Costruzioni in acciaio secondo l’approccio ingegneristico di progetto

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Limpostazione prestazionale delle strutture soggette a incendio, nellottica del cosiddetto Performance-Based Design (PBD), attiene alla valutazione del comportamento meccanico delle strutture esposte al fuoco

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  • 1. 09 Bontempi 05.08:. 15-05-2008 15:15 Pagina 92 acciaio e metodologia prestazionaleincendio, evidenziando i meccanismi ele-tivi globali e requisiti funzionali generali;mentari di risposta strutturale che sono fon- tale livello rende comprensibile qualitati-damentali per ottenere una risposta coeren- vamente cosa si vuole ottenere dallope-te e realistica dellintero sistema.ra strutturale, ed sviluppata dal Com-Infine si tratter della modellazione e allamittente con il supporto e il concerto di fi-discussione dei risultati delle analisi non li- gure tecniche quali Consulenti e Progetti-neari non stazionarie, di uno specifico edifi-sta; la descrizione qualitativa di quelloLimpostazionecio reale in acciaio di un certo impegno, og- che si vuole dallopera sviluppata attra-prestazionale getto di riabilitazione.verso affermazioni sintetiche (statement)delle strutture soggettedi carattere generale, quali, ad esempio:a incendio, nellottica Approccio prestazionaledel cosiddettonellingegneria strutturale a) la costruzione deve essere funzionalePerformance-Basedanche in presenza di situazioni am-Design (PBD), attienePrestazionale un termine che ha comin-bientali o accidentali estreme,alla valutazioneciato a diffondersi negli Anni Sessanta pro-b) la costruzione deve presentare la mi-del comportamento prio nel campo delle costruzioni soggette anore interferenza possibile con lam-meccanico rischio dincendio.biente circostante, ; in queste defi-delle struttureSuccessivamente, tale approccio stato nizioni, devono trovare posto le esi-esposte al fuocoadottato anche ad altre situazioni, in partico-genze di tutti gli interessati alla costru-lare in presenza di azioni sismiche, ed at-zione (stakeholders), sia espliciti comeCostruzioni in acciaiotualmente indicato come Performance-Ba-il Committente, sia impliciti come lased Design (PBD)1. Societ in genere, ad esempio parlan- Generalizzando il problema e facendo rife-do di sostenibilit e riciclabilit;secondo lapprocciorimento alla Figura 1, lapproccio prestazio-nale si presenta come una metodologia ordi- Livello 2: traduzione dei principi generalinata per lo sviluppo di un progetto, attraver-di progettazione indicati in termini quali-ingegneristico di progettoso lindividuazione dei seguenti successivi li-velli logici.tativi al livello precedente in quantit mi-surabili (performance), individuazione delloro metodo di misura (metrica, ovvero I Prof. Franco Bontempi Livello 1: individuazione dei principi ge-performance criteria), e scelta dei limitinerali di progettazione, in termini di obiet- accettabili (performance limits); I Ing. Chiara Crosti Livello 3: definizione di una soluzioneLapproccio prestazio-le si presenta come una me- progettuale preliminare; nel corso dellenale si presenta come todologia ordinata per lo svi-Franco Bontempi professore ordinario di Tecnica delle attivit progettuali, si ritorner a questo li- I Prof. Franco Bontempi I Ing. Chiara Crostiuna metodologia or- luppo del progetto, attraversoCostruzioni nella Facolt di Ingegneria dellUniversit divello ogni qualvolta le verifiche prestazio-Roma La Sapienza. Si occupa di analisi strutturale e pro-dinata per lo sviluppo dei moderni lindividuazione di successivi livelli logici. nali da svolgere nel livello inferiore risulti-gettazione prestazionale di edifici alti e ponti, coordinando progetti delle costruzioni, e in particolare diAllo stesso tempo esso pu rivestire unaun gruppo di ricerca tra i pi attivi nel settore del calcolo no non soddisfatte; quelle in acciaio particolare importanza in quanto permette al automatico e della modellazione strutturale. Livello 4: verifica delle capacit presta-Limpostazione prestazionale delle struttu-progettista di operare scelte differenti, in ter-Negli ultimi anni, stato membro della Commissione per ilzionali della soluzione definita al livello re soggette a incendio, nellottica del cosid-mini di componenti, per il raggiungimentoTesto Unico delle Norme Tecniche delle Costruzioni presso precedente; tale processo pu essereil Ministero delle Infrastrutture e del Comitato Scientifico detto Performance-Based Design (PBD), at- dei prescelti livelli prestazionali, garantendoper il Ponte sullo Stretto di Messina. Fa parte della realizzato secondo due approcci, norma- tiene alla valutazione del comportamentounottimizzazione del progetto e quindi, inCommissione Tecnica per la Sicurezza delle Costruzioni in ti di conseguenza con differenti codici: meccanico delle strutture esposte al fuoco. particolare, un vantaggio economico, inAcciaio in caso di Incendio. Svolge attivit di consulenza perUn progetto moderno delle costruzioni, e unottima generale di comprensione del qua-strutture speciali. 1) esplicito o prestazionale: si verifica di- in particolare di quelle di acciaio, deve tene- dro normativo. Chiara Crosti allieva del Dottorato di Ricerca in Ingegneria rettamente il raggiungimento delle ca- re presente molteplici aspetti legati sia alla Oltre allinquadramento normativo, vengo- Strutturale presso lUniversit di Roma La Sapienza, dovepacit prestazionali attraverso modelli funzionalit, sia alla sicurezza sia alla robu- no di seguito presentati gli aspetti fonda-si occupa di analisi strutturale e di progettazione di costru- analitici, modelli fisici, e la combina- stezza. In tal senso, lapproccio prestaziona-mentali dellanalisi strutturale in presenza dizioni soggette ad incendio ed esplosioni.zione delle due tecniche precedenti; 92antincendiomaggio 2008 maggio 2008 antincendio93

2. 09 Bontempi 05.08:. 15-05-2008 15:15Pagina 94acciaio e metodologia prestazionale acciaio e metodologia prestazionale zionali: si presuppone che, cos facendo, zionali, garantendo unottimizzazione del Livello 1 Obiettivi generalidai componenti si ottenga un insiemeprogetto e quindi, in particolare, un vantag-e requisiti funzionaliQualitativostrutturale soddisfacente;gio economico. in un codice prestazionale, invece, sono In passato la normativa antincendio era di Livello 2 Requisiti descritti e specificati i requisiti che una tipo essenzialmente prescrittivo, cio erano prestazionali struttura deve possedere e garantire, di- imposte delle prescrizioni, alle quali occorre- mostrando di ottenere tali requisiti conva attenersi, indipendentemente dal grado di Livello 3Scelta del livello lutilizzo di combinazioni diverse di diffe-rischio e dalla natura delledificio. di prestazioneQuantitativorenti elementi costituenti; questa intrin- Il nuovo criterio su cui basato il cosiddet-da garantire seca attenzione alla costruzione nella suato approccio ingegneristico, che si richiame- Livello 4 totalit che costituisce la cosiddetta vi-r brevemente nel paragrafo seguente, in- sione sistemica dellapproccio prestazio- vece di tipo prestazionale, cio la soluzione nale; secondo tale visione, pi impor- determinata dal Progettista, che, seguen- AttraversoAttraverso AttraversoAttraverso tante avere una chiara consapevolezza do una rigorosa procedura di valutazione del Modelli analiticiModelli fisici Analitici & FisiciMetodi prescrittivi dellorganizzazione della costruzione dicaso e applicando degli standard necessari, fronte ai differenti scenari di contingenza,riproduce una situazione prevedibile in casoMetodi prestazionaliMetodi prescrittiviche prestare attenzione a come fatto un dincendio e dimostra di raggiungere gli elemento strutturale, che alla fine, pur es-obiettivi di sicurezza fissati. Figura 1 - Struttura formale dellapproccio prestazionale alla progettazione (PBD)sendo singolarmente valido, pu non es- sere collocato o funzionare opportuna-Approccio ingegneristico 2) implicito o prescrittivo: si ritiene ade-bile comprendere al meglio il significato pra-mente nella costruzione (si pensi a unot-nel caso di strutture soggetteguata la costruzione realizzata secondotico dei quattro livelli di progettazione prima tima porta tagliafuoco che resta aperta). ad incendioregole tecniche specifiche e codificate. descritti: nel livello 1 si sceglie lobiettivo ge- nerale da garantire; nel livello 2 si localizzaA tal riguardo va messo in luce come un Lapproccio ingegneristico con il quale siQuesto processo di progettazione presta- linteresse agli elementi solai per i quali si in-approccio prestazionale permetta di operare affronta il problema dellazione dellincendiozionale riferito nella Tabella 1 a un caso ge- dividuano le prestazioni da garantire e i limi- scelte differenti in termini di componenti persulle strutture stato codificato nel 1998 connerale di un edificio. Dalla Tabella 1 possi-ti oltre i quali le prestazioni non si ritengonoil raggiungimento dei prescelti livelli presta- il rapporto tecnico ISO TR 13387 2 , (Fire Sa-pi soddisfatte; il livello 3 iden-tifica quali analisi condurre pertrovare i risultati richiesti; nel li- Livello 1 Ledificio deve essere funzionale Metodo PrescrittivoMetodo Prestazionalevello 4 si effettua la verificaprestazionale, cio si controlla Lobiettivo generale esplicitato nelle sue varie specificit;che i risultati ottenuti dallana- ad esempio, a proposito degli orizzontamenti (solai):lisi condotta siano effettiva-mente inferiori ai limiti stabilitiPerformance: rigidezza Si specificano: Si definiscono: Livello 2nel livello 2. In caso negativo, Performance Criteria:frequenza naturale di vibrazione Elementi costituenti Requisiti Prestazionalisi modifica lo schema proget- Performance Limits:> 10Hz, per i locali delledificiotuale, in altre parole il solaio. aperti al pubblico (flim); A proposito dellultimo livello> 5Hz, per gli altri locali(flim);e osservando la Figura 2, si Da ci si presuppone Da ci si scelgonolottentimento: pu affermare che: Scelta di una soluzione progettualeAnalisi modale per la Livello 3determinazione delle frequenze Requisiti Prestazionali Elementi costituenti proprie del solaio in un codice prescrittivo, icomponenti della struttura Verifica della capacit prestazionalef (Hz) < flim (Hz)(elementi costituenti) sono de-Livello 4Figur