Tesi etd-06122020-153729 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
VALLINI, LORENZO
URN
etd-06122020-153729
Titolo
Confronto tra l'approccio prescrittivo e l'approccio prestazionale nello studio della resistenza al fuoco delle strutture in calcestruzzo
Dipartimento
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA EDILE E DELLE COSTRUZIONI CIVILI
Relatori
relatore Prof. Croce, Pietro
relatore Prof. Marotta, Nicola
relatore Prof. Marotta, Nicola
Parole chiave
- calcestruzzo
- concrete structures
- fire safety engineering
- FSE
- prevenzione incendi
- resistenza al fuoco
- sicurezza delle strutture
Data inizio appello
06/07/2020
Consultabilità
Completa
Riassunto
Nell’ambito della prevenzione incendi sono individuabili due approcci progettuali i quali sono basati su due filosofie che possono considerarsi agli antipodi.
Da un lato si ha il così detto approccio prescrittivo, basato su incendi standard, che affida la progettazione alla rigida applicazione delle indicazioni di una norma tecnica designando per il progettista il solo ruolo di garante di applicazione della stessa, dall’altro l’approccio così detto prestazionale basato su una progettazione a 360° in cui il progettista riveste un ruolo primario.
I punti di forza della strategia prescrittiva sono certamente la sua semplicità, la velocità attuativa e l’ampio margine di sicurezza garantito; è proprio però quest’ultima caratteristica che è da considerare come un’arma a doppio taglio: se un margine di sicurezza alto mette certamente a riparo da possibili imprevisti è altrettanto vero che allo stesso tempo questo comporta una grande rigidità nelle soluzioni progettuali da adottare.
Storicamente in Italia il panorama normativo era incentrato su questa strategia progettuale, è solo negli ultimi anni che si è aperto alla possibile alternativa: l’approccio ingegneristico.
La progettazione antincendio di stampo ingegneristico, in voga nei paesi nord europei già da tempo come Fire Safety Engineering, prevede di abbandonare la rigida applicazione di una serie di prescrizioni di carattere generale ed affrontare lo studio della sicurezza antincendio di un’attività basandosi sulle caratteristiche del caso specifico. Il ricorso alla FSE restituisce ai tecnici il ruolo di progettista vero e proprio affidando loro lo studio della propagazione del fuoco e la definizione delle misure attuative necessarie. A differenza di quanto avviene nell’approccio prescrittivo è richiesta la predizione dello scenario di incendio di progetto per il caso in oggetto basando la progettazione sulle curve d’incendio naturali anziché sulle curve standard, l’innovazione è evidente in quanto si passa da un unico incendio “universale” a definire l’incendio reale inerente al caso di studio. L’applicazione dei metodi della FSE permette di cucire la progettazione antincendio addosso al problema reale come un vestito su misura, essi richiedono, infatti, un grande quantitativo di informazioni specifiche relative all’attività e prevedono il ricorso ai metodi di modellazione e di analisi più avanzati, tutto ciò si traduce in oneri di calcolo di gran lunga superiori a quelli richiesti dall’approccio tradizionale ma il risultato che si ottiene è quello di garantire il soddisfacimento degli standard di sicurezza senza dover ricorrere a quelle pesanti e rigide imposizioni che indicano le norme verticali.
Nell’elaborato che segue si mettono a confronto i due approcci progettuali focalizzandosi in particolare sullo studio della resistenza degli elementi portanti di una struttura in calcestruzzo armato. La particolarità del caso in esame è quella di essere un’attività di prevenzione incendi sprovvista di norma tecnica verticale e che quindi ben si presta ad essere studiata secondo i dettami del nuovo codice di prevenzione incendi che costituisce l’ultimo testo normativo pubblicato e il quale introduce importanti innovazioni al suo interno, si vedrà come il codice preveda al suo interno la via prescrittiva ma allo stesso tempo apra alla progettazione prestazionale fornendo le basi per lo sviluppo delle metodologia di analisi avanzata. Sarà proposto un confronto passo passo tra le due strategie di progettazione in cui saranno sviscerati in pro e i contro per entrambe fino al confronto più concreto: quello economico.
Saranno illustrati in dettaglio le tecniche di modellazione dell’incendio nei due casi con richiami teorici che mettono in evidenza i fattori principali che ne influenzano lo sviluppo, seguirà un’accurata descrizione delle tecniche di analisi impiegate, dal semplice ricorso alle tabelle di letteratura alla modellazione della struttura su software agli elementi finiti che permetta di combinare le azioni statiche con le azioni termiche; infine l’esposizione e la discussione dei risultati della verifica di resistenza della struttura.
Lo scopo dell’elaborato è quello di fornire una guida alle diverse fasi che si susseguono nell’analisi della resistenza al fuoco di una struttura permettendo di valutare le differenze che contraddistinguono le due filosofie progettuali contrapposte; inoltre, partendo da questo confronto, sono presentati alcuni spunti di riflessione su alcuni temi legati alla pratica della progettazione.
Da un lato si ha il così detto approccio prescrittivo, basato su incendi standard, che affida la progettazione alla rigida applicazione delle indicazioni di una norma tecnica designando per il progettista il solo ruolo di garante di applicazione della stessa, dall’altro l’approccio così detto prestazionale basato su una progettazione a 360° in cui il progettista riveste un ruolo primario.
I punti di forza della strategia prescrittiva sono certamente la sua semplicità, la velocità attuativa e l’ampio margine di sicurezza garantito; è proprio però quest’ultima caratteristica che è da considerare come un’arma a doppio taglio: se un margine di sicurezza alto mette certamente a riparo da possibili imprevisti è altrettanto vero che allo stesso tempo questo comporta una grande rigidità nelle soluzioni progettuali da adottare.
Storicamente in Italia il panorama normativo era incentrato su questa strategia progettuale, è solo negli ultimi anni che si è aperto alla possibile alternativa: l’approccio ingegneristico.
La progettazione antincendio di stampo ingegneristico, in voga nei paesi nord europei già da tempo come Fire Safety Engineering, prevede di abbandonare la rigida applicazione di una serie di prescrizioni di carattere generale ed affrontare lo studio della sicurezza antincendio di un’attività basandosi sulle caratteristiche del caso specifico. Il ricorso alla FSE restituisce ai tecnici il ruolo di progettista vero e proprio affidando loro lo studio della propagazione del fuoco e la definizione delle misure attuative necessarie. A differenza di quanto avviene nell’approccio prescrittivo è richiesta la predizione dello scenario di incendio di progetto per il caso in oggetto basando la progettazione sulle curve d’incendio naturali anziché sulle curve standard, l’innovazione è evidente in quanto si passa da un unico incendio “universale” a definire l’incendio reale inerente al caso di studio. L’applicazione dei metodi della FSE permette di cucire la progettazione antincendio addosso al problema reale come un vestito su misura, essi richiedono, infatti, un grande quantitativo di informazioni specifiche relative all’attività e prevedono il ricorso ai metodi di modellazione e di analisi più avanzati, tutto ciò si traduce in oneri di calcolo di gran lunga superiori a quelli richiesti dall’approccio tradizionale ma il risultato che si ottiene è quello di garantire il soddisfacimento degli standard di sicurezza senza dover ricorrere a quelle pesanti e rigide imposizioni che indicano le norme verticali.
Nell’elaborato che segue si mettono a confronto i due approcci progettuali focalizzandosi in particolare sullo studio della resistenza degli elementi portanti di una struttura in calcestruzzo armato. La particolarità del caso in esame è quella di essere un’attività di prevenzione incendi sprovvista di norma tecnica verticale e che quindi ben si presta ad essere studiata secondo i dettami del nuovo codice di prevenzione incendi che costituisce l’ultimo testo normativo pubblicato e il quale introduce importanti innovazioni al suo interno, si vedrà come il codice preveda al suo interno la via prescrittiva ma allo stesso tempo apra alla progettazione prestazionale fornendo le basi per lo sviluppo delle metodologia di analisi avanzata. Sarà proposto un confronto passo passo tra le due strategie di progettazione in cui saranno sviscerati in pro e i contro per entrambe fino al confronto più concreto: quello economico.
Saranno illustrati in dettaglio le tecniche di modellazione dell’incendio nei due casi con richiami teorici che mettono in evidenza i fattori principali che ne influenzano lo sviluppo, seguirà un’accurata descrizione delle tecniche di analisi impiegate, dal semplice ricorso alle tabelle di letteratura alla modellazione della struttura su software agli elementi finiti che permetta di combinare le azioni statiche con le azioni termiche; infine l’esposizione e la discussione dei risultati della verifica di resistenza della struttura.
Lo scopo dell’elaborato è quello di fornire una guida alle diverse fasi che si susseguono nell’analisi della resistenza al fuoco di una struttura permettendo di valutare le differenze che contraddistinguono le due filosofie progettuali contrapposte; inoltre, partendo da questo confronto, sono presentati alcuni spunti di riflessione su alcuni temi legati alla pratica della progettazione.
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