progetti&tecnologie
N° 13 – Dicembre 2009
Nuovo anno: tempo di bilanci
Riqualificazione di un edificio storico nel centro di Catania
Nuova sede SKY Italia (MI)
La terza metropolitana di Roma: linea C
La scelta dell’ancorante idoneo in caso di sisma
Sommario
Pagina 2
Editoriale
3
Nuovo anno: tempo di bilanci
a cura di Alberto Casagrande
Recupero conservativo
4
Riqualificazione di un edificio storico nel centro di Catania
a cura degli ingg. Giuseppe Gaeta, Letterio Rizzo
Caso studio
8
Nuova sede SKY Italia (MI)
a cura degli Ingg. Danilo Campagna, Andrea Sangalli
Gianluigi Fregosi, Riccardo Castagna
Caso studio
16
La terza metropolitana di Roma: linea C
a cura degli Ingg. Giampiero Martino, Francesco Giancane
Ricerca e sviluppo
19
La scelta dell’ancorante idoneo in caso di sisma
a cura di Ulrich Bourgund
Impressum
Editore: Hilti Italia S.p.A.,
Piazza Indro Montanelli 20,
20099 Sesto San Giovanni (MI),
Tel. 02 212721 r.a., Fax 02 25902182
Direttore di pubblicazione:
Alberto Casagrande
Redazione:
Federica Bini, Paola Angiulli
Progetto grafico:
Tipografia Locatelli S.r.l.,
Trezzano sul Naviglio - Milano
Tiratura: 17.000 copie
Registrazione presso il Tribunale di
Milano ex Art. 5 L. 47/1948: No 418
del 30/06/03
Hanno collaborato:
Ulrich Bourgund
Danilo Campagna
Alberto Casagrande
Riccardo Castagna
Gianluigi Fregosi
Giuseppe Gaeta
Francesco Giancane
Giampiero Martino
Letterio Rizzo
Andrea Sangalli
Le informazioni contenute in questa
pubblicazione si basano sulle nostre
migliori conoscenze attuali: ogni
raccomandazione ed ogni conclusione
è data da parte nostra senza alcuna
responsabilità. Gli utilizzatori dovranno
pertanto valutare la validità dei prodotti
facendo, in funzione delle loro
esigenze, prove specifiche di idoneità.
La pubblicazione è indirizzata a
società, studi tecnici e di progettazione
inseriti nel database di Hilti Italia S.p.A.
È vietata la riproduzione totale o
parziale di testi, articoli, e immagini
pubblicate su questa rivista, sia in
forma scritta sia su supporti magnetici,
digitali, ecc. senza previa autorizzazione
da parte dell’Editore.
progetti&tecnologie N° 13 – Dicembre 2009
Editoriale
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Nuovo anno: tempo di bilanci
I
l 2009 si è chiuso e, come ogni
anno, è tempo di bilanci: probabilmente non ricorderemo questo come l’anno migliore dell’ultimo decennio, ma esistono molti
elementi positivi da annoverare e
vorrei condividerli con voi, cari
lettori.
se anche le consulenze per la realizzazione di sistemi di supporto
per pannelli fotovoltaici e per la sigillatura di attraversamenti in pareti e solai resistenti al fuoco. In
questo numero troverete illustrati
come di consueto interessanti
esempi di collaborazione.
Il primo elemento positivo è rappresentato dal forte incremento di
collaborazioni tra le Società di Ingegneria e la nostra Divisione Tecnica. Questo dato è sensibilmente
migliorato sia per quanto riguarda
i contatti con il nostro Ufficio Tecnico di Sede, sia per le collaborazioni in cantiere o negli studi tecnici, da parte dei nostri ingegneri
presenti sul campo. Per quanto
concerne le prestazioni richieste, si
tratta di consulenze tecniche e stesure di relazioni di calcolo relativamente a sistemi di fissaggio e sistemi di connessioni a taglio per
strutture miste; principalmente ancoranti chimici e strutture composte acciaio-calcestruzzo. Numero-
La continua introduzione sul mercato di sistemi innovativi e di prodotti in grado di rispondere agli
standard prestazionali più severi
rappresenta di certo un altro punto
di forza. Tutto ciò, in realtà, fa parte del modo di operare in Hilti. E
così, sistemi in grado di soddisfare i progettisti più esigenti, rispettano anche gli standard di sicurezza più elevati e, grazie alla semplicità di utilizzo, sono in grado di venire incontro alle richieste di tutti i
soggetti che sovraintendono un
progetto e che operano in cantiere.
Il 2009 ha visto a tal proposito l’affermarsi in Italia dei prodotti di fissaggio certificati per resistere an-
che in zona sismica. Complice l’evento tellurico che ha colpito l’Abruzzo, sono cresciute sensibilmente le richieste di informazioni
tecniche riguardo la gamma di ancoranti “antisismici”. In questo numero troverete un breve approfondimento e scoprirete ad esempio
che solo Hilti è in grado di fornire
una certificazione di qualificazione antisismica ICC degli ancoranti chimici. Nessun altro produttore
o fornitore presente in Italia può
fornire le garanzie che Hilti può
dare. E questo testimonia ancora
una volta l’impegno del nostro
Gruppo verso il tema della sicurezza delle installazioni. Potrei citarvi molti altri esempi, primo tra tutti la questione delle connessioni
dei ferri di ripresa post-installati
mediante resine chimiche, ma di
questo e di molto altro avremo modo di approfondire nei prossimi
numeri.
Sulla base di quanto sopra illustrato, posso affermare che nel 2009
Hilti ha visto consolidare la propria posizione di “leadership” sul
mercato. Ci avete premiati giudicandoci vostro partner affidabile
con cui affrontare le sfide progettuali di ogni giorno. Vi ringrazio
per questo e vi confermo il nostro
impegno a supportarvi per il 2010
e per i prossimi anni con soluzioni
sempre innovative, frutto della nostra continua ricerca.
Auguro a tutti voi un 2010 ricco
di successi professionali, buona
lettura
■
Alberto Casagrande
Responsabile Servizio Tecnico
Hilti Italia S.p.A.
Recupero conservativo
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Riqualificazione di un edificio
storico nel centro di Catania: nuove
strutture in acciaio in sostituzione
delle vecchie murature interne
SCHEDA
PROGETTO
PROGETTO
ARCHITETTONICO E D.L.:
Arch. Filippo Nasca
PROGETTO STRUTTURALE,
CALCOLI ED ESECUTIVI
DI OFFICINA:
Studio Ing. Giuseppe Gaeta
DISEGNI ESECUTIVI
DI OFFICINA E
COLLABORAZIONE AI
CALCOLI:
Ing. Simona Scarpa
COLLABORAZIONE ALLA
PROGETTAZIONE E
DISEGNI ARCHITETTONICI:
Arch. Letizia Adragna
a cura degli ingg. Giuseppe Gaeta, Letterio Rizzo
Catania, al margine del
centro storico, un edificio
privato dei primi anni del Novecento è stato riqualificato con un
recupero funzionale degli spazi interni ottenuto sostituendo le ingombranti murature ad archi e volte con snelle strutture in acciaio.
Catania, ricostruita dopo il devastante sisma del 1693 che l’ha rasa al suolo, ha visto nel suo centro
storico l’espandersi di un’architettura tardo barocca della quale
tutt’oggi si conservano splendide
testimonianze.
Notoriamente la città di Catania ha
avuto, tra le sue peculiarità, un
grande sviluppo delle attività industriali, legate anche all’attività
portuale e ai trasporti marittimi.
Nel corso della prima rivoluzione
industriale, alla fine dell’Ottocento, si insediarono a Catania, nella
A
zona della scogliera d’Armisi, diversi opifici industriali per la trasformazione dello zolfo estratto
nelle miniere dell’Ennese.
Nell’immediato intorno degli insediamenti industriali, vennero
edificate le residenze degli operatori del settore. La tipologia di tali costruzioni era costituita da edifici mediamente a due piani fuori
terra, dove il piano terra veniva
destinato all’attività di magazzino
e ricovero dei mezzi di trasporto
all’epoca utilizzati, mentre il primo piano era normalmente dedicato a residenza.
La fine di tale attività industriale
ha visto un conseguente degrado
delle zone ad essa collegate fino al
totale abbandono della maggior
parte dei fabbricati a partire dalla
fine degli anni ’50.
L’immobile oggetto dell’interven-
to si affaccia, con il suo prospetto
principale, lungo il Viale Africa,
importante collegamento viario
tra la Stazione Centrale ed una
parte della città prospiciente il
lungomare, in cui ricadono le più
importanti attività commerciali.
L’arteria di collegamento, per decenni fortemente penalizzata per
lo stato di degrado degli edifici
che costituivano le quinte di ambedue i lati, è oggetto di un processo di riqualificazione urbana, attraverso il recupero e la trasformazione in centri fieristici, musei
permanenti, sale mostre e convegni degli edifici industriali in disuso e delle residenze ad essi riconducibili. L’edificio in oggetto si
trova proprio di fronte al nuovo
centro fieristico ottenuto dalla
riqualificazione delle antiche ciminiere della città.
REALIZZAZIONE OPERE
DI DEMOLIZIONE:
Impresa DI BELLA
Acireale (CT)
REALIZZAZIONE E
MONTAGGIO DELLE
STRUTTURE IN ACCIAIO:
ICAM di Antonio Strano (CT)
SUPERVISIONE
STRUTTURE:
Arch. Alessandro Amaro
(Dir. Genio Civile di CT)
INIZIO LAVORI:
Dicembre 2008
FINE LAVORI:
Dicembre 2009
progetti&tecnologie N° 13 – Dicembre 2009
Recupero conservativo
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E’ in quest’ottica che la Committenza ha richiesto il recupero del
manufatto. La progettazione ha tenuto conto di tale richiesta, senza
trascurare l’aspetto architettonico
nel tentativo di mantenere integra
l’architettura dei prospetti, così
come concordata con la Soprintendenza ai BB.CC..
Interventi di demolizione
All’interno del fabbricato erano
presenti grosse strutture portanti
costituite da blocchi lavici intervallati da ricorsi di mattoni in terracotta (struttura tipica del Catanese) che, da analisi e verifiche, risultavano per le caratteristiche dimensionali sovradimensionate e
funzionali a successive sopraelevazioni, ad oggi non realizzate.
Inoltre, accertata l’assenza di
finiture di pregio interne, si è proceduto, dopo una valutazione tecnico/economica, ad un totale svuotamento del manufatto, con il conseguente recupero di spazi meglio
fruibili per l’uso cui sarà destinato
l’immobile (attività commerciale).
La perfetta sinergia tra i professionisti interessati alla progettazione
architettonica e statica ha prodotto
una soluzione strutturale di seguito descritta e illustrata.
L’intervento ha riguardato una porzione di immobile, circa il 50%,
fattore che ha limitato molto le
scelte progettuali: realizzare una
nuova struttura autonoma creando
giunti sismici con la parte restante,
oppure, considerare collaboranti le
nuove strutture con quelle esistenti.
La scelta, in virtù delle direttive
della Soprintendenza ai BB.CC.
inerenti il mantenimento delle
strutture murarie perimetrali, è ricaduta su un modello di strutture
collaboranti con l’esistente ottenibile considerando collaboranti i
tamponamenti così da ridurre gli
spostamenti al minimo.
Dai calcoli sono stati ottenuti spostamenti millimetrici, compatibili,
addirittura, con le dilatazioni termiche.
In questo modo le vecchie strutture non subiranno nuove sollecitazioni e, ricongiunte con le nuove,
riprenderanno la rigidezza globale
dell’intero organismo.
Le notevoli dimensioni delle strut-
ture interne, caratterizzate da grosse colonne a sostegno di una serie
di archi e volte, limitavano lo spazio interno sia in termini distributivi che di ingombro.
Per questo motivo è stata scelta la
soluzione dello “svuotamento” interno: la demolizione di tutte le
strutture interne, verticali ed orizzontali ha consentito al progettista
di recuperare nuovi spazi.
Le nuove strutture dovevano sostenere i nuovi impalcati rispettando
gli spazi recuperati; inoltre gli elementi verticali dovevano avere limitati ingombri e consentire grandi luci.
Tutto ciò ha portato alla scelta di
travi e pilastri in acciaio.
Particolare importanza è stata data
alle demolizioni, eseguite secondo
un progetto-programma, allegato ai
calcoli presentati al Genio Civile.
La presenza delle volte e degli archi ha reso difficoltose le operazioni, diventate opere di smontaggio
più che di demolizione; infatti, tutti gli elementi, opportunamente
puntellati, sono stati smontati fino
ai contrafforti, la demolizione dei
quali è stata eseguita con l’utilizzo
di un sistema di Tagliamuri Idraulica Hilti dotata di lame diamantate di grande diametro. Questa tecnologia ha consentito l’eliminazione di tutti i contrafforti senza
creare vibrazioni e/o scuotimenti
che avrebbero potuto nuocere alle
murature.
Strutture in acciaio
La struttura portante dell’edificio è
costituita da pilastri metallici di sezione circolare avente diametro
500 mm collegati alle travi di impalcato tramite monconi saldati ad
essi e sagomati all’estremità utilizzando giunti tipo GASCI a ripristino di sezione.
Tutti gli elementi strutturali sono
stati realizzati in stabilimento seguendo una rigorosa procedura di
controllo e pre-assemblaggio. La
geometria della pianta, di forma
pentagonale, fortemente asimmetrica, ha comportato una progettazione esecutiva di massima precisione, che è continuata in officina.
La precisione richiesta è stata necessaria per evitare qualsiasi intervento di aggiustaggio in opera.
Il giunto GASCI a doppia sella
consente, oltre che il ripristino di
sezione, un estradosso libero da
impedimenti ed un rapido montaggio per la presenza di una doppia
sella di alloggiamento.
Inoltre, la presenza di numerosi
bulloni nel nodo, riesce ad azzera-
re qualunque errore di allineamento.
Dal punto di vista economico, l’uso di tale giunto ha semplificato
molto il montaggio delle travi in
opera perchè, posata una trave sulle selle, la gru era già disponibile
per il successivo tiro.
Recupero conservativo
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semplici collegamenti chiodati.
Il calcolo del numero e della posizione dei connettori è stato eseguito, in prima fase, contestualmente
al calcolo delle strutture in acciaio
e, in seconda fase, utilizzando i
La realizzazione dei pilastri in officina, con tutti i monconi saldati
secondo la corretta inclinazione,
ha avuto il vantaggio di montare in
opera le colonne complete di giunti senza alcuna lavorazione di saldatura in cantiere.
Fattore di grande importanza per il
posizionamento dei pilastri è stato
il rispetto delle quote di posizionamento dei monconi; a tal fine l’impresa esecutrice si è avvalsa del
laser rotante Hilti PR 25, idoneo a
misurazioni di alta precisione in
ambienti esterni.
La presenza dei muri perimetrali,
lasciati integri nella loro originaria
altezza, ha imposto l’utilizzo di
una grossa autogru in grado di
sbracciare per un’altezza di circa
30 m al fine di scavalcare le pareti.
I solai
Il recupero degli spazi interni ha
interessato anche i solai.
Gli impalcati sono stati progettati
utilizzando strutture composte in
acciaio-calcestruzzo (UNI 10016)
per diminuire lo spessore delle travi ed ottenere la collaborazione
della soletta di calcestruzzo.
Questo sistema ha consentito di
realizzare impalcati, di luce massima 8.50 m, senza pilastri intermedi, con uno spessore di travi relativamente sottile (HEA300) ed una
soletta di calcestruzzo di spessore
17 cm.
La collaborazione tra calcestruzzo
e travi è stata affidata al sistema di
connessione a taglio Hilti consistente nel fissaggio di connettori a
taglio Hilti X-HVB 140 alle travi
metalliche mediante l’uso di chiodi Hilti X-ENP-21 HVB applicati
con l’inchiodatrice a propulsione
Hilti DX 76 PTR.
Il metodo scelto ha consentito una
gestione più razionale delle fasi di
assemblaggio delle strutture ed
una veloce messa in opera; infatti
il sistema tradizionale a connettori saldati (connettori saldati tipo
Nelson o Philips) richiede il premontaggio dei pioli in officina, o in
alternativa, la saldatura in opera,
con costi e tempi più onerosi.
La posa in opera dei connettori
Hilti, non necessitando di complicate attrezzature di saldatura, può
essere eseguita da personale non
necessariamente specializzato, poiché le operazioni si riducono a
connettori a taglio Hilti.
I risultati ottenuti con l’uso del
software Hilti hanno confermato
valori perfettamente compatibili
con quelli desunti dai calcoli effettuati in prima fase.
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Recupero conservativo
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I solai sono stati calcolati ed armati a piastra incastrata sui quattro lati con armature, costituite da doppia griglia, collegate ai connettori
Hilti.
Oltre alla normale doppia armatura, cautelativamente, per le campate più grandi, sono state inserite armature supplementari “di sospensione” in diagonale in modo da indirizzare, gli eventuali sforzi di
trazione nella mezzeria, verso i pilastri d’angolo.
Gli impalcati alla prima ed alla seconda elevazione, sono stati ancorati alle murature perimetrali tramite ammorsamenti ottenuti utilizzando le soglie delle aperture e/o
scassi operati appositamente in
corrispondenza di conci geometricamente ben identificati.
Conclusioni
Il recupero dei volumi interni dell’edificio descritto è stato possibile grazie all’uso dell’acciaio che ha
consentito di utilizzare strutture di
grandi luci e di modesto ingombro.
In realtà i modesti spazi di manovra, insufficienti per un cantiere
tradizionale per strutture in c.a.,
sono stati sufficienti per la tecnica
di assemblaggio in cantiere adoperata, con giunti semplicemente
bullonati, senza saldature in opera.
Le nuove strutture, concepite per
resistere al sisma di seconda categoria, secondo la normativa nella
zona di Catania, conferiscono al
restante edificio adiacente una rigidezza che consente un notevole
miglioramento sismico dell’intero
complesso.
Quanto esposto rappresenta un
esempio di collaborazione di successo tra studio di progettazione,
direzione lavori, imprese coinvolte nella realizzazione dell’opera ed
il Servizio Tecnico Hilti.
■
Caso studio
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Nuova sede SKY Italia (MI)
a cura degli Ingg. Danilo Campagna, Andrea Sangalli (MSC Associati, Milano)
Gianluigi Fregosi, Riccardo Castagna (Gamma Engineering, Lecco)
1. Introduzione
intervento della nuova sede SKY Italia si trova nell’area di Milano Santa Giulia.
Il complesso è composto da 3 edifici (di cui uno ancora in costruzione) collegati tra loro da una piastra comune con due piani interrati destinati a parcheggio, magazzino e locali impianti.
L’edificio 1 (Tecnologico) è attrezzato per la produzione televisiva;
un corpo di collegamento lo connette all’edificio 2 che è collegato
a sua volta all’edificio 3 mediante
un ponte sospeso sulla viabilità
stradale; entrambi gli edifici 2 e 3
sono destinati ad uffici.
Il ponte multipiano (luci: lung.
30.15m, trasv. 16.80m), sospeso
sulla viabilità stradale, è sostenuto
da travi reticolari in carpenteria
metallica, costituenti le 2 facciate
L’
strutturali sull’altezza di 3 piani.
L’edificio 1 ha richiesto specifiche
analisi strutturali, nonchè particolari scelte progettuali, per la necessità di conferire allo stesso notevole rigidità sotto le azioni orizzontali, al fine di garantire l’allineamento dei segnali di trasmissione
ai satelliti, attraverso le antenne
poste sulla copertura.
I solai degli edifici sono in elementi prefabbricati in c. a. precompresso a fili aderenti, i pilastri
sono prefabbricati (Rck=50MPa).
Le strutture sono messe in opera
secondo precise sequenze di montaggio che hanno permesso la realizzazione delle strutture in tempi
più stretti rispetto alle tradizionali strutture in c.a.. Il modulo costruttivo è basato su una maglia
tipica di 8,40x8,40m, che si
adatta alle diverse situazioni; lo-
Figura 1. Planimetria Nuova Sede SKY
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Caso studio
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SCHEDA PROGETTO
Committente:
Milano Santa Giulia S.p.A., con la direzione tecnica
dell’Ing. Silvio Bernabè.
Progetto Architettonico:
Arch Byron Harford, Byron Harford & Associates –
East Sydney
Direzione Lavori Generale:
Ing. Giuseppe Baudille, ATI Intertecno S.p.A. - TEI S.p.A.
Progetto Strutture in opera:
Ing. Danilo Campagna, MSC Associati S.r.l. – Milano
Progetto Strutture opere prefabbricate:
Ing. Gianluigi Fregosi, Gamma Engineering S.r.l. – Lecco
Covisore al Progetto Strutturale:
Prof. Ing. Antonio Migliacci, MSC Associati S.r.l. – Milano
diante la tecnologia jet-grouting,
monofluido e bifluido, tramite l'iniezione nel terreno di miscele cementizie ad alta pressione.
La peculiarità di questa tecnica consiste nella capacità, durante l'iniezione, di disgregare il terreno, miscelandolo contemporaneamente
con un fluido cementizio fino a formare una colonna di materiale che
ha caratteristiche geomeccaniche
superiori rispetto a quelle del terreno originario, con sezione circolare
ed asse corrispondente al foro di
perforazione. Sono state realizzate
colonne, sia compenetrate che tangenti tra loro, aventi diametro massimo pari a 190 cm in corrispondenza dei maggiori carichi verticali e
altezza massima pari a 11.15 m in
corrispondenza dei vani scala.
Direzione Lavori opere strutturali:
Ing. Danilo Campagna, MSC Associati S.r.l. – Milano
General Contractor - Impresa Esecutrice:
Colombo Costruzioni S.p.A – Lecco
calmente si sono realizzate campate di circa 18,00m (ed. 1) e di
16.80m (ed. 2). Le strutture (vani
scala e vani ascensori), aventi funzione controventante degli edifici
sotto l’azione dei carichi orizzontali, sono realizzate in opera
(Rck=37MPa) e connesse in seconda fase alla struttura prefabbricata mediante sistemi di ripresa e di
continuità che garantiscono il monolitismo.
La presenza dell’acqua di falda e
la particolare natura dei terreni
hanno richiesto una fondazione a
platea su colonne di jet-grouting,
adottando il metodo costruttivo
“vasca bianca” a garanzia dell’impermeabilità.
Figura 3. Stralcio pianta jet-grouting
La tensione ammissibile del terreno naturale è stata assunta pari a
1,5 daN/cm2, mentre in corrispondenza delle colonne di terreno trattato la tensione ammissibile è stata assunta pari a 10 daN/cm2.
2. Opere Fondazionali
Le opere fondazionali degli edifici, nonchè le relative strutture
complementari, sono costituite da
una platea su colonne di jet-grouting. Tale scelta è conseguenza della particolare natura dei terreni e
della presenza dell’acqua di falda.
Le opere di consolidamento del
terreno sono state effettuate me-
Figura 2. Rendering Nuova Sede SKY (www.bharch.com)
gna di indagini costituita da: verifica della densità della miscela cementizia (1.53 kg/l); prelievi della
miscela cementizia per verifica
della resistenza a compressione;
carotaggi per controllo della resistenza a rottura per compressione
ad espansione laterale libera
(> 50 daN/cm2); prove ecometriche; prova di carico in sito su colonna singola.
Figura 5. Bilancia tipo Baroid
La platea di fondazione presenta
spessore variabile da 80 a 120 cm
(con esclusione della “zona ponte”
illustrata nel seguito); i maggiori
carichi caratteristici verticali sui
pilastri sono prossimi a 14.580 kN
(1.458 t) laddove lo spessore fondazionale è previsto pari a 120 cm.
Lo studio delle fondazioni è stato
condotto idealizzando il comportamento del terreno di tipo elastico
alla “Winkler” differenziando la rigidezza tra le zone non trattate
(kwinkler= 0,7 daN/cm3) e quelle
consolidate mediante jet-grouting
(kwinkler≤ 4,5 daN/cm3). Le analisi
statiche delle opere fondazionali
sono state condotte mediante il
metodo degli elementi finiti realizzando diverse modellazioni di insieme e di dettaglio.
Figura 4. Estradosso Colonne vano
scala
Al fine di verificare la bontà di realizzazione di tali opere di consolidamento è stata svolta una campa-
Figura 6. Modellazione platea
zona vani scala
Caso studio
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La platea è resa impermeabile mediante il sistema di impermeabilizzazione denominato “vasca bianca”; tale tecnologia si basa sulla
realizzazione di una struttura in
c.a. impermeabile e sull’impermeabilizzazione di fessure, giunti
e attraversamenti. Tale metodologia prevede la fessurazione programmata del calcestruzzo ottenuta utilizzando elementi di prefessurazione posati tra le maglie di armatura.
Le fessurazioni e i punti critici
vengono successivamente impermeabilizzati con iniezioni di resina acrilica.
Le caratteristiche principali della
platea sono riportate nel seguito:
1) Calcestruzzo. Il conglomerato
cementizio presenta il seguente
mix-design: classe C25/30; rapporto acqua/cemento ≤ 0,55;
contenuto di cloruri 0,20; classe
di consistenza S4; diametro
massimo dell’aggregato 30 mm;
classe di esposizione XC2; cemento tipo CEM IV/A 32.5R
(dosaggio 360kg/m3); superfluidificanti di tipo Acrilico o Policarbossilico con dosaggi compresi tra lo 0,9% e l’1.1% sul peso del cemento. Oltre al controllo della composizione del calcestruzzo presso l’impianto di
confezionamento,
vengono
svolti in cantiere controlli sul
calcestruzzo fresco, tra i quali:
rapporto acqua/cemento; densità; aria occlusa; acqua efficace;
consistenza.
Sono stati eseguiti da Laboratorio Ufficiale, ed in contraddittorio con la Direzione Lavori
Opere Strutturali, controlli a piè
d’opera per la valutazione delle
caratteristiche del cls fresco.
La figura 8 mostra le fasi di
valutazione delle caratteristiche del cls fresco: rapporto
a/c; classe di consistenza; aria
occlusa.
2) Prescrizioni progettuali. In fase di progettazione la platea è
stata suddivisa in lotti costruttivi, delimitati dagli elementi di
prefessurazione, aventi forma
prevalentemente quadrangolare
con superficie non superiore ai
400 m2. Inoltre, relativamente
alle armature, sono previste particolari disposizioni, quali: sovrapposizione minima 60φ; nessuna sovrapposizione in corrispondenza degli elementi di
prefessurazione; ricoprimento
50mm.
Figura 7. Elemento di
prefessurazione
3. Deformabilità edifici
Gli edifici sono realizzati mediante l’utilizzo di telai spaziali costituiti da pilastri, travi e solai prefabbricati solidarizzati da una soletta collaborante realizzata in
opera in calcestruzzo armato. Le
azioni orizzontali, relative alla sola azione del vento, sono trasferite, tramite i solai considerati rigidi nel loro piano, dai telai spaziali ai nuclei di controvento costituiti dall’insieme dei vani scala e dei
vani ascensore, per cui la totalità
delle azioni orizzontali viene assorbita dalle pareti in c.a. di questi ultimi.
L’edificio 1 ha richiesto specifiche
analisi strutturali, nonchè particolari scelte progettuali, per la necessità di conferire allo stesso notevole rigidità (rotazione massima
delle antenne: 0.01°sessagesimali) sotto le azioni orizzontali (velocità di riferimento del vento:
110km/h), al fine di garantire l’allineamento dei segnali di trasmissione ai satelliti, attraverso le antenne poste sulla copertura.
Il limite deformativo viene richiesto relativamente alle seguenti
condizioni di vento:
• pressione da normativa (D.M.
16.01.1996);
• pressione SKY (sollecitazioni
sulla struttura calcolate applicando il D.M. 16.01.1996 utilizzando una velocità di riferimento del vento pari a 110 km/h).
Le pressioni dovute al vento sono
state calcolate con riferimento a:
Zona 1; classe di rugosità C; categoria di esposizione III; coefficiente topografico pari all’unità;
pressioni applicate, a favore di
sicurezza, dallo spiccato fondazionale.
I campi di spostamento e rotazione, conseguenti all’applicazione
delle pressioni del vento sui pannelli di facciata dell’edificio, sono
Figura 8. Controlli cls
fresco per getto platea
Figura 9. Antenne di emissione segnale
stati dedotti analizzando due modelli strutturali distinti:
• il primo modello, analizzato da
MSC Associati S.r.l è di tipo generalizzato ed è stato utilizzato
per valutare il campo di spostamenti orizzontali dei solai ai vari piani dai quali si sono dedotte
le rotazioni orizzontali degli impalcati (rotazioni con asse normale ai solai dell’edificio);
• il secondo modello, analizzato
da “GAMMA ENGINEERING”
è quello relativo all’ultimo solaio dell’edificio dove sono installati gli apparati di trasmissione. Da questo modello si sono
dedotte le rotazioni alla base delle antenne (rotazioni con asse
complanare al piano dei solai)
per effetto dell’ applicazione delle pressioni del vento sulle parabole di trasmissione.
Dall’analisi dei risultati ottenuti si
deduce che la pressione massima
del vento (sopravento +sottovento)
richiesta da SKY risulta essere pari a 221,16 daN/m2, mentre la pressione massima fornita dalla normativa risulta essere pari a 148,00
daN/m2, tale per cui risulta un incremento delle forze orizzontali pari al
49.4% rispetto a quanto richiesto
dalla sopraccitata normativa.
Per valutare il campo di spostamenti orizzontali dei solai ai vari
piani dai quali si sono dedotte le
rotazioni orizzontali degli impalcati si è costruito un modello strutturale.
Gli elementi strutturali portanti sono stati modellati con i seguenti
elementi elastici: elementi lineari
di tipo beam per modellare travi e
pilastri; elementi piani di tipo shell
per modellare pareti e piastre.
progetti&tecnologie N° 13 – Dicembre 2009
Caso studio
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La struttura è stata vincolata rigidamente al piano fondazionale in
quanto il sistema di fondazione di
tipo indiretto (platea su jet-grouting) ha una deformabilità trascurabile al fine della valutazione del
campo di spostamenti orizzontali
degli impalcati. Il getto integrativo
armato previsto sui solai prefabbricati che costituiscono i vari orizzontamenti è stato considerato sufficiente per ipotizzare rigido il
comportamento membranale dei
solai. Dal punto di vista flessionale i solai sono stati ipotizzati unidirezionali con verso pari a quello
di orditura dei solai. Per interpretare le reali condizioni di vincolo
strutturali sono stati introdotti vincoli di tipo cerniera nelle connessioni travi-pilastro. Il collegamento tra la struttura prefabbricata e
quelle di controvento (vani scale e
ascensori) è stato modellato con
opportuni elementi elastici che ne
interpretano la reale connessione
cinematica. I carichi di tipo permanente ed accidentale sono stati implementati come di superficie se
agenti sui solai e di tipo lineare se
agenti sulle travi (es. pannelli di
facciata). Il vento è stato considerato come carico orizzontale lineare applicato sulle travi perimetrali
dell’edificio.
I risultati ottenuti dalle analisi numeriche, relativi al solaio di copertura a supporto delle antenne di
emissione, sono i seguenti:
• Rotazione massima solaio:
0,00387° < 0.01°
• Spostamento massimo solaio:
Dx = 0,980 cm (~1/4.000altezza)
< (1/1.000altezza)
Le antenne principali di trasmissione segnale ai satelliti sono posizionate al livello 7 fuori terra (q.ta
+39.55 dal piano fondazioni), sono
vincolate alla struttura di solaio
mediante tirafondi annegati nel
getto e sono localizzate in corrispondenza delle travi principali.
La struttura è realizzata con travi
principali prefabbricate in c.a.p. di
sezione a T rovescio poste ad interasse 8,40 m, aventi lunghezza
9.60 m e fissate ai pilastri con un
vincolo orizzontale a cerniera. Gli
elementi solaio sono prefabbricati
in c.a.p. con sezione ad U (intra-
dosso piano); lateralmente il solaio
è confinato con travi prefabbricate
di sezione rettangolare.
Opportuni fori predisposti nelle
travi e nel solaio hanno permesso
la posa dell’armatura per il basamento delle antenne e il posizionamento dei tirafondi. Un getto di
completamento in calcestruzzo di
spessore 20 cm, con conglobamento delle armature di ripresa sporgenti dalle travi e dagli elementi di
solaio, garantisce all’impalcato la
rigidezza necessaria e la capacità
portante per le azioni trasmesse
dalle antenne.
L’analisi statica della porzione di
struttura e la ricerca delle deformazioni è stata condotta utilizzando
lo schema di un graticcio di travi
collegate da un getto strutturale.
I risultati ottenuti dalle analisi numeriche, relativi al solo solaio di
copertura a supporto delle antenne
di emissione, sono i seguenti:
• Rotazione max solaio ϕy:0,0079°
< 0.01°
• Rotazione max solaio ϕx:0,0056°
< 0.01°
I casi analizzati, sulla base delle
scelte strutturali fatte, hanno evidenziato il rispetto dei limiti deformativi richiesti da SKY.
Figura 10. Modello ad
elementi finiti edificio 1
Figura 11. Deformata
globale edificio 1
Figura 12. Particolare solaio piano 7, basamento
delle antenne principali
4. Opere Prefabbricate
Edificio 1 – tecnologico: pianta
rettangolare, con dimensioni 180,5
x 28,2 m esterno pilastri (circa
36.000 mq di solai); composto da:
solaio interrato, piano terra e 7 solai fuori terra. Altezza totale 39.20
m (antenne).
La maglia al piano terra (studio) è
9,5-8.40 x 8.40, ai piani superiori
maglia regolare 17.95 x 8.40 m.
Edificio 2 - uffici: pianta trapezoidale, con dimensioni 103 x 26 m
esterno pilastri (circa 22.000 mq di
solai), composto da: solaio interrato, piano terra e 9 solai fuori terra.
Altezza totale 47.30 m. La maglia
è regolare 9.90- 8.40 x 8.40 m.
Edificio 1B: edificio di collegamento tra edificio 1 e 2 (circa 4.400
mq di solai), composto da: solaio
interrato, piano terra e 6 solai fuori terra. Altezza totale 34.45 m.
Edificio 3: pianta trapezoidale,
con dimensioni 124 x 25 m esterno pilastri (circa 25.700 mq di so-
Figura 13. Deformata solaio di appoggio antenne
Figura 14. Strutture prefabbricate ed. n.1 e n.2
lai), composto da: solaio interrato,
piano terra e 8 solai fuori terra.
Altezza totale 44.75 m. La maglia
è regolare 9.40- 7.40 x 8.40 m.
Caso studio
Pagina 12
Esclusi i blocchi scala, la struttura
è realizzata con elementi prefabbricati: pilastri, tegoli binervati,
solai alveolari, travi e elementi di
compensazione.
Gli elementi di solaio sono prevalentemente tegoli precompressi, a
cavi aderenti, con sezione a doppio
T di altezza 45 e 60 cm e con ali inferiori allargate; la sezione garantisce una rigidezza superiore ai tegoli TT ed è capace di dare una
buona resistenza al fuoco (R120180) senza significativi aggravi di
peso della sezione. In zone particolari per garantire un’altezza utile
maggiore sono state posizionate
lastre di solaio di tipo alveolare. Le
travi sono prefabbricate precompresse a cavi aderenti di sezione a
T rovescia ed a L con altezze differenti in funzione del solaio. Nel
piano, ogni 3 tegoli di larghezza
250 m, è stato inserito un elemento speciale di larghezza 90 cm per
completare regolarmente la maglia
di 8.40 m; l’elemento ha caratteristiche di rigidezza superiori all’elemento di solaio ed è stato posizionato in corrispondenza dei pilastri per realizzare un telaio in direzione trasversale.
Il solaio composto da travi e tegoli è
stato completato con un getto strutturale realizzato in opera, previo inserimento di adeguata armatura.
Al piano terra la presenza di locali per la produzione di filmati-trasmissioni (studio) e la corrispondente presenza di pareti realizzate
in opera di dimensione notevole
(due piani) con caratteristiche particolari atte a garantire isolamenti
acustici, ha comportato l’inserimento di un numero di travi porta
pareti nella direzione del solaio così da assicurare la corretta capacità portante anche in presenza di carichi concentrati e lineari.
Al livello 6, per esigenze architettoniche, è stata “girata” la maglia
strutturale (trave nella direzione
lunga, solaio nella direzione corta)
mentre, per esigenze strutturali di
montaggio, le travi sono state realizzate accoppiando due profili
prefabbricati ad L di altezza 130
cm, completati in opera con l’inserimento di armature e getti in calcestruzzo.
I pilastri sono stati realizzati in sta-
bilimento in casseri approntati appositamente per il progetto SKY,
con sezioni differenti in c.a. (Rck =
50 MPa); per esigenze di trasporto, montaggio e di sformo in stabilimento, il peso è stato contenuto
in 40t; il pilastro è quindi stato realizzato in due pezzi solidarizzati
durante la fase di montaggio.
Il pilastro centrale, di sezione alla
base 90x90 cm variabile con l’altezza, è un pezzo da circa 20 m,
giuntato poi con un elemento di sezione variabile con il piano e di altezza 20-25 m.
ciamento e alla messa in opera dei
tirafondi con l’aiuto di dime che
garantivano la posizione in orizzontale ed in verticale.
I pilastri sono stati realizzati
posizionando alla base un numero differente di inserti speciali per
bloccare lo stesso pilastro alla
fondazione mediante i tirafondi
annegati.
travi e dei tegoli, proseguendo in
altezza per campata.
I controventi principali sono i nuclei dei vani scala; ogni piano è vincolato al vano scala gettato in opera attraverso opportuni fissaggi.
Figura 18. Vista pilastri e muri vani
scala
Figura 17. Inserti speciali alla base
dei pilastri
Figura 15. Stoccaggio pilastri
prefabbricati
La caratteristica più rilevante è che
questi pilastri non sono stati bloccati alla fondazione mediante un
bicchiere per l’alloggiamento, perché avrebbe richiesto uno scavo
maggiore di circa 140 cm, con problemi per la presenza dell’acqua di
falda, ma è stato adottato un sistema di fissaggio meccanico.
Il sistema è composto da tirafondi
annegati nella fondazione e da inserti di collegamento annegati nel
pilastro; per garantire il posizionamento corretto i tirafondi non sono
stati posizionati direttamente prima del getto di fondazione, ma è
stato ideato un cestello di tubi corrugati di diametro 100 mm, posizionato sul fondo della platea in fase di assemblaggio dell’armatura e
prima del getto della stessa.
Figura 16. Inserti di collegamento
nelle platea
Eseguito il getto, l’impresa ha
provveduto alla verifica del trac-
Gli inserti che costituiscono il nodo principale sono formati da una
scarpa in acciaio di opportune dimensioni saldata ad un’armatura
propria che si sovrappone all’armatura del pilastro per evitare problemi di distacco.
Operazione di posizionamento pilastri:
• il pilastro arriva in cantiere;
• la squadra di montaggio provvede alla messa in quota dei sostegni di base;
• il pilastro viene alzato e con particolari dispositivi viene inserito
con attenzione nei tirafondi;
• dopo opportune verifiche la
squadra provvede al serraggio di
tutti i tirafondi;
• l’impresa provvede a sigillare
con malte ad alta resistenza nonché espansive lo spazio tra la base del pilastro e la fondazione.
L’utilizzo di dime anche nel posizionamento degli inserti all’interno del pilastro ha evitato ogni problema legato al corretto posizionamento dei tirafondi. Per il fatto che
i pilastri sono stati realizzati con
Rck = 50 MPa e le fondazioni con
un Rck = 35 MPa si è realizzato un
collare alla base del pilastro con
malte cementizie ad alta resistenza
per trasmettere il carico su una superficie di distribuzione maggiore.
Dopo aver montato un certo numero di pilastri, il montaggio prosegue con il posizionamento delle
Ogni piano è reso rigido e collegato mediante un’opportuna armatura inserita nel piano prima del getto strutturale (i pilastri laterali presentano fori nei quali sono state inserite opportune armature), mentre
sono state realizzate catene per il
collegamento fra i pilastri.
Nella fase di montaggio, quando il
vano scala è scollegato dalla parte
prefabbricata e il getto non è ancora realizzato, sono stati inseriti opportuni controventi di piano e di
parete utilizzando funi in acciaio.
Totale elementi prefabbricati:
travi tegoli pilastri
edificio 1
762 1159 187
edificio 2
797 1201 225
edificio 3
697
908 145
------ ------ ----2256 3268 557
5. Connessione
strutture
Le strutture verticali, vani scala e
vani ascensori, sono state realizzate in opera (Rck=37MPa) e connesse in seconda fase alla struttura
prefabbricata. Gli elementi di collegamento sono stati progettati al
fine di trasferire ai nuclei di controvento le azioni orizzontali agenti sulla struttura prefabbricata.
La connessione, in seconda fase,
tra le due strutture è avvenuta mediante differenti sistemi di ripresa
e di continuità, tra i quali quelli illustrati nelle sottostanti figure 20,
21 e 22.
progetti&tecnologie N° 13 – Dicembre 2009
Caso studio
Pagina 13
Figura 23. Collegamento scala metallica
Figura 19. Esecuzione strutture
verticali in opera
Figura 24. Collegamento tiranti della scala metallica al solaio
soprastante (Hilti HSL-3 M10/20)
Figura 20. Sistemi per riprese
di getto
Figura 25. Collegamento tiranti della scala metallica al solaio di sbarco
(Hilti HAS M20 con HVU)
Figura 21. Sistemi di continuità
Figura 26. Armature aggiuntive inserite in seconda fase (Hilti HIT-HY 150)
Figura 22. Barre filettate Ø20 e Ø24
Figura 27. Collegamento orditura secondaria a struttura in c.a.p.
(Hilti HIT-HY 150 e HAS M12)
Oltre ai soprariportati sistemi di
connessione sono stati altresì utilizzati ancoranti, sia chimici che
meccanici, al fine di minimizzare
la tempistica di esecuzione delle
opere stesse. Sono stati impiegati
molteplici ancoraggi in quanto
ogni tipo di fissaggio risulta essere idoneo per specifici materiali,
nonché per determinati stati di sollecitazione, per cui è indispensabile conoscerne nel dettaglio il comportamento meccanico e gli effetti
che induce sul materiale base. Per
poter eseguire una idonea progettazione è pertanto primario e fondamentale determinare, oltre alle
sollecitazioni (trazione e/o taglio)
e la loro direzione di applicazione,
la geometria dell’ancoraggio e del
materiale base (calcestruzzo).
Nel seguito si riportano una serie
di ancoraggi adottati in alcune delle opere sopra descritte:
• scala in ossatura metallica realizzata in seconda fase rispetto
ai muri portanti in c.a. del vano
scala;
• scala in ossatura metallica realizzata in seconda fase rispetto ai
solai prefabbricati. La scala risulta essere vincolata mediante 4 tiranti metallici al solaio superiore
e mediante due travi uscenti a
sbalzo dal solaio di sbarco;
• scale in c.a. realizzate in seconda
fase rispetto ai muri di elevazione; oltre ai sistemi per riprese di
getto inseriti in prima fase, laddove esigenze statiche richiedevano
incrementi di armature, si è optato per l’inserimento dell’armatura aggiuntiva mediante resina;
• l’edificio n°3 presenta la particolarità di avere una porzione che
presenta una curvatura molto
pronunciata. Per tale area si è optato per una soluzione in carpenteria metallica a compensazione
delle struttura lineare in elementi prefabbricati. La struttura secondaria in carpenteria trova
vincolo sugli elementi prefabbricati tramite l’utilizzo di tasselli
chimici.
Inoltre, al fine di verificare in sito
l’efficienza di alcuni sistemi di
connessione, sono state eseguite
prove di trazione a rottura su tasselli tipo Hilti HSL-3-G M20 e
Caso studio
Pagina 14
tipo Hilti HSA M20. Gli ancoranti
sono stati posati a distanza tra loro
su due pareti ortogonali di un vano
scala seguendo le specifiche di posa previste dal produttore. La parete in calcestruzzo, di spessore pari
a 30cm, non presentava bordi, ringrossi, spigoli, forature o altre anomalie geometriche in prossimità
degli ancoranti. La prova ha confermato i risultati attesi e previsti
nella fase di progettazione degli
ancoraggi.
Figura 28. Prova di estrazione
tasselli
6. Ponte multipiano
L’edificio 2 è connesso all’edificio
3 mediante un ponte multipiano.
Tale struttura è costituita da una
volumetria che verrà adibita a corpo di collegamento (passerella) tra
quattro piani dell’edificio 2 e dell’edificio 3.
La volumetria sarà edificata a ponte al di sopra della strada comunale di prossima costruzione; pertanto dovrà scavalcare la luce netta
prevista tra i due edifici pari a circa 30 m. La larghezza della stessa
volumetria è prevista pari a 2 interassi strutturali (8.40x2), l’altezza
corrisponde a quella di tre piani di
calpestio (13,5 m).
Per quanto riguarda la tipologia
delle opere strutturali, considerata
la luce del ponte (30.15 m), e considerata la notevole luce dei solaio
(16.8 m), ai fini di contenere il peso delle opere strutturali e lo spessore degli impalcati, si è prevista
una struttura in carpenteria metallica secondo gli schemi strutturali
seguenti:
• struttura portante principale, costituita da due travature di tipo reticolare poste in facciata sulla luce di 30.15 m a formare una struttura resistente alta quanto l'intera
facciata e cioè pari a 3 piani. Sono previsti: montanti verticali costituiti da profili a doppio T a pa-
rete piena, composti da lamiere
saldate, al passo corrispondente
a quello delle travi secondarie;
correnti superiori ed inferiori,
sempre costituiti da profili saldati a doppio T a parete piena. Le riquadrature così ottenute in facciata (larghezza 9,25 m – 11,65 m
– 9,25 m) sono poi attraversate
da aste diagonali in profili tubolari a sezione ellittica (composta
da due tubi semiellittici);
• struttura secondaria, costituita da
travi a doppio T a parete piena,
composte da lamiere saldate ed
ordite trasversalmente sulla luce
di 16,80 m;
• struttura terziaria, costituita da
travi laminate a doppio T, ordite
parallelamente alle travi principali di facciata, portanti il solaio costituito da lamiera grecata con getto di completamento.
La struttura portante verticale è costituita da n°4 pilastri in profili metallici che trovano appoggio su n°4
pilastri in opera in c.a. (Rck=45
MPa) connessi alla platea di fondazione che presenta, solo in corrispondenza di tali strutture verticali, uno spessore pari a 150 cm.
In aderenza ad ogni pilastro in c.a.
è posizionato un pilastro prefabbricato atto a sostenere le strutture
dell’edificio. Ogni coppia di pilastri risulta collegata mediante, sia
barre laminate a caldo per post tensione, sia barre FeB44k ancorate
con resina ad alte prestazioni.
Inoltre le due coppie di pilastri in
adiacenza all’edificio 2 sono altresì similmente collegate alle pareti
dei vani scala mediante barre laminate a caldo per post tensione.
Come si è già detto, lo schema statico del ponte consiste in due travi reticolari principali, collegate
tra loro da quattro serie di quattro
travi secondarie, opportunamente
forate per permettere il passaggio
degli impianti; ogni serie di travi
secondarie forma, con i montanti
delle travi reticolari, telai incastrati ai nodi trasversalmente alle travi principali, posti a distanza 9,25
m – 11,65 m – 9,25 m. I telai sono
collegati dalle travi terziarie che
reggono i solai. Le travi terziarie,
Figura 29. Struttura principale e secondaria
Figura 30. Collegamento pilastri in seconda fase (prefabbricato-opera)
Figura 31. Collegamento con vano scala
Figura 32. Resistenza dei diagonali ellittici
progetti&tecnologie N° 13 – Dicembre 2009
Caso studio
Pagina 15
poste ad interasse costante di 2,5
m, sono incernierate alle estremità.
Per quanto concerne la resistenza
dell’impianto strutturale alle azioni orizzontali, nel caso specifico
la sola azione del vento, queste
vengono trasferite alle strutture in
c.a. dai solai dei livelli 2 e 5 che
funzionano a trave (lastra) infinitamente rigida nel loro piano. I solai dei livelli 3 e 4 sono interrotti
nella campata centrale da 11,65 m
e funzionano a trave-lastra solo
nelle campate esterne. Quindi nel
settore centrale le vetrate di facciata trasferiscono, a questi livelli, i carichi di vento ai diagonali
della trave reticolare principale
che hanno sezione ellittica (composta da due tubi semiellittici) con
inerzia maggiore trasversalmente
ai carichi.
Al fine di consentire le libere deformazioni termiche della struttura in questione, sono previsti opportuni giunti di dilatazione-contrazione: a livello secondo (primo
solaio) appoggi scorrevoli, uno
unidirezionale e l’altro bidirezionale sul lato con l'edificio 3, mentre sul lato dell'edificio 2 sono previsti appoggi uno fisso ed uno
scorrevole unidirezionale; a livello quinto (copertura) due vincoli
scorrevoli unidirezionali, in modo
tale che possano trasmettere correttamente le forze orizzontali in
direzione trasversale, causate dall’azione del vento, alle strutture di
controvento degli edifici. Il vincolo tra la carpenteria metallica e la
struttura verticale realizzata in c.a.
in opera è riportato in figura 33.
Figura 34. Foto aerea nuova sede SKY Italia (aprile 2008)
7. Tempi di
realizzazione
Figura 33. Particolare vincolo carpenteria
Degne di nota risultano le tempistiche di realizzazione delle opere relative agli edifici 1 e 2, in quanto
l’edificio 3 è ancora in fase di costruzione. Le operazioni di getto
della platea di fondazione dell’edificio 1 hanno avuto inizio in data
22 marzo 2006.
Realizzati i primi riquadri fondazionali, si è subito proceduto con la
realizzazione delle strutture di
controvento, mentre era in fase di
completamento la platea di fondazione dell’ed. 2.
Per le opere fondazionali sono stati impiegati complessivamente circa 15.700mc di cls. I primi pilastri
prefabbricati dell’edificio 1 sono
stati innalzati in data 14 maggio
2006; a seguire sono stati posizionati i pilastri dell’edificio 2.
In data 20 aprile 2007 venivano
concluse le ultime operazioni di
getto delle solette collaboranti degli impalcati dell’edificio 2.
■
Caso studio
Pagina 16
La terza metropolitana
di Roma: linea C
Adeguamento e ristrutturazione stazioni tratta T7
a cura degli Ingg.
Giampiero Martino,
Francesco Giancane
el cuore di Roma, giorno
dopo giorno e sotto gli occhi
di milioni di persone, si sta costruendo la più complessa e straordinaria metropolitana del mondo.
L’aspetto che rende quest’opera
tanto complessa e straordinaria è
rappresentato indubbiamente dalla
presenza dei monumenti, delle
chiese e dei palazzi storici più famosi della Capitale che sorgono
lungo il suo percorso.
La nuova linea metropolitana C di
Roma attraverserà la città da NordOvest a Sud-Est sottopassando il
Tevere ed il centro storico, raggiungendo, lungo l’asse della Via Casilina la zona di Pantano (frazione
del Comune di Monte Compatri).
Tecnologicamente avanzata sarà
sicuramente un modello per le metropolitane del futuro essendo la
prima grande infrastruttura di trasporto pubblico in Italia guidata e
controllata a distanza da un sistema
di automazione integrale (sistema
driverless - Tabella 1).
N
La complessità e l’importanza dell’opera hanno portato il Committente (Roma Metropolitane – per conto del Comune di Roma) ad indire
una gara per l'affidamento dei lavori di realizzazione della terza metropolitana di Roma ad un Contraente
Generale (General Contractor).
Figura 1: Tracciato Linea C
La formula, il know-how e la capacità manageriale del General Contractor consentono infatti di affrontare la duplice sfida della costruzione della linea C: una sfida che è
insieme di ingegneria progettuale e
realizzativa, di ingegneria organizzativa e di gestione finanziaria, mirate ad assicurare al Committente
(oltre ai costi fissi e alla qualità)
tempi rapidi e certi di consegna.
La gara indetta da Roma Metropolitane è stata vinta dall'Associazione Temporanea d'Imprese costituita da Astaldi Spa, Vianini Lavori
Spa, Consorzio Cooperative Costruzioni, Ansaldo Trasporti Sistemi Ferroviari Spa e Cooperativa
Muratori e Braccianti di Carpi.
SISTEMA DRIVERLESS
1
Treni ogni 75 secondi
2
Maggiore capacità di carico
3
Risparmio 30% costi esercizio manutenzione
4
Flessibilità di gestione
5
Risparmi energetici e minore usura del sistema
6
-14/20% costi globali
Tabella 1
I cinque Soci, attraverso Metro C
S.C.P.A., si sono riuniti in un General Contractor (Contraente Generale) che dispone di uno specifico know-how e di una consolidata
esperienza nella realizzazione di
ferrovie metropolitane a livello internazionale.
È proprio nell’ambito di progetti
complessi come questo che Hilti
riesce ad esprimersi al meglio
potendo vantare, oltre la qualità
indiscussa dei suoi prodotti e la
competenza dei suoi Tecnici venditori, un servizio di consulenza
tecnica altamente specializzato in
grado di offrire supporto sia in fase di progettazione che di realizzazione.
Il supporto tecnico offerto è stato
evidente fin dalle prime fasi della
progettazione attraverso la realizzazione di seminari tecnici organizzati appositamente per i progettisti
di Metro C al fine di condividere
con loro l’esperienza e le soluzioni
che Hilti è in grado di offrire relativamente ai sistemi di fissaggio.
Questa attività di collaborazione e
supporto iniziata con l’ufficio tecnico di Metro C è stata immediata-
mente estesa a tutte le società di ingegneria esterne che offrono consulenza specialistica alla progettazione della nuova Linea C.
È proprio nell’ambito di questa attività di supporto che è nata la collaborazione tra Hilti e la Engineering & Graphics S.r.l. ed in particolare con l’ing. Giampiero Martino che ha curato, dal punto di vista strutturale, il progetto della
tratta T7.
La tratta T7 interessa una zona periferica di Roma in cui il percorso
della nuova Linea C si porta in superficie ricalcando il tracciato della
ferrovia esistente Termini-Pantano.
A differenza delle altre tratte in cui
gli interventi sono realizzazioni ex
novo, la tratta T7 è caratterizzata
da interventi principalmente di
adeguamento e ristrutturazione di
stazioni esistenti in cui l’aspetto dei
sistemi di ancoraggio ed in particolare delle armature post-installate
riveste indubbiamente un ruolo
fondamentale.
In particolare, su tutte le stazioni
della tratta T7 (a meno della stazione di Grotte Celoni, dove le de-
progetti&tecnologie N° 13 – Dicembre 2009
Caso studio
Pagina 17
SCHEDA PROGETTO
LA LINEA:
25,5 km lunghezza complessiva
17,6 km in sotterraneo
7,9 km all'aperto
800 metri c.a distanza media fra le stazioni
30 stazioni
2 stazioni di corrispondenza e scambio con la Metro A
1 stazione di corrispondenza e scambio con la Metro B
1 stazione di corrispondenza e scambio con la FR1
1 Officina-deposito a Graniti (220.000mq)
1 Posto Centrale di Controllo e Comando a Graniti
24.000 passeggeri all'ora per senso di marcia
I TRENI:
30 convogli composti da 6 vetture
107 metri lunghezza treni
90 km/h velocità massima
35 km/h velocità commerciale
1.200 passeggeri capacità massima di trasporto per treno
3 minuti frequenza nelle ore di punta
(tratta Clodio/Mazzini – Alessandrino)
6 minuti frequenza nelle ore di punta
(tratta Alessandrino - Grotte Celoni)
12 minuti frequenza nelle ore di punta
(tratta Grotte Celoni – Pantano)
SCAVI:
4.300.000 m3 di scavi
600.000 m3 di scavi archeologici
1.600.000 m3 di calcestruzzo
270.000.000 kg di acciaio
3.357 giorni di lavoro
Figura 2: Dettaglio delle stazioni appartenenti alla tratta T7
Una volta note le sollecitazioni
agenti in corrispondenza delle zone di collegamento tra la nuova
struttura e quella esistente è stato
possibile individuare la tipologia
di ancorante chimico idoneo per
ciascuna applicazione (HIT-HY
150-FR per la maggior parte dei
casi ed HIT-RE 500 per gli ancoraggi più sollecitati) per poi procedere ad una verifica puntuale dell’ancoraggio attraverso il Sotware
di calcolo Hilti PROFIS Anchor.
Terminata l’attività di progettazione si è passati alla fase di realizzazione dove, grazie alla presenza e competenza dei Tecnici
venditori Hilti, sono state svolte
dimostrazioni per la corretta posa
in opera della resina ed è stata supportata l’impresa nell’individuare
gli strumenti più adatti per l’esecuzione del lavoro (molto apprezzato è stato il dispenser a batteria
HIT ED 3500-A in grado di garantire un minimo sforzo di erogazione ottenendo un lavoro veloce e
senza fatica).
L’attività di Hilti iniziata nella fase di progettazione con Metro C,
passata poi al supporto offerto all’impresa in cantiere, si è conclusa
con l’esecuzione delle prove di carico ad estrazione delle barre di armatura post-installate sotto la supervisione della Direzione Lavori.
RIFINITURE:
150 ascensori
250 scale mobili
11 sottostazioni elettriche
87 cabine di trasformazione
200 ventilatori
1.500 telecamere
COSTO:
3.000.000.000 di Euro
70% a carico dello Stato
18% a carico del Comune
12% a carico della Regione Lazio
molizioni dell’esistente sono più
impattanti) sono previste due applicazioni interessanti in cui è previsto l’utilizzo di armature postinstallate:
– L’innalzamento delle porzioni di
banchina attualmente a quota
+0.25m dal piano ferro;
– La copertura per l’intera lunghezza delle banchine con esclusione della stazione Finocchio.
Al fine di dimensionare adeguatamente gli interventi, il calcolo delle sollecitazioni è stato condotto
con l’ausilio di un codice di calcolo agli elementi finiti realizzando,
per ciascuna stazione, un modello
di calcolo in grado di considerare
adeguatamente lo stato tensionale
preesistente e la variazione di questo in seguito alle modifiche strutturali previste da progetto.
Figura 3: Stazione di Pantano - Innalzamento delle porzioni
di banchina attualmente a quota +0.25m dal piano ferro
Figura 4: Ancorante chimico Hilti HIT-HY 150-FR + Dispenser a batteria
HIT ED 3500-A
Caso studio
Pagina 18
Conclusioni.
Attualmente il cantiere di Metro C,
sebbene proceda a pieno ritmo, è
ancora agli inizi e si presenta ricco
di potenzialità e di sfide che vedono Hilti protagonista giorno dopo
giorno al fianco di imprese e progettisti.
Pertanto concludiamo questo articolo con un arrivederci a presto per
poter continuare a raccontare altre
interessanti collaborazioni di successo nell'ambito del progetto/costruzione della terza linea metropolitana di Roma.
■
Hilti sponsor
della sicurezza
in metro C
Figura 5: Stazione di Borghesiana - Innalzamento banchine
Figura 6: Stazione di Pantano - Installazione armature post-installate
a parete
Il 30 Ottobre 2009 si è conclusa, presso la Scuola di Formazione Operativa dei Vigili del
Fuoco di Montelibretti (RM),
l’ultima parte di un esperimento scientifico unico al mondo
che ha visto Hilti tra i principali sponsor dell’iniziativa.
Un test volto a verificare il
grado di sicurezza antincendio
della nuova linea C della metropolitana di Roma.
La prova si è svolta ricreando
le condizioni previste dal progetto della linea. È stato perciò
costruito presso la Scuola dei
Vigili del Fuoco un tratto di
galleria lungo 110 metri del tutto analogo alle gallerie attualmente in costruzione nel sottosuolo romano. Nella galleria è
stata poi esposta al fuoco una
carrozza avente le stesse carat-
Figura 7: Esecuzione delle prove di carico richieste dalla D.L.
teristiche di quelle che saranno
fornite per la linea C, sia per
valutare i livelli di sicurezza
sopra accennati, sia per la verifica dei sistemi di prevenzione
e mitigazione sviluppati all'interno del progetto SITI (Sicurezza In Tunnel Intelligente).
Il ministro dell’Interno Roberto Maroni, il capo del Dipartimento dei Vigili del fuoco
Francesco Paolo Tronca e il
Capo del Corpo nazionale dei
Vigili del fuoco Antonio Gambardella hanno assistito all’esperimento in diretta, insieme a
numerose altre autorità e giornalisti.
Per ulteriori dettagli ed approfondimenti tecnici in merito all’esperimento, vi consigliamo
di non perdere il prossimo numero di Progetti & Tecnologie.
progetti&tecnologie N° 13 – Dicembre 2009
Ricerca e sviluppo
Pagina 19
La scelta dell’ancorante
idoneo in caso di sisma
Di Hilti l’unico ancorante chimico testato e certificato per zone ad alta sismicità
a cura di Ulrich Bourgund - Responsabile Normativa e Certificazioni, Hilti AG
interesse dei progettisti si
sta in questi ultimi anni
estendendo dalle semplici considerazioni di vulnerabilità strutturale
di un edificio alla necessità di garantirne la funzionalità anche in
caso di eventi accidentali. Gli ancoranti post-installati trovano sempre più larga applicazione sia nell’ambito strutturale che impiantistico (o non strutturale come elementi secondari, controsoffitti,
ecc.) e pertanto è necessario operare una corretta scelta del sistema
di ancoraggio.
L’
Nelle strutture assegnate alle Categorie di Progettazione Sismica C,
D, E o F gli ancoranti post-installati devono aver superato il test di simulazione sismica secondo l’ACI
355.2. I prodotti che hanno superato tali prove avranno un certificato
ICC-ESR (basato sull’AC 193 per
gli ancoranti meccanici oppure sull’AC 308 per gli ancoranti chimici)
pubblicato dall’ICC-ES (International Code Council Evaluation
Service). Tutte le certificazioni
possono essere scaricate gratuitamente dal sito www.icc-es.org.
In Europa i criteri di qualificazione per gli ancoranti post-installati
idonei per l’impiego in caso di sisma sono ancora in fase di definizione. Lo stato attuale dell’arte per
gli ancoranti post-installati è rappresentato unicamente dalla normativa americana ACI 355.2.
Gli Stati Uniti hanno introdotto le
Categorie di Progettazione Sismica (SDC) dalla classe A alla F. Per
valutare la SDC in una zona specifica bisogna definire lo spettro di
risposta, le condizioni locali del
suolo e la classe di affollamento.
Considerando questi parametri si
può esprimere la SDC come mostrato in Tabella 1.
Categorie di
Progettazione
Sismica (SDC)
negli Stati Uniti
Per l’impiego in zona sismica, gli
ancoranti dovrebbero essere qualificati per calcestruzzo fessurato ed
avere ottenuto come SDC almeno
la classe C.
Nel mercato italiano Hilti è l’unico produttore in grado di fornire
un ancorante chimico qualificato
in zona sismica SDC classe C o
superiori. In altre parole, in Italia
Rischio sismico e conseguenze
A
Basso o trascurabile
B
Basso o trascurabile
C
Moderato
D
Alto
E
Molto alto
F
Molto alto per Ospedali, strutture
di emergenza
Tabella 1: Categorie di Progettazione Sismica e descrizione semplificata
solo Hilti è in grado di fornire un
ancorante chimico capace di garantire le massime prestazioni in
caso di sisma: la soluzione si chiama HIT RE 500 SD (Fonte:
www.icc-es.org, ottobre 2009).
Tale ancorante può quindi essere
impiegato anche nelle zone a più
alta sismicità (Zona 1).
Più in generale, Hilti è in grado
di fornire una serie completa di
ancoranti meccanici e chimici,
certificati per soddisfare le necessità delle più esigenti committenze
e dei progettisti più attenti sia in
ambito strutturale che in ambito
impiantistico.
contributi a programmi di ricerca
più estesi hanno coinvolto il National Research Institute for Earth
Science and Disaster Prevention a
Kobe, in Giappone (vedere fig.1) e
l'Università della California a San
Diego (vedere fig.2).
I risultati di questi studi forniranno
ulteriori conoscenze scientifiche
preziose per la stesura delle nuove
linee guida ETAG relative all’impiego di ancoranti in zona sismica.
Fig. 1: Ricerche svolte in Giappone
da Hilti relative all’installazione di
ancoranti su elementi secondari.
Fig.2:
Sperimentazioni di
ancoranti
su modelli
in scala 1:1
di edifici a
7 livelli su
piastra
vibrante
Il costante impegno di Hilti nella
ricerca e sviluppo ci consente di
accrescere le competenze anche in
merito al comportamento degli ancoraggi in zona sismica. I recenti
Macchinari di prova e
sperimentazione degli ancoranti
a carichi sismici in presenza di
fessurazioni nel calcestruzzo
Innovazione e ricerca, esperienza,
qualità dei prodotti ci consentono
il rispetto degli standard più rigorosi. Manuali e software di calcolo, formazione di tecnici e progettisti, supporto tecnico in ogni fase
rappresentano l’impegno di Hilti
per installazioni sempre sicure. ■
Stampato in Italia © 2009/12
Hilti = marchio registrato di Hilti Corp., Schaan
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