Tra le diverse tipologie strutturali per la progettazione sismo-resistente degli edifici, contemplate dalle NTC 2018, rientrano anche le strutture deformabili torsionalmente.
La deformabilità torsionale è una diretta conseguenza dell’irregolarità strutturale; infatti, l’eccentricità tra il centro di massa e il centro delle rigidezze attiva modi di vibrare torsionali che possono provocare notevoli amplificazioni dell’azione sismica, soprattutto in corrispondenza dei telai perimetrali dell’edificio.
Una struttura è definita torsionalmente deformabile, se per ogni piano, la rigidezza torsionale non soddisfa la condizione:
![\[ r^{2}/l^{2}\geq1 \]](https://www.soft.lab.it/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-0ece2df608d27b35376e46ee3fb0006c_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
r2 è il raggio torsionale al quadrato, rapporto tra la rigidezza torsionale di piano K0, valutata rispetto al centro di rigidezza laterale, e la maggiore fra le rigidezze di piano K:
![\[ r=\sqrt{\frac{K_{0}}{K}} \]](https://www.soft.lab.it/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-771c0a9d6286df58219b24331c30ed28_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
La valutazione del raggio torsionale fa riferimento ai soli elementi strutturali primari, caratterizzati da deformazione flessionale prevalente.
ls è, invece, il raggio di inerzia delle masse cioè il rapporto fra il momento di inerzia polare della massa del piano rispetto ad un asse verticale passante per il centro di massa e la massa del piano stesso.
L’individuazione di una struttura deformabile torsionalmente può essere effettuata anche controllando il rapporto Ω tra il periodo di vibrare traslazionale disaccoppiato T e il periodo torsionale disaccoppiato TΘ. Un valore di Ω minore dell’unità è sinonimo di deformabilità torsionale.
A livello operativo, la norma tende a penalizzare la progettazione delle strutture per le quali, attraverso modifiche della geometria e disposizione degli elementi strutturali, non si riesce a far si che i modi di vibrare torsionali non siano rilevanti. Infatti, in questi casi, il fattore di comportamento è sensibilmente più basso con conseguente aumento delle sollecitazioni dovute all’azione sismica.
IperSpace BIM permette di effettuare il controllo della deformabilità torsionale prima ancora di definire il fattore di comportamento, e conseguentemente lo spettro di risposta di progetto, attraverso il comando “Calcolo dei Baricentri“.
Si riporta un esempio di struttura non regolare (Figura 1), per la quale, come si può notare dal report di stampa associato al Calcolo dei baricentri (Figura 2), il rapporto r2/ls2 è sensibilmente minore dell’unità.
Il successivo calcolo completo della struttura è stato effettuato considerando un fattore di comportamento più basso, calcolato in automatico dal software, dopo aver indicato in fase di definizione dello spettro, che il Tipo di edificio è “struttura deformabile torsionalmente“.
Il fattore di comportamento, considerando una struttura progettata in classe di duttilità B, è pari a 1.6; se la struttura fosse stata regolare il suo valore sarebbe stato pari a 3.12, circa il doppio.
Si riporta, inoltre, anche una rappresentazione della deformata modale della struttura (3° modo di vibrare): la struttura per effetto della forte irregolarità, tende a ruotare nel proprio piano (Figura 3).
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