Autore: Fabio Faticoni
Relatore: Pietro Crespi, Gianpietro Locatelli
Azienda: ETS Engineering and Technical Services S.p.A.
Master: Progettazione sismica delle strutture per costruzioni sostenibili a.a. 2015-16
La corretta valutazione degli effeti sismici su macroelementi impiantistici è fondamentale per la gestione di un intero impianto, sia per quanto riguarda evidenti ragioni legate alla salvaguardia della vita umana, sia per quanto attiene questioni economiche legate alla gestione di un impianto (specie in caso di interruzione temporanea di funzionamento). E’ il caso di impianti nei quali sono presenti serbatoi criogenici destinati allo stoccaggio di Anidride Carbonica CO2 per i quali è fondamentale, per le ragioni sopra esposte, dimensionare idoneamente il sistema di ancoraggio dei serbatoi alla platea di fondazione in calcestruzzo armato. Chiaramente, per tale dimensionamento è necessario considerare anche tutti i carichi usualmente applicati alle strutture più comuni – permanenti ed accidentali – i quali, nel caso in oggetto, sono rappresentati dal: peso proprio della struttura, peso del fluido contenuto, pressione del fluido, azione del vento, azione della neve. Gli effetti del sisma possono poi essere valutati introducendo, in un apposito modello ad elementi finiti (FEM), l’azione sismica attraverso la normativa italiana (Norme Tecniche per le Costruzioni, NTC 2008) o quella europea (nello specifico: Eurocodice UNI EN 1998-4:2006 Parte 4: Silos, serbatoi e condotte). In merito si specifica che la norma italiana non esamina in maniera dettagliata l’azione sismica per i serbatoi (pertanto, nel caso in esame, può essere utile rifarsi al paragrafo 7.3.2. del D.M. 2008 “Criteri di progettazione di elementi strutturali secondari ed elementi non strutturali”) al contrario di quella europea che propone una trattazione approfondita, ponendo le basi del calcolo dell’azione sismica sulle tre tipologie di pressione idrodinamica: impulsiva rigida, impulsiva flessibile e convettiva. Dal confronto degli effetti sollecitanti, ottenuti utilizzando la norma italiana e quella europea, si ritrovano importanti differenze nei casi in cui il serbatoio sia snello (cioè con altezza maggiore a 4 volte il raggio). In tal caso il contributo convettivo tende ad annullarsi mentre la componente impulsiva prevale (tende ad aumentare) poiché tutto il fluido contenuto nel serbatoio tende a muoversi rigidamente con esso. Ciò premesso, a seconda dei casi, si è adottata la norma più conservativa per valutare le sollecitazioni di trazione e di taglio alla base del serbatoio. Tali sollecitazioni sono state ottenute attraverso il suddetto FEM, conducendo un’analisi dinamica lineare con spettro di risposta. Note le sollecitazioni alla base è stato quindi possibile dimensionare l’ancoraggio del serbatoio alla platea di fondazione e, conseguentemente, verificare il dimensionamento applicando le norme europee EOTA TR 029 e EOTA TR 045.