FEMA: quali sono i principali danni su elementi non strutturali

FEMA: quali sono i principali danni su elementi non strutturali

Spesso è difficile valutare quanto importante è la corretta progettazione degli elementi non strutturali e quali sono i danni economici che ne derivano in caso di sisma. FEMA, organo americano con l’obiettivo di mitigare i rischi da calamità naturali, nella guida pratica “Reducing the Risks of Nonstructural Earthquake Damage” definisce quali sono gli elementi non strutturali, quali sono i costi di investimenti per tre diverse tipologie edilizie e quali sono i fattori che portano ai danni degli elementi non strutturali.

Quali sono gli elementi non strutturali?
FEMA, divide gli elementi non strutturali in tre grandi famiglie, sottolineando che la lista degli elementi non strutturali è pressoché infinita e soprattutto in costante cambiamento, dovuto allo sviluppo tecnologico. Le tre macro-famiglie sono:

  • Componenti architettonici
  • Componenti meccanici, elettrici e tubazioni
  • Arredamenti, attrezzature e contenuti

La figura seguente riassume l’insieme degli elementi strutturali e non sulla sinistra e solo gli elementi strutturali sulla destra

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Quali sono i costi relativi degli elementi non strutturali?
Secondo FEMA, pensando ai costi totali di investimento, i componenti strutturali di un edificio commerciale sono di circa 15-25% dei costi totali, mentre gli elementi non strutturali e i contenuti pesano circa per il 75-85 % dei costi. È chiaro, quindi, che la maggior parte dell’investimento riguarda gli elementi non strutturali e i contenuti. La figura seguente, estratta da un’ indicazione degli investimenti tipici per Uffici, Hotel e Ospedali. Secondo questa gli edifici più impattati sono gli ospedali, dove i contenuti valgono per il 44% mentre gli elementi non strutturali valgono per il 48 %.

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Quali sono le principali cause che portano alla rottura degli elementi non strutturali?

Secondo i danni osservati durante gli ultimi eventi e da FEMA esistono 4 grandi famiglie di cause che provocano danni a seguito di un terremoto:

  • Forze inerziali. Quando gli elementi non strutturali non sono adeguatamente controventati o ancorati, le forze inerziali possono causare scivolamenti, oscillazioni, vibrazioni, urti con altri oggetti

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  • Giunti sismici, o elementi di disgiunzione tra due strutture. Spesso le linee impiantistiche attraversano un giunto sismico strutturale, o due diverse strutture. In questo caso, è consigliabile evitare questo tipo di attraversamento (impianti rigido che attraversa due strutture indipendenti), oppure utilizzare giunti sismici (in corrispondenza di giunti strutturali) che consentono lo spostamento nelle direzioni principali della tubazione. In questo caso è sempre preferibile utilizzare un controvento a 4 vie subito prima e subito dopo i giunti sismici.

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  • Interazione tra diversi elementi non strutturali che hanno diversi modi di vibrare. Questo dovuto a differenti caratteristiche dinamiche dei singoli elementi, differenti richieste a livello di controventi. Per esempio le testine sprinkler interagiscono con il controsoffitto, tubazioni adiacenti che non sono controventate di differenti forme, elementi sospesi che oscillando colpiscono partizioni o finestre.

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