Soluzioni in acciaio per gli interventi sugli edifici esistenti: on line il quaderno tecnico di FPA

La serie dei “quaderni progettuali” di Fondazione Promozione Acciaio si arricchisce con un nuovo documento di approfondimento sull'uso dell'acciaio negli interventi sulle costruzioni esistenti.

In questa prima parte del quaderno, dedicato alla progettazione degli interventi sulle costruzioni esistenti mediante l'utilizzo della carpenteria metallica, si introducono gli aspetti fondamentali, incentrandosi sulle varie soluzioni offerte dalla gamma dei prodotti in carpenteria metallica per i vari interventi e sull'accoppiamento fra l'acciaio e gli altri materiali.

L'approfondimento sull'uso dell'acciaio negli interventi su costruzioni esistenti 

Arriva una nuova pubblicazione per la serie i “quaderni di progettazione" di Fondazione Promozione Acciaio, l’ente culturale che promuove lo sviluppo delle costruzioni e delle infrastrutture in acciaio in Italia.

La sicurezza degli edifici esistenti

Il tema degli interventi sugli edifici esistenti è sicuramente un tema prioritario per l'Italia da molto tempo. La maggior parte del tessuto edilizio esistente risale infatti a prima degli anni ’70 ed è costituito prevalentemente da strutture in muratura o in calcestruzzo armato. Gran parte di questi è stata progettata considerando i soli carichi verticali (pesi propri permanenti e portati, azioni variabili e di esercizio), senza tenere opportunamente in conto le azioni orizzontali, una su tutte l’azione sismica. 

Fig.1 – Percentuali edifici residenziali per anno di costruzione (ISTAT, 2011) 

Dal punto di vista normativo, come è noto, la valutazione della sicurezza degli edifici esistenti, nei confronti sia delle combinazioni di azioni gravitazionali (SLU) sia di quelle sismiche (SLV), deve essere condotta sulla base delle indicazioni riportate nelle attuali Normative Tecniche per le Costruzioni (D.M.17/01/2018 [1]). 

A fronte di un’accurata analisi conoscitiva dei manufatti, le NTC 2018 prescrivono verifiche di sicurezza in funzione della tipologia costruttiva dell’edificio (i.e. muratura, calcestruzzo armato, acciaio, legno, ecc.) e la conseguente individuazione delle criticità e delle vulnerabilità presenti, in base alle quali possono essere programmati e progettati gli interventi di messa in sicurezza. 

Come intervenire sugli edifici esistenti che presentano vulnerabilità strutturali

Il D.M.17/01/2018 individua tre diverse tipologie di intervento: 

• Adeguamento 
• Miglioramento 
• Riparazione locale 

Queste categorie si differenziano principalmente per i seguenti aspetti: 

• L’entità dell’intervento, che risulta modificare globalmente il comportamento strutturale della costruzione nei primi due casi ed interessa singole parti e/o porzioni del manufatto nel terzo caso; 
• Il livello di sicurezza raggiunto, il quale può essere conforme o inferiore a quanto richiesto alle nuove costruzioni rispettivamente nel caso di adeguamento o miglioramento. 

Scegliere la tipologia di intervento

La scelta della tipologia di intervento e la conseguente progettazione della soluzione tecnica da applicare è in funzione di diversi fattori, tra cui

- Natura e conformazione del manufatto: per il raggiungimento dei requisiti di sicurezza di edifici di carattere storico-monumentale o dotati di pregio artistico, ad esempio, l’intervento dovrà essere progettato ed attuato nella massima conservazione del manufatto, cercando di minimizzare il più possibile l’impatto sul fabbricato 

- Riduzione delle interferenze: nel caso di interventi su manufatti strategici o rilevanti (scuole, ospedali ecc.) risulterà necessario ridurre al minimo l’interferenza con le attività svolte all’interno, preservando l’incolumità degli utenti anche nelle preliminari fasi conoscitive. Il discorso si estende anche agli edifici produttivi, laddove l’eventuale blocco dell’impianto provocherebbe inevitabilmente ingenti perdite economiche. 

- Contingenza temporale: la messa in sicurezza di manufatti esistenti può divenire necessaria a seguito del verificarsi di situazioni di emergenza, come ad esempio nell’immediato post-evento sismico, in presenza di uno sciame, un progressivo danneggiamento della costruzione dovuto più semplicemente a mutate condizioni d’utilizzo, mancata manutenzione, ecc. Diversi accorgimenti devono essere attuati a seconda del contesto in cui si interviene, anche per quanto riguarda l’installazione di eventuali opere provvisionali. 

- Prestazioni da raggiungere: fra le numerose tecniche di intervento a disposizione del progettista è fondamentale tenere in conto non solo la rapidità di intervento in termini sia applicativi sia progettuali, ma anche e soprattutto le prestazioni strutturali che si vogliono raggiungere. Nell’ambito della progettazione degli interventi le soluzioni che prevedono l’utilizzo di elementi o sistemi strutturali di acciaio, caratterizzate da elevata leggerezza, reversibilità e facilità di impiego, consentono di ottenere ottimi risultati in termini di sicurezza a fronte di costi relativamente contenuti. 

L’ACCIAIO negli interventi su costruzioni esistenti: perchè sceglierlo

Le soluzioni in acciaio possono risultare estremamente efficaci nella realizzazione di interventi finalizzati al raggiungimento della sicurezza statica o al rafforzamento locale, miglioramento o adeguamento sismico di edifici esistenti di muratura o di calcestruzzo armato. 

La leggerezza e l’elevata prefabbricabilità delle soluzioni di acciaio, favorite da un elevato rapporto resistenza/peso del materiale, limitano i disagi dovuti al trasporto degli elementi strutturali e ne favoriscono l’inserimento nelle costruzioni esistenti, riducendo al minimo le operazioni da effettuarsi in cantiere e facilitando conseguentemente la messa in opera. 
A fronte di un accurato dimensionamento del progetto di intervento, è necessario tenere presente le problematiche legate alle differenze intrinseche tra il ‘nuovo’ elemento/sistema metallico inserito per ovviare alle carenze strutturali e la costruzione esistente di muratura o di c.a., avendo esse diverse proprietà dei materiali, tolleranze di esecuzione, rigidezze ecc. 

Grazie alla relativa facilità di installazione ed alla versatilità, i sistemi in acciaio possono essere impiegati per la messa in sicurezza dei manufatti in diverse condizioni, comprese quelle di emergenza o post-emergenza sismica: ad esempio, sono in corso studi e sperimentazioni riguardo sistemi multi-applicazione e multi-livello, in grado di garantire, nell’immediato, la messa in sicurezza nei confronti di possibili meccanismi locali e successivamente ‘trasformabili’ in soluzioni definitive di intervento capaci di soddisfare i requisiti di sicurezza previsti da normativa. 
Dal punto di vista del materiale, oltre alle eccellenti caratteristiche di resistenza e duttilità, l’acciaio, se adeguatamente protetto dalla corrosione mediante trattamenti protettivi quali la zincatura a caldo, la verniciatura o la combinazione di esse, offre ottime performance di durabilità anche in contesti ad alta corrosività atmosferica o in ambienti salini.

Vasta gamma di prodotti in acciaio = notevole quantità di soluzioni

La vasta gamma dei prodotti in acciaio a disposizione del progettista (profili laminati, profili cavi, barre tonde e quadrate, profili composti saldati, palancole, profili formati a freddo, lamiere, pannelli, ecc.) si presta alla quasi totalità degli interventi, offendo una notevole quantità di soluzioni.

Di seguito riportiamo, a titolo di esempio, l'uso delle Travi, profili aperti e travi saldate in qualche applicazione, lasciando al lettore la possibilità di consultare altri esempi scaricando il QUADERNO TECNICO direttamente dal sito di Fondazione Promozione Acciaio. In fonfdo all'articolo anche il sommario del documento. 

Con l’aiuto dei classici profili in acciaio è possibile eseguire il consolidamento delle vecchie strutture principali sia in legno e in calcestruzzo armato sia in muratura.Ecco alcuni esempi.

Sommario

1) ASPETTI GENERALI 
2) L’ACCIAIO NELLE COSTRUZIONI ESISTENTI 
Travi, profili aperti e travi saldate
Barre tonde per tiranti e catene 
Profili cavi e micropali e palificate 
Palancole 
Lamiere grecate e pannelli 
3) L’ACCOPPIAMENTO ACCIAIO/CALCESTRUZZO E ACCIAIO/MURATURA 
Malte speciali 
Zanche e tiranti
Ancoraggi meccanici o chimici 

>>> Consulta i quaderni integrali sul sito di Fondazione Promozione Acciaio