Innovazione Sismica: Scopri il potenziale del Sistema NPS^®

L’intervento di Tecnostrutture durante il WCEE 2024 

Tecnostrutture parteciperà attivamente al World Conference on Earthquake Engineering (WCEE) 2024, dove presenteremo un intervento approfondito sul tema dell'innovazione sismica, con particolare attenzione al potenziale rivoluzionario del Sistema NPS^®.

In anteprima l'Abstract del nostro articolo, scritto in collaborazione con l’Università di Washington e l’ufficio tecnico di Tecnostrutture.

Regole di progettazione per un telaio sismico in struttura mista acciaio-calcestruzzo realizzato con NPS "New Performance System"

I telai sismo-resistenti (MRF) realizzati in calcestruzzo armato (RC) sono tradizionalmente la più comune soluzione utilizzata per resistere a sollecitazioni in zona sismica; in passato tale tecnologia ha avuto ampi approfondimenti che han portato ad affinare le modalità di calcolo e perfezionare i dettagli costruttivi. Nel corso degli anni la volontà di sviluppare soluzioni strutturali alternative più affidabili, sicure, efficienti ed economiche ha portato a definire sistemi costruttivi ibridi e dalle alte performance. Tra queste, il telaio strutturale realizzato con il Sistema NPS^® rappresenta una promettente soluzione per realizzare edifici in modo veloce e mantenendo alte le performance strutturali. Il Sistema NPS^® presenta diversi vantaggi rispetto i telai gettati in opera in calcestruzzo armato (RC MRFs): velocità di realizzazione, miglioramento della sicurezza in cantiere durante le fasi di costruzione e incremento della durabilità dell’opera. La natura industrializzata dei componenti del sistema si presta a strutture anche di grande importanza come ospedali o strutture direzionali.

Il sistema NPS^® è un sistema a telaio misto acciaio-calcestruzzo, realizzato da una colonna saldata in acciaio strutturale e da travi autoportanti definite in letteratura “CSTC” (Composite Steel Truss Concrete beam, denominate NPS^® Basic). Le travi sono realizzate con un piatto inferiore che funge da corrente teso (in campata) e con una reticolare, in profili commerciali pieni, saldata superiormente che si compone di elementi verticali piegati (che fungono da armatura a taglio) ed elementi lineari superiori (armatura compressa). Il sistema è completato da un getto di calcestruzzo in opera una volta posizionati gli elementi prefabbricati. La continuità strutturale attraverso il nodo trave-colonna tra due travi attigue è ottenuta mediante il posizionamento di armature integrative ad aderenza migliorata attraverso il giunto stesso (in analogia al’ RC MRFs). Le armature vengono inserite attraverso finestrature della colonna saldata, dopo che le travi reticolari sono state posizionate sulle apposite mensole e prima del getto di calcestruzzo.

In presenza di sollecitazioni sismiche, si prevede che lo snervamento a flessione nella travata continua si verifichi in primis all'interfaccia trave-colonna, dove le travi NPS^® sono appositamente dimensionate a flessione, poiché in quella sezione solo le armature di continuità forniscono resistenza flessionale. Il sistema è progettato in Capacity Design, con i meccanismi flessionali alle estremità delle travi in protezione dei restanti meccanismi fragili e dei danni alle colonne. Il presente articolo fornisce una panoramica sul Sistema NPS^® e riassume i risultati di recenti indagini sperimentali e numeriche che supportano la metodologia di progettazione descritta. Se progettato correttamente, il Sistema NPS^® può raggiungere elevati livelli di resistenza, rigidezza, duttilità e dissipazione di energia, raggiungendo i target di prestazione sismica, tra cui eguagliare o superare le prestazioni dei tradizionali telai RC conformi all'Eurocodice, necessari per ottenere una duttilità moderata.