ISOLATORI SISMICI

Interponendo gli isolatori tra le fondazioni e le strutture in elevazione si disaccoppiano le frequenze del sisma dalle frequenze della struttura in elevazione e si evita così l'insorgere di fenomeni di risonanza. Per ottenere questo risultato il sistema di isolamento deve essere progettato in modo tale che la struttura isolata abbia un periodo proprio fondamentale superiore ai 2,0 - 2,5 sec e almeno triplo rispetto al periodo proprio della stessa struttura non isolata. In questo modo la struttura isolata si comporta durante il sisma quasi come un corpo rigido che tende a rimanere fermo rispetto alle vibrazioni del terreno. Oltre alla riduzione delle forze orizzontali per effetto dell'aumento del periodo fondamentale (e quindi delle sollecitazioni interne alla struttura) c'è anche la riduzione delle forze dovuta agli alti valori dello smorzamento relativo offerti dal sistema di isolamento. Utilizzando gli isolatori sismici si progetta una struttura che rimane in campo elastico anche durante i terremoti più violenti e conserva integre le capacità dissipative di energia offerte dalla duttilità. La protezione dal sisma è così globale: non solo si prevede che l'edificio non debba crollare (salvare vite umane) ma si preservano intatte le strutture, i tamponamenti, gli impianti, ecc.
Si possono considerare tre categorie di isolatori e diversi tipi per ogni categoria. I diversi dispositivi possono essere anche utilizzati in modo complementare nella stessa struttura:
Isolatori elastomerici. Hanno una elevata rigidezza verticale e una bassa rigidezza orizzontale che consente di portare il periodo proprio della struttura isolata fuori dal campo delle frequenze dei terremoti. Ne esistono di diversi tipi:
- i più semplici e i più collaudati sono quelli realizzati in elastomero (a basso o ad alto smorzamento) armato con lamierini metallici;
- esistono anche isolatori elastomerici che hanno inserito al loro interno un blocco di piombo che consente un'ulteriore capacità dissipativa di energia;
Isolatori a scorrimento. Consentono di limitare ad un valore prefissato (molto basso) la forza totale orizzontale di natura dinamica che sollecita la struttura durante il sisma (taglio totale alla base). Anche di questa famiglia ne esistono di diversi tipi:
- Isolatori a scorrimento (acciaio-teflon) su superfici piane ad attrito radente con o senza lubrificazione; questi isolatori necessitano di un sistema elastico di ricentramento dopo il sisma e possono essere associati ad isolatori elastici elastomerici che assolvono tale funzione;
- Isolatori a pendolo scorrevole, semplice, doppio o triplo, sempre a scorrimento (acciaio teflon) come i precedenti ma lo scorrimento avviene su superfici sferiche il che consente l'autocentramento della struttura dopo il sisma;
- Isolatori metallici a rotolamento. Consentono di isolare anche strutture leggere e flessibili sfruttando il basso valore dell'attrito volvente. Esistono già numerose applicazioni in Giappone mediante isolatori metallici a ricircolo di sfere o su rulli.

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