Quanti controventi sismici? Gli interassi massimi in funzione dell’impianto

Quanti controventi sismici? Gli interassi massimi in funzione dell’impianto

Quando progettiamo il sistema di staffaggio di un impianto la prima domanda da porsi è ogni quanto dovremmo posizionare il supporto. Nella scelta entrano in gioco da due fattori:

  • peso per metro dell’elemento da sostenere
  • tipologia di impianto da sostenere

Il primo fattore serve per definire la resistenza statica della staffa: banalmente, maggiore sarà il peso degli elementi e servizi, che insistono in una determinata area di influenza, maggiore sarà la resistenza richiesta per il supporto o minore dovrà essere la distanza tra gli appoggi.
Il secondo fattore, ovvero la tipologia dell’impianto, è importante per evitare deformazioni dell’impianto stesso: nonostante le staffe siano progettate per sostenere il carico, bisogna anche tener conto della resistenza e rigidezza stessa dell’elemento da sostenere.

Questo viene anche evidenziato nella guida tecnica “Linee di indirizzo per la riduzione della vulnerabilità sismica dell’impiantistica antincendio che riassume la problematica della deformazione dell’impianto con questa figura.

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Questo concetto vale anche se ho forze orizzontali, come la forza sismica?
Sì. Lo stesso problema si presenta nel piano orizzontale delle linee impiantistiche, a causa delle forze inerziali orizzontali dovute dal sisma. In questo caso l’interasse da prendere in considerazione è quello delle sole staffe sismiche controventate, che dovranno assicurare la stabilità o il funzionamento degli impianti a seguito di un terremoto.
Seguendo le normative nazionali, ancora una volta, nonostante venga richiesto che l’impianto sia sismo-resistente, non esistono delle linee guida che danno dei riferimenti sulla resistenza degli impianti. Inoltre gli impianti sono costituiti da diverse tipologie di materiali, e risulta difficile valutare un interasse massimo univoco.
Un esempio, delle deformazioni che l’impianto può subire durante un sisma viene dato nella figura di seguito. Come fare per evitare queste deformazioni?

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Le normative americane ci aiutano, ancora una volta.
Come già visto in altri articoli, gli standard americani per la progettazione sismica di impianti, oltre a dare indicazioni e dettagli costruttivi, forniscono anche valori di interasse sismico massimo rispetto al tipo di impianto. È facile da comprendere che una tubazione meccanica in acciaio si deformerà meno rispetto a una canalina elettrica o a una condotta di ventilazione, ed è per questo che l’interasse sismico longitudinale e trasversale sarà maggiore nel primo caso rispetto agli altri due.
Un guida completa su questo tema è stata redatta a cura dalla Società ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers). Questo utile riferimento dal titolo “Practical Guide to seismic restraint”, ovvero guida pratica per i ritegni sismici, definisce chiaramente gli interassi sismici massimi (sia longitudinali che trasversali) dipendentemente da:

  • il tipo di impianto
  • la resistenza del sistema di controventamento dell’impianto
  • l’accelerazione sismica g.

Vediamo le principali indicazioni per tipi di impianto.

Impianto di ventilazione
Secondo la guida al capitolo 7 vengono dati, per le condotte di ventilazione interassi sismici, trasversali di circa 12 m per accelerazioni al suolo più modeste (0.25, 0.5 g) e pari a circa 6 m per accelerazioni al suolo alte (1.0 e 2.0 g). Per quanto riguarda invece gli interassi longitudinali sono rispettivamente pari a 24 m per accelerazioni al suolo modeste pari e 12 m per accelerazioni al suolo elevate.

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Impianti meccanici in acciaio con raccordi saldati o avvitati
Secondo la guida al capitolo 8 vengono dati, seguendo lo stesso criterio degli impianti di ventilazione, come interassi sismici trasversali che vanno da 6 a 15 m e interassi sismici longitudinali che vanno da 12 a 24 m

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Impianti meccanici in plastica (PVC)
Sempre secondo la guida, al capitolo 8 vengono dati come interassi sismici trasversali valori compresi tra 3 e 7 m e interassi sismici longitudinali che vanno da 6 a 12 m. Questo perché, ovviamente il PVC è un materiale meno resistente dell’acciaio.

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Come proseguire con il calcolo?
Dopo aver definito l’interasse massimo sismico secondo queste regole è possibile seguire i passi:

  • definire le aree di influenza sismiche;
  • definire la forza sismica nella direzione trasversale e longitudinale che dipenderà dal punto precedente;
  • valutare la resistenza della staffa controventata nei confronti dei carichi statici e sismici, come già fatto in un altro esempio,
  • utilizzare un software di calcolo per valutare la resistenza sismica del supporto controventato (come Hilti PROFIS Installation)
  • scegliere degli ancoranti sismici ETA C2 se necessario (come HUS3, HST3)
  • verificare gli ancoranti utilizzando il metodo di calcolo definito dal Technical Report EOTA TR045 (implementato nel software Hilti PROFIS Anchor)

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