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Edilizia antisismica

La miglior tutela dalle conseguenze di un terremoto è data dalla costruzione secondo i criteri antisismici, il cui obiettivo principale è evitare il crollo degli edifici scongiurando così il rischio di morti e feriti. L’edilizia antisismica contribuisce inoltre, ove necessario, a mantenere intatta la funzionalità di un edificio in caso di evento così come a limitare i danni indiretti, ad es. quelli causati dagli incendi.

I danni agli edifici sono previsti a partire da un’intensità di VI gradi circa. In Svizzera la probabilità di un evento simile nei prossimi 100 anni è pari al 75% circa.

Nel nostro paese sono numerosi gli edifici che presentano una sicurezza sismica insufficiente. Ciò è dovuto alle carenze normative al momento della costruzione o a un lacunoso rispetto dei requisiti di una costruzione antisismica. In Svizzera i requisiti per una costruzione antisismica di nuovi edifici sono specificati nelle norme SIA 261 ss., mentre quelli per le trasformazioni e gli interventi di conservazione nel foglio informativo SIA 2018.

In Svizzera l’attività di costruzione è regolata dalla legislazione cantonale. Alcune legislazioni hanno stabilito esplicitamente l’osservanza delle norme vigenti della Società svizzera degli ingegneri e degli architetti SIA. Inoltre, alcuni Cantoni impongono condizioni antisismiche nell’ambito della procedura per la licenza di costruzione:

  • Argovia
  • Basilea Città
  • Berna
  • Friburgo
  • Giura
  • Lucerna
  • Nidvaldo
  • Vallese
Riferimenti: UFAM “Nouvelles constructions parasismiques” (17.02.2015)

Le nuove opere edili devono essere disegnate, progettate e costruite in stretta collaborazione tra architetto e ingegnere secondo gli standard antisismici contenuti nelle norme SIA in vigore.

Dall’introduzione nel 2003 delle norme sulle strutture portanti SIA 260 ss. vigenti per le nuove costruzioni, tutti i committenti possono calcolare e progettare una struttura portante secondo la moderna normativa antisismica e garantire così un elevato livello di sicurezza. La progettazione, i calcoli, il dimensionamento, la configurazione costruttiva e la qualità dell’esecuzione dei lavori sono determinanti ai fini della sicurezza sismica e della vulnerabilità degli edifici. Quando questi aspetti vengono concordati in stretta collaborazione tra l’architetto e l’ingegnere civile, i costi per il rispetto dei requisiti antisismici raggiungono appena l’1% del costo totale dell’opera.

Progettazione antisismica

La tempestiva e stretta collaborazione tra architetto e ingegnere civile diventa fondamentale nella fase di progettazione dell’edificio secondo i criteri antisismici, perché permette di coniugare in modo ottimale gli interessi architettonici e la sicurezza sismica. Un edificio conforme ai criteri antisismici possiede una struttura portante robusta in grado di riprendere le azioni sismiche orizzontali. Gli elementi irrigidenti (ad es. le pareti o i tralicci di controventamento) devono essere continui dalla fondazione fino alla sommità dell’edificio e disposti nel modo più simmetrico possibile. Gli elementi irrigidenti e le solette devono essere collegati monoliticamente.

Anche gli elementi strutturali secondari (facciate, pareti divisorie, soffitti ribassati, impianti, installazioni e altro) come pure eventuali armadi o simili devono essere fissati correttamente secondo criteri antisismici.

Importanti parametri

La pericolosità sismica di un sito e l’importanza dell’edificio sono determinate da tre importanti parametri della norma SIA 261 in vigore.

  • Zona sismica

Regione per cui si assume una pericolosità sismica omogenea. L’influsso di questo parametro sulle azioni sismiche definite dalla norma variano tra 1 (zona 1) e 2,7 (zona 3b).

  • Classe del terreno di fondazione

Assegnazione del sottosuolo locale a una delle sei classi definite (A a F) con relativo potenziale di intensificazione delle azioni sismiche.

  • Classe d’opera (CO)

Assegnazione di un edificio a una delle tre classi d’opera definite a seconda dell’importanza e del danno potenziale. L’influsso di questo parametro sulle azioni sismiche definite dalla norma varia tra 1 (CO I) e 1,4 (CO III).

Link
  • Foglio informativo dell’UFAM “Edilizia antisismica in Svizzera - Come e perché?”
  • Rapporto dell’UFAM “Conception parasismique des bâtiments – Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrage et autorités"
Riferimenti: UFAM “Transformations et réfections” (17.02.2015)

Il momento in cui si progetta di realizzare una trasformazione o un intervento di conservazione offre l’occasione per chiarire se è opportuno verificare anche la sicurezza sismica dell’edificio in questione. L’obiettivo di un simile chiarimento è stabilire se la sicurezza sismica dell’opera interessata è sufficiente o se è necessario adottare misure di sicurezza sismica.

Nel nostro paese sono numerosi gli edifici che presentano una sicurezza sismica insufficiente se rapportata ai requisiti posti oggi alle nuove costruzioni. Spesso il motivo è dovuto alla mancanza di una legislazione al momento della costruzione, in altri casi al mancato rispetto dei requisiti di sicurezza sismica. Questi edifici sono potenzialmente a rischio di crollo, e già in caso di terremoti relativamente deboli subiscono spesso notevoli danni.

Quando si progetta una trasformazione o un intervento di conservazione, occorre chiarire tempestivamente con l’ingegnere civile se è opportuno o necessario verificare anche la sicurezza sismica. Fattori determinanti sono il genere e la portata dell’intervento previsto, il sospetto di una scarsa sicurezza sismica, l’ammontare dell’investimento, il valore dell’edificio e la durata di vita residua. La verifica della sicurezza sismica deve essere effettuata per tempo, in modo che le eventuali misure necessarie possano essere integrate tempestivamente nel progetto dell’opera.

Nel quando di una verifica svolta a regola d’arte secondo il quaderno tecnico SIA 2018 “Verifica antisismica di edifici esistenti” vengono rilevati i difetti strutturali e costruttivi che pregiudicano la sicurezza sismica e, sulla base dei risultati della valutazione, viene calcolato il cosiddetto fattore di conformità αeff. Il fattore di conformità descrive in quale misura l’edificio verificato risponde alle esigenze di sicurezza sismica specificate nelle norme sulle strutture portanti attualmente in vigore. Se il fattore di conformità raggiunge o supera il valore di 1,0, significa che tali esigenze vengono integralmente soddisfatte. Secondo il quaderno tecnico SIA 2018, la sicurezza per le persone richiede un fattore di conformità pari almeno a 0,25 (0,4 per edifici della classe d’opera CO III, come ad es. ospedali acuti, edifici dei vigili del fuoco).

Se il fattore di conformità è inferiore a 0,25 (o a 0,4 per COIII), la sicurezza sismica è insufficiente.

In questo caso occorre tassativamente adottare le misure necessarie per rispondere ai requisiti minimi previsti per gli edifici esistenti. Questi vengono soddisfatti quando il fattore di conformità raggiunge un valore di 0,25 (o di 0,40 per COIII).

Se il fattore di conformità è compreso tra 0,25 (o 0,4 per COIII) e 1,0 la sicurezza sismica è scarsa.

In questo caso, se il rapporto tra costi e benefici è accettabile, la sicurezza sismica deve essere ulteriormente migliorata. L’obiettivo è sostanzialmente quello di soddisfare il livello previsto dalla normativa per gli edifici nuovi. Se ciò non fosse possibile, occorre realizzare almeno gli interventi di miglioramento che risultano ancora accettabili.

Se il fattore di conformità è superiore o uguale a 1,0 la sicurezza sismica è garantita ai sensi delle norme vigenti.

In questo caso i requisiti posti alle nuove costruzioni vengono soddisfatti integralmente. Non è necessario nessun intervento.

Se la sicurezza sismica è insufficiente o scarsa, è necessario proporre le necessarie misure di miglioramento della sicurezza sismica e valutare la loro proporzionalità. I costi delle possibili misure costruttive o funzionali variano notevolmente da un caso all’altro. Di norma, eventuali sinergie con un progetto di costruzione programmato influiscono positivamente sulla proporzionalità di costi e benefici.

Link
  • Foglio informativo dell’UFAM “La sicurezza sismica del nostro edificio è sufficiente? – Verificare e migliorare la sicurezza sismica: quando e perché?”
  • Rapporto dell’UFAM “Confortement parasismique de constructions – Stratégie et recueil d’exemples en Suisse”
Riferimenti: UFAM “Eléments non structuraux, installations et équipements parasismiques” (17.02.2015)

I terremoti possono causare notevoli danni materiali agli elementi non strutturali, alle installazioni e alle attrezzature. È quindi opportuno mettere questi ultimi in sicurezza in modo che resistano alle scosse. Se gli elementi secondari o le attrezzature fisse possono costituire una minaccia per le persone, la struttura portante o la funzione di impianti importanti, si applicano i requisiti previsti dalla norma SIA 261.

Durante un terremoto gli elementi non strutturali, le installazioni e le attrezzature possono generalmente provocare danni molto ingenti. La loro integrità dopo un terremoto può essere determinate per decretare se l’edificio rimane funzionale o meno. Particolarmente vulnerabili sono ad esempio tramezze, tubazioni, soffitti ribassati, canali di ventilazione, sistemi di illuminazione, ascensori, elementi della facciata, cisterne, componenti dell’alimentazione elettrica di emergenza e mobilia.

Conformemente alla norma SIA 261 in vigore, occorre in particolare intervenire sugli elementi e le attrezzature fisse che possono minacciare le persone, danneggiare la struttura portante o pregiudicare il funzionamento di impianti importanti. Per numerosi casi pratici esistono metodi facili e a buon mercato per mettere in sicurezza gli elementi non strutturali, le installazioni e le attrezzature in modo che risultino più sicuri in caso di terremoto.