire da modelli numerici di tipo non lineare, successivamente ricondotti a formule predittive semplificate le quali, facendo uso delle regole generali della Scienza e Tecnica delle Costruzioni, consentissero di cogliere in maniera soddisfacente e sufficientemente cautelativa il reale comportamento degli elementi costruttivi oggetto di studio.

I risultati ottenuti durante la sperimentazione effettuata hanno messo in luce quanto segue:

le pareti portanti realizzate secondo entrambe le tecniche costruttive sono in grado sviluppare elevate resistenze nei confronti delle azioni orizzontali agenti nel piano dei pannelli. I valori di resistenza nei confronti dei carichi orizzontali sono in genere paragonabili o superiori ai carichi verticali di prova;

le pareti portanti realizzate secondo entrambe le tecniche costruttive hanno mostrato di possedere capacità resistenti nei confronti delle azioni orizzontali anche al di là del limite elastico di comportamento ed hanno mantenuto tale capacità resistente al ripetersi dei cicli di carico orizzontali, dando concreta indicazione di possedere una “adeguata capacità di dissipare energia in campo inelastico per azioni cicliche ripetute, senza che ciò comporti riduzioni significative della resistenza nei confronti delle azioni sia verticali che orizzontali” (così come testualmente riportato al § 7.4.1 del D.M. 14/01/2008).

L’interpretazione analitica dei risultati di prova ha consentito:

di legittimare l’utilizzo delle formule predittive precedentemente ipotizzate (le quali fanno ricorso alle regole generali della Scienza e Tecnica delle Costruzioni), poiché esse hanno mostrato di cogliere il comportamento osservato sperimentalmente con un buon grado di attendibilità (nello spirito di una “engineering accuracy”) e con risultati in ogni caso a favore di sicurezza (secondo un’ottica progettuale);

di identificare appropriate raccomandazioni, congruenti e compatibili con le vigenti normative (D.M. 14/01/2008, oltre agli opportuni Riferimenti Tecnici di cui al cap. 12 del D.M. stesso, ove applicabili), per la progettazione sismica delle strutture a pareti portanti in c.a. appartenenti ai due citati metodi costruttivi.

Tra l’altro, le conclusioni e le raccomandazioni messe a punto, e fornite da Nidyon e da C&P ai propri clienti, sono il frutto di una ricerca scientifica che comprende anche più tradizionali prove di tipo “statico” sviluppate in collaborazione con la Università di Bologna sin dalla fine degli anni ’90.

Più recentemente, nel dicembre 2011, è stata inoltre portata a termine, sempre presso EUCENTRE di Pavia, una serie di prove su tavola vibrante, nell’ambito del progetto di ricerca dell’Unione Europea denominato “SERIES Project”. Il Progetto di Ricerca, sviluppato da un team di ricercatori, di cui lo scrivente faceva parte, appartenenti a diverse Università Europee, era finalizzato allo studio del comportamento sismico delle tecnologie costruttive innovative a pareti debolmente armate gettate in opera, ed è stato interamente finanziato dall’Unione Europea. Il gruppo di ricercatori ha scelto, fra i vari produttori presenti sul mercato, l’azienda italiana Nidyon Costruzioni di Santarcangelo di Romagna, titolare del metodo costruttivo Nidyon - Pannello Singolo Portante (NYSP).

I ricercatori hanno progettato e realizzato un edificio di 3 piani in grandezza reale (costruito nel maggio 2011 presso EUCENTRE), costituito interamente da pareti Nidyon NYSP e da solai Nidyon NYF. Ai fini di potere sviluppare una prova su tavola vibrante in grado di portare la struttura a livelli di sollecitazione superiori al limite di comportamento elastico è importante sottolineare come l’edificio realizzato presso il laboratorio Eucentre si caratterizzasse per un quantitativo di armatura pari al 50% delle armature solitamente previste per i pannelli Nidyon Nysp. Nei giorni 6 e 7 dicembre 2011 è stata effettuata una serie di test sismici, sulla tavola vibrante del Laboratorio “Trees Lab” di EUCENTRE, costituiti dall’applicazione di numerose scosse di intensità progressivamente crescente fino a raggiungere accelerazioni di picco al suolo (PGA) pari a 1.28 g. L’edificio ha mostrato di essere in grado di reggere tali scuotimenti senza subire danni. Nei giorni successivi sono state applicate altre scosse, di intensità analoga (con PGA comprese fra 1.0 e 1.5 g). L’edificio ha manifestato un comportamento analogo, con danni sempre limitatissimi.

E’ opportuno sottolineare come le prove condotte su tavola vibrante abbiano consentito di verificare in condizioni di scuotimento dinamico i comportamenti studiati nel dettaglio con le prove di tipo pseudo statico, indicando, tra l’altro come le prove di tipo pseudo statico (su cui sono basate le formule predittive suggerite per la progettazione di tali strutture) appaiano più “penalizzanti” di quelle in regime dinamico.

In generale la serie di test sperimentali su tavola vibrante, ha dato risultati confortanti sul comportamento sismico delle costruzioni realizzate secondo la tecnica Nidyon Nysp, e riteniamo possano confermare in pieno i risultati delle prove statiche e pseudo statiche effettuate negli anni da questa Azienda.

In Fede,

Prof. Ing. Tomaso Trombetti

Dipartimento D.I.C.A.M. (Università di Bologna)

Tomaso Trombetti - 03 Ottobre 2013

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