Progettazione strutturale antincendio

Il libro "Progettazione strutturale antincendio" fornisce una solida base per l'impostazione della progettazione antincendio delle strutture sviluppando esempi elementari e arrivando ai casi più complessi riguardanti l’analisi strutturale in campo nonlineare di costruzioni soggette ad incendio. Sono concentrati gli aspetti più prettamente teorici e numerici, che sono d’obbligo a chi vuole entrare nel profondo del tema dell’analisi nonlineare.

Questo libro espone i concetti fondamentali per la progettazione strutturale in caso di incendio e presenta la metodologia per lo sviluppo delle analisi strutturali che ne sono alla base. Attraverso tali analisi si simula realisticamente il comportamento di una costruzione, se ne valuta la effettiva capacità portante con una impostazione prestazionale e se ne giudica la robustezza contro un’azione estrema come l’incendio.

L’attenzione è rivolta particolarmente alle costruzioni in acciaio che, per la suscettibilità di questo materiale alle alte temperature, risultano in generale delicate in caso di incendio: in questo caso però, una oculata organizzazione degli elementi strutturali può condurre ad un idoneo sistema strutturale e proprio una corretta analisi può efficacemente supportare una progettazione economicamente vantaggiosa.

Il testo riassume circa quindici anni di insegnamento, ricerca, consulenza e partecipazione a comitati normativi dei tre autori nel campo della progettazione strutturale antincendio e presenta precisi esempi sviluppati con il codice di calcolo commerciale Straus7.

Struttura del libro 

Capitolo 1 – BASI DELLA PROGETTAZIONE STRUTTURALE

Capitolo 2 – UNO SGUARDO PIU’ AMPIO SULLA PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO

Capitolo 3 – L’AZIONE INCENDIO E LA SUA MODELLAZIONE

Capitolo 4 – COMPORTAMENTO FISICO E MECCANICO DEI MATERIALI SOGGETTI AL FUOCO

Capitolo 5 – ASPETTI ELEMENTARI DEI FENOMENI DI INSTABILITA’

Capitolo 6 – ULTERIORI ASPETTI DEL COLLASSO PER INSTABILITA’ DI COLONNE

Capitolo 7 – MODELLAZIONE DI TRAVI E TELAI SOGGETTI A INCENDIO

Capitolo 8 – MODELLAZIONE DI EDIFICI IN ACCIAIO IN CASO DI INCENDIO .

Capitolo 9 – METODI NUMERICI PER L’ANALISI NONLINEARE DELLE STRUTTURE

L'importanza delle analisi strutturali per la sicurezza antincendio 

L’implementazione di procedimenti di analisi non lineare delle strutture sia per materiale sia per geometria, con dipendenza dall’evoluzione della temperatura sulla struttura, risulta necessaria in caso di incendio per almeno tre motivi:

- il primo motivo è dato dalla necessità di simulare realisticamente il comportamento strutturale: l’insieme di differenti simulazioni possono illustrare la risposta di una costruzione, a livello qualitativo prima che quantitativo. Nella fase di progettazione quindi, tali simulazioni possono così condurre scelte concrete e consapevoli (Fire Safety Engineering). Nel caso dell’analisi postuma di un incidente invece, quali quelle svolte in un processo tipico di ingegneria forense, le simulazioni sono di supporto alla spiegazione dell’evento, nelle sue origini e nel suo sviluppo;

- il secondo motivo riguarda la reale capacità di sviluppare un progetto con una impostazione prestazionale: in questo caso, infatti, si ha la necessità di vedere l’influenza delle varie scelte progettuali sul comportamento strutturale e il riverbero che queste scelte hanno sulla sicurezza. Tale operazione necessaria, può essere correttamente svolta, solo grazie all’ausilio dei suddetti procedimenti di analisi strutturale, i quali permettono una classificazione quantitativa delle prestazioni strutturali fornite dalle varie scelte;

- l’ultimo motivo riguarda gli effetti estremi che un’azione accidentale come l’incendio può comportare, connessi al carico di incendio. Infatti, se è vero che la progettazione strutturale è solo una parte del processo complessivo con cui ci si protegge dall’incendio, è anche vero che la robustezza strutturale, intesa come la capacità di una costruzione di incassare passivamente un simile scenario accidentale senza collassi sproporzionati, risulta essenziale per poter confinare l’evento negativo qualora questo si sia manifestato, garantendone la capacità portante. Queste analisi strutturali in campo nonlineare sono quindi necessarie per valutare la robustezza strutturale.

Il riferimento è particolarmente rivolto alle costruzioni in acciaio che, per la suscettibilità del materiale alla trasmissione del calore, risultano in generale più delicate rispetto a quelle in calcestruzzo armato in caso di incendio. Anche in questo caso però, una oculata organizzazione degli elementi strutturali può condurre ad un idoneo sistema strutturale e una corretta analisi può supportare una progettazione anche economicamente vantaggiosa.

Volendo avere un taglio operativo, in tutto il testo per lo sviluppo degli esempi di calcolo strutturale, si utilizza il diffuso codice di calcolo commerciale Straus7.

Il presente libro riassume circa quindici anni di insegnamento, ricerca, consulenza e partecipazione a comitati normativi dei tre autori nel campo della progettazione strutturale antincendio, e vorrebbe essere principalmente uno strumento sintetico e pratico per affrontare il delicatissimo tema delle costruzioni soggette ad incendio.

Questo libro espone i concetti fondamentali per la progettazione antincendio di strutture, principalmente in acciaio, e introduce l’impostazione delle necessarie analisi strutturali che ne sono alla base.

Tali analisi presentano diversi caratteri di complessità: prima di tutto, è evidente la necessità di tenere in conto il comportamento nonlineare del materiale e la dipendenza delle caratteristiche meccanico-fisiche di questo dalla temperatura; inoltre, riducendo la temperatura considerevolmente la rigidezza del materiale, è implicita la necessità di tenere in conto anche i grandi spostamenti che una struttura può esibire, e il riflesso che questi hanno sull’equilibrio. 

Il manuale fa parte della Collana Progettazione