IL SISTEMA COSTRUTTIVO PLASTBAU DI POLIESPANSO

L’Italia è uno dei Paesi a maggiore rischio sismico del Mediterraneo, per la frequenza dei terremoti che hanno storicamente interessato il suo territorio e per l’intensità che alcuni di essi hanno raggiunto, determinando un impatto sociale ed economico rilevante.

In Italia, il rapporto tra i danni prodotti dai terremoti e l’energia rilasciata nel corso degli eventi è molto più alto rispetto a quello che si verifica normalmente in altri Paesi ad elevata sismicità, quali la California o il Giappone.

Perché non fare strutture più resistenti nei confronti delle azioni orizzontali? (a parità di costo).

Il progettista strutturale ha il dovere di fornire una corretta informazione al committente che ha il diritto di scelta. Il progetto statico dell’edificio deve essere in linea con le sue aspettative per il mantenimento del valore dell’edificio nel tempo, va garantito che possa resistere indenne da eventi sismici di massimo grado previsti per quella zona SLO (stato limite di operatività).

Il muro PLASTBAU® 3 è costituito da un cassero in polistirene progettato in modo da consentire la realizzazione veloce ed efficiente di strutture a pareti estese debolmente armate in conglomerato cementizio armato (Reinforced Concrete Walls). Il sistema muro Plastbau può essere adattato a diverse tipologie di progetto, sia in relazione all’altezza delle pareti estese debolmente armate da realizzarsi, che del loro spessore, che del quantitativo di armatura (orizzontale e verticale) da inserire al loro interno.

Costruttivamente il PLASTBAU® 3 è formato da due pannelli di polistirene espanso di alta densità uniti e distanziati fra loro da tralicci metallici che costituiscono una parte (o tutta, a seconda delle esigenze) dell’armatura del cls gettato in opera al loro interno. I pannelli di larghezza standard = 120 cm (o sottomisure) e con altezza che può essere sviluppata ad hoc in relazione ad ogni specifico progetto, vengono posati accostati l’uno al fianco dell’altro e costituiscono una struttura rigida (autoportante) pronta a ricevere il getto in cls senza alcun banchinaggio di sostegno.

La presenza delle doppie armature verticali (su entrambe le facce), oltre a consentire l’autoportanza dei pannelli in fase di getto, consente di soddisfare i requisiti previsti per i “Reinforced Concrete Walls” sia dell’Eurocodice 2 (conglomerato cementizio) che dell’Eurocodice 8 (costruzioni in zona sismica) e quelle previste delle NTC 2018.

Le caratteristiche specifiche delle armature con cui vengono realizzati i pannelli consente di considerarle completamente nel calcolo delle armatu­re, realizzando, così una ottimale efficienza del sistema costruttivo. Per zone caratterizzate da bassa sismicità il quantitativo di armatura verticale già previsto nel sistema costruttivo integrata con barre orizzontali, può risultare sufficiente a garantire le necessarie resistenze strutturali per l’azione del sisma. I “tralicci” verticali, oltre a favorire il contenimento del getto nelle casserature in polistirene, consentono un agevole posizionamento delle armature orizzontali. I copriferri che si vengono a realizzare con il sistema costruttivo Plastbau sono già predisposti per soddisfare i requisiti sia delle vigenti normative italiane che degli eurocodici.

Sia le armature verticali che i tralicci orizzontali predisposti consentono poi un’elevatissima qualità e precisione nella posa degli elementi di armatura essendo le armature inserite o ‘’guidate’’ nel loro posizionamento.

Per quanto riguarda il getto di calcestruzzo si consiglia: l’utilizzo di Slump “S4”, inerti con dimensioni massime 18 mm ed una vibratura (se necessaria) effettuata in modo da evitare danneggiamenti ai casseri.

In considerazione della elevata resistenza offerta dal sistema Plastbau di Poliespanso si consiglia di assumere i seguenti parametri per la modellazione strutturale:

LE PARETI ESTESE DEBOLMENTE ARMATE
Le pareti estese debolmente armate sono trattate sia dal’Eurocodice 8 che dalle NTC 2018.

Eurocodice – Termini e definizioni – grande parete debolmente armate:
Al punto 5.1.2 l’Eurocodice 8 recita: “Parete con grandi dimensioni trasversali, cioè, una dimensione orizzontale l_w almeno uguale a 4,0 m o due terzi dell’altezza h_w della parete, la minore tra le due, che ci si aspetta che sviluppi una fessurazione e un comportamento inelastico limitati sotto la situazione sismica di progetto.

Nota
Ci si aspetta che una tale parete trasformi energia sismica in energia potenziale (mediante un temporaneo innalzamento delle masse strutturali) e in energia dissipata nel terreno mediante oscillazione del corpo rigido, ecc. Considerate le dimensioni della parete, essa non può essere progettata per dissipare energia mediante cerniere plastiche alla base.

Struttra e pareti estese debolmente armate secondo NTC2018
Le NTC 2018 al punto 7.4.3 – tipologie strutturali e fattori di comportamento recitano quanto segue: “Una struttura a pareti è da considerarsi come struttura a pareti estese debolmente armate se le pareti sono caratterizzate da un’estensione a buona parte del perimetro della pianta strutturale e sono dotate di idonei provvedimenti per garantire la continuità strutturale così da produrre un efficace comportamento scatolare. Inoltre, nella direzione orizzontale d’interesse, la struttura deve avere un periodo fondamentale, in condizioni non fessurate e calcolato nell’ipotesi di assenza di rotazioni alla base, non superiore a TC.”

IL FATTORE DI COMPORTAMENTO
Le NTC 2018 prevedono tre classi di duttilità: (1) non dissipativa, (2) media duttilità (CD “B”), alta duttilità (CD “A”).

La prima novità delle NTC 2018 rispetto alle NTC2008 riguarda il fatto che è previsto un fattore di comportamento q specifico per strutture non dissipative, mentre le norme precedenti dicevano di utilizzare lo spettro elastico (quindi implicitamente q=1).

Per le strutture a comportamento strutturale non dissipativo, secondo le NTC 2018, si adotta un fattore di comportamento q_ND, ridotto rispetto al valore minimo relativo alla CD”B” (Tab. 7.3.II) secondo l’espressione:

Vista l’“abbondanza strutturale” degli edifici realizzati con il sistema Plastbau di Poliespanso si consiglia di mantenere la struttura in campo elastico ponendo il fattore di comportamento pari a 1 anche se le norme consentono di utilizzare un fattore q fino a 1,5.

Al punto 7.4.3.2 – fattori di comportamento – le NTC 2018 riportano che “le strutture a pareti possono essere progettate sia in CD”A” sia in CD”B”, mentre le strutture a pareti estese debolmente armate solo in CD“B”.

Inoltre, il punto 7.4.4.5.1 Verifiche di resistenza (RES) – specifica che “per le pareti estese debolmente armate, occorre limitare le tensioni di compressione nel calcestruzzo per prevenire l’instabilità fuori dal piano, secondo quanto indicato nel § 4.1.2.3.9.2 per i pilastri singoli. […] Nelle pareti estese debolmente armate, per garantire che lo snervamento a flessione preceda il raggiungimento dello stato limite ultimo per taglio, il taglio derivante dall’analisi deve essere amplificato, ad ogni piano, del fattore (q+1)/2.”

Strutture NON dissipative: le novità delle NTC2018
Le NTC2018 trattano il tema delle strutture non dissipative in maniera più dettagliata rispetto alle normative precedenti ed introducono alcune novità.
Al punto 7.2.2. – Criteri generali di progettazione dei sistemi strutturali – comportamento strutturale non dissipativo – viene specificato che “nella valutazione della domanda tutte le membrature e i collegamenti rimangono in campo elastico o sostanzialmente elastico; la domanda derivante dall‘azione sismica e dalle altre azioni è calcolata, in funzione dello stato limite cui ci si riferisce, ma indipendentemente dalla tipologia strutturale e senza tener conto delle non linearità di materiale, attraverso un modello elastico (v. § 7.2.6)

Applicazione del Capito 7 e del Capitolo 4
Al paragrafo 7.4.1 – Costruzioni di calcestruzzo – generalità – relativo agli edifici nuovi in cemento armato le NTC 2018 recitano che:

Viene introdotto il concetto di momento resistente in campo sostanzialmente elastico.

In altre parole, la norma ci consente di realizzare una struttura che non dissipi energia, ma richiede che la curvatura delle sezioni in cemento armato sia limitata a quella di prima plasticizzazione.

In Conclusione

Nel caso ci si limiti ad utilizzare un fattore di comportamento q=1,00, rinunciando perciò a qualsiasi riduzione dell’azione sismica per duttilità, giusto il contenuto del voto nr. 155/2010 del Consiglio superiore dei LL.PP., è possibile tralasciare le prescrizioni contenute nel cap. 7 e adottare unicamente quelle del cap. 4. Rinunciando ai benefici del campo dissipativo non vi è ragione per attuare i dettagli costruttivi contenuti nel capitolo 7.4. 6..