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Scelta della forma strutturale e regolarità

La simmetria in pianta consente di ridurre per quanto possibile gli effetti torsionali nella risposta complessiva dell’edificio al sisma. Tali effetti sono dannosi e pericolosi perché tendono a sollecitare in modo eccessivo le membrature più lontane dal centro di rotazione. Questo comportamento degli edifici irregolari in pianta riduce la duttilità globale e la capacità di ridistribuzione delle sollecitazioni; infatti i telai o i muri di taglio finiscono per essere impegnati in modo differente dall’azione sismica e i meccanismi di plasticizzazione e il raggiungimento dello stato limite ultime si ripartiscono in modo disuniforme all’interno della struttura.
Per questa ragione l’Eurocodice 8 e l’Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3274 considerano regolare in pianta un edificio la cui planimetria sia iscrivibile in un ret-tangolo di dimensioni tra loro in rapporto non superiore 4 a 1. Sono possibili rientranze o sporgenze a patto che non superino il 25 % della corrispondente dimensione. Inoltre i solai devono poter essere considerati rigidi nel loro piano. Se i solai non rispettano quest’ultima condizione, o se il rapporto dimensionale planimetrico è superiore a 4 la capacità della struttura orizzontale di ridistribuire il taglio sui diversi elementi verticali si riduce e può es-sere valutata con maggiore incertezza.
La regolarità in elevazione gode della proprietà di rendere assolutamente prevalente il primo modo di vibrare rispetto ai modi più alti.
Questa proprietà consente di limitare l’onere di analisi e di adottare criteri semplificati come l’analisi statica lineare.
La regolarità in altezza viene considerata assicurata se sussistono alcune condizioni geome-triche e alcune condizione meccaniche ben precise.

Le masse e le rigidezze devono essere costanti lungo l’altezza oppure diminuire gradual-mente dal basso verso l’alto in misura non superiore al 20% tra due piani adiacenti. La variazione di larghezza tra due piani adiacenti non deve mai essere superiore al 10 % della larghezza inferiore. La rastremazione complessiva dalla base alla sommità non deve superare il 30 % della larghezza di base.
Infine, eseguita l’analisi della struttura e calcolata la resistenza richiesta alle membrature di ogni piano sotto l’azione del terremoto, occorre valutare i rapporti tra le resistenze effettivamente disponibili e quelle richieste. L’edificio non è considerato regolare in altezza se tra due piani diversi la differenza tra tali rapporti è superiore al 20 % del più grande di essi.
La ragione di questa regola sta nell’esigenza di distribuire i meccanismi di plasticizzazione su maggiore numero di piani e di elementi strutturali per garantire una duttilità elevata ed evitare meccanismi di collasso localizzati. Le ragioni del mancato rispetto possono consi-stere nella scelta di un metodo di analisi non idoneo oppure in una sopravalutazione del fattore di struttura “q”, ossia nell’ipotesi che la duttilità fosse più alta di quanto realmente riscontrabile.
Ove possibile, il rispetto di questo criterio di regolarità dovrebbe essere ottenuto modificando la quantità di armatura dei pilastri senza intervenire troppo drasticamente sulla geometria per evitare di perturbare la distribuzione delle rigidezze.
Per quanto riguarda il criterio di limitazione sulla valutazione di rigidezza, tale criterio rappresenta, come prospettato dall’Ordinanza 3274 nella sua prima veste, un criterio piuttosto difficile da rispettare poiché la rigidezza dipende dal rapporto tra il taglio di piano e il conseguente spostamento di interpiano. Si tenga presente che un edificio intelaiato con pilastri perfettamente uguale dalla base alla sommità ed equamente distribuiti in altezza, e con solai tutti egualmente rigidi, può non risultare regolare perché la deformabilità di piano rimane pressappoco costante, ma il taglio di piano cresce dalla sommità verso la base.
Le strutture in cemento armato con tamponamenti in muratura non collaboranti, costruiti dopo la maturazione della struttura, tradizionalmente considerati elementi non strutturali richiedono criteri di modellazione ed analisi che tengano conto degli effetti dei tamponamenti.