Muri di studio cruciali per la progettazione di case antisismiche

Immaginate un improvviso terremoto che scuote la vostra casa. Cosa vi preoccupa di più?un'idea sbagliata comune è persistaIl progetto di costruzione di un edificio con un'elevata resistenza sismica è stato realizzato con l'obiettivo di sviluppare un sistema di costruzione di pilastri robusti che garantiscano la sicurezza sismica dell'edificio.

I pilastri servono come componenti portanti verticali, trasferendo il peso di pavimenti, pareti e tetti sulle fondamenta.agiscono come giganti silenziosi che tengono insieme la strutturaNell'architettura tradizionale giapponese, spessi pilastri centrali (daikoku-bashira) erano considerati l'anima di una casa.L'ingegneria moderna consente ora calcoli strutturali precisi per determinare dimensioni e posizionamento ottimali dei pilastri, garantendo la sicurezza anche senza pilastri di grandi dimensioni.

La costruzione moderna utilizza in genere tre tipi di pilastri:

• Colonne trasversali:Si estendono su più piani, dalle fondamenta al tetto, e sono spesso posizionati in angoli critici, formando la spina dorsale della struttura.
• Pilastri di tubi:Limitati a piani singoli, questi sostengono solo il loro pavimento e le pareti immediate senza allineamento verticale continuo.
• Pilastri intermedi:Posizionati tra i pilastri principali, questi sostengono principalmente le pareti interne senza sostenere i carichi strutturali del nucleo dell'edificio.

Lo spessore dei pilastri varia in base alla posizione e all'altezza dell'edificio.i pilastri possono estendersi fino a 135 mm ≈ 180 mmTuttavia, lo spessore da solo non garantisce la resistenza ai terremoti, la posizione strategica e la sinergia con altri elementi strutturali sono molto più importanti.I pilastri di dimensioni eccessive possono solo gonfiare i costi senza benefici proporzionati di sicurezza.

Mentre i pilastri sopportano carichi verticali, vacillano contro le forze orizzontali dei terremoti.pareti di taglioQueste pareti appositamente progettate agiscono come barriere simili all'acciaio, assorbendo gli urti laterali e impedendo il crollo.Creano un sistema di doppia difesa contro stress sia verticali che orizzontali.

Introdotto nel 2000, il sistema di classificazione sismica giapponese valuta gli edifici attraverso calcoli strutturali che valutano la quantità/forza delle pareti, la durata dei componenti e la stabilità delle fondamenta:

• Grado 1:Risponde agli standard legali minimi, resistente ai terremoti fino a intensità 6 ̊7 (eventi di 100 anni).
• Grado 2:1.25 volte piu' forte del grado 1.
• Grado 3:1.5 volte più resistente del grado 1, che rappresenta la massima resistenza al terremoto.

Questo sistema di classificazione conferma che lo spessore del pilastro da solo non può garantire la sicurezza.

Le strutture tradizionali in legno spesso incorporano trapianti diagonali (sukashigoi) tra i pilastri, migliorando significativamente la resistenza al terremoto e al vento.Gli edifici in acciaio ottengono un rinforzo simile grazie a cornici armateIn particolare, gli antichi templi evitavano le apparecchiature usando pilastri eccezionalmente spessi.

Il "tasso di allineamento verticale" misura l'allineamento coerente dei pilastri e delle pareti di taglio tra i pavimenti.I tassi più elevati assicurano che le forze sismiche si trasmettano senza intoppi alle fondamenta..

Le pareti non taglianti (come quelle con finestre) devono essere distribuite con attenzione per evitare la creazione di zone deboli.

Le connessioni tra pilastri, travi e fondazioni sopportano uno stress estremo durante i terremoti.mentre le strutture in legno tradizionali si basano su giunti a morticcia e tenone, un progetto vulnerabile al distaccoLa costruzione moderna in legno utilizza sempre più i connettori metallici per rafforzare questi punti critici.

Gli edifici più vecchi possono migliorare la resistenza al terremoto attraverso rinforzi metallici convenienti ai giunti chiave.

Gli edifici più leggeri hanno in realtà prestazioni sismiche migliori. Durante la scossa, l'inerzia genera forze opposte proporzionali al peso della struttura, quindi riducendo la massa diminuisce le forze sismiche distruttive.

Le piante rettangolari o quadrate distribuiscono l'energia sismica in modo più uniforme rispetto alle forme complesse, che rischiano di concentrare lo stress a giunzioni irregolari.

Le basi geologiche solide sono essenziali. Il Portale della mappa dei pericoli del Giappone aiuta a valutare i rischi sismici locali nella selezione dei siti di costruzione.

• Resistenza al terremoto:Rafforza i materiali (pareti di taglio, apparecchi ortodontici) per resistere direttamente alle scosse.
• Dammaggiamento sismico:Usa assorbitori idraulici per dissipare l'energia sismica.
• Isolamento della base:Separa l'edificio dal terreno utilizzando cuscinetti di gomma, impedendo la trasmissione degli urti (più efficace ma costoso).

Il metodo SE (Structural Engineering) ottiene i massimi gradi sismici (Grado 3) riducendo al minimo i pilastri e le pareti, consentendo pianificazioni flessibili.L'uso di legno leggero con connettori metallici crea cornici rigide che funzionano perfettamente durante i grandi terremoti come i terremoti di Tohoku 2011 e Kumamoto 2016.