Antisismicità

La sicurezza delle case di legno in caso di sisma

Una casa di legno, se ben progettata, ha una risposta nei confronti del sisma decisamente migliore rispetto a quelle con medesime caratteristiche architettoniche, costruite in muratura o in calcestruzzo armato.
Per comprendere le ragioni di tale affermazione cerchiamo di capire, in maniera semplice, come agisce un terremoto e quali siano i principi base della progettazione antisismica.

Come agisce un terremoto
L’azione che il sisma induce alla struttura è valutata attraverso l’azione orizzontale massima che si verifica in corrispondenza della zona di frattura, substrato.
La porzione di terreno che si trova tra il substrato ed il piano di posa delle fondazioni modifica il valore e l’andamento di tale accelerazione orizzontale, in funzione del periodo proprio di vibrazione dell’edificio, spettro di risposta elastico.
Pertanto, a parità di sisma, le strutture vengono diversamente eccitate in funzione del loro peso e del loro periodo proprio di vibrazione.

Principi di base della progettazione antisismica
L’obiettivo della progettazione antisismica è la salvaguardia della vita umana.
Per effetto dell’accelerazione, in funzione della massa dell’edificio, nascono delle forze orizzontali che generano sollecitazioni e quindi deformazioni. Per alcune categorie di strutture vengono ammesse deformazioni ben oltre il limite elastico, quindi tollerando danneggiamenti significativi, purché la struttura resti stabile, cioè non crolli, e capace di portare ancora i carichi verticali. Questo è in generale il caso degli edifici destinati a civile abitazione. Non possiamo, ad esempio, ammettere un tale comportamento per una centrale nucleare o per un diga o per le altre categorie di strutture ed infrastrutture definite strategiche. Queste strutture, nel loro ambito, devono restare in campo elastico.
Tale approccio alla progettazione antisismica viene comunemente indicato come “performance based design” nel quale la grandezza fondamentale della progettazione è la capacità di spostamento e non di resistenza. In altre parole è importante avere un comportamento duttile.

Da questa brevissima disamina emergono tre principali grandezze: accelerazione, periodo proprio di vibrazione e duttilità, che condizionano la progettazione antisismica.

Come si si comportano le strutture di legno nei confronti di queste tre grandezze?

Accelerazione, Periodo proprio di Vibrazione
A parità di sisma, una struttura di legno è soggetta a forze orizzontali di entità inferiore rispetto a quelle corrispondenti ad una struttura tradizionale in muratura o calcestruzzo per la leggerezza e per possedere periodi propri di vibrazione più alti.

Fig.1 – Accelerazione sul fabbricato in funzione del periodo proprio di vibrazione


Duttilità
Le strutture di legno, le cui tipologie strutturali più diffuse in Italia sono quelle in XLam e a telaio. Esse presentano duttilità concentrata in corrispondenza dei nodi, dove sono presenti connettori metallici in grado di deformarsi sensibilmente e quindi assecondare gli spostamenti.
In assenza di una corretta progettazione e costruzione sarebbero garantiti solo spostamenti elastici, di piccola entità, quindi senza deformazioni impresse perché il legno in sé è un materiale fragile, che però grazie alle connessioni, rende le strutture duttili.

Fig.2 – Elementi a duttilità concentrata in fondazione (sinistra) e in elevazione (destra)


L’obiettivo di garantire la salvaguardia della vita umana è assolutamente condivisibile. Ma anche il bene materiale non è da sottovalutare ed oggi una buona progettazione col legno strutturale è facilmente in grado non solo di salvaguardare l’incolumità degli abitanti, bensì lo stesso bene materiale.