In questo articolo andremo a definire il centro di massa e il centro di rigidezza in un edificio, fornendo tutte le indicazioni utili per calcolarli.
Uno dei primi passi per valutare la disposizione degli elementi sismoresistenti all’ interno di un edificio è quello di definire correttamente il centro di massa e il centro di rigidezza.
Il centro di massa è il punto nel quale viene concentrata tutta la massa dell’edificio durante un’analisi dinamica.
Una conseguenza di tale definizione è quella di applicare la forza di inerzia generata dal sisma su tale punto, considerando inoltre il moto di ciascuno punto presente nel piano solidale con quello del centro di massa.
L’ipotesi di base su cui si basa l’affermazione precedente è che l’orizzontamento si possa considerare infinitamente rigido, a patto che vengano rispettati i requisiti presenti nelle NTC 2018.
Infatti (paragrafo § 7.2.6 delle NTC 2018) : “A meno di specifiche valutazioni e purché le aperture presenti non ne riducano significativamente la rigidezza, gli orizzontamenti piani possono essere considerati infinitamente rigidi nel loro piano medio a condizione che siano realizzati in calcestruzzo armato, oppure in latero-cemento con soletta in calcestruzzo armato di almeno 40 mm di spessore, o in struttura mista con soletta in calcestruzzo armato di almeno 50 mm di spessore collegata agli elementi strutturali in acciaio o in legno da connettori a taglio opportunamente dimensionati.”
Inoltre, ipotizzando la distribuzione omogenea della massa dell’impalcato su tutta la superficie, il centro di massa tenderà a coincidere con baricentro geometrico.
Il centro di rigidezza è il baricentro delle rigidezze degli elementi sismoresistenti verticali, risultando quindi essere il punto di applicazione delle reazioni elastiche.
In questa fase è utile ricordare che gli elementi più rigidi assorbono una percentuale maggiore delle sollecitazioni rispetto a quelli meno rigidi.
Di conseguenza, è opportuno distribuire gli elementi sismoresistenti in maniera uniforme sulla superficie.
Un risultato di questa buona pratica è quello di far coincidere, per quanto è possibile, il baricentro delle rigidezze con quello delle masse al fine di evitare fenomeni torsionali sgraditi.
Per questo motivo, configurazioni simmetriche di masse e di rigidezze sono da preferire in fase di progettazione.
Bibliografia:
Carlo Marini, Claudio Mirarchi. (2016). Prontuario ragionato di calcolo strutturale per opere in c.a. e acciaio. Maggioli editore.
