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Corso di Costruzioni Metalliche A.A. 2014 – 2015 
Docente: Prof. Ing. Franco Bontempi 
Annuncio Seminario: 4 dicembre 2014, Aula 17, ore 16.00-19.00 
Ing. Luca ROMANO 
Direttore Tecnico I QUADRO INGEGNERIA – GENOVA 
PROGETTO STRUTTURE METALLICHE 
Uffici direzionali di Fiera Milano, 2010
PROGETTO STRUTTURE METALLICHE 
 Il quadro Normativo attuale: DL 163/2006 Codice dei contratti pubblici 
DPR 207/2010 Regolamento appalti 
NTC 2008 testo Unico Strutture 
 Bandi di progettazione ed incarichi 
 Livelli di progettazione 
 Progetto esecutivo: contenuti e appalto 
 Concept Design: 
- Analisi del Contesto 
- Predimensionamenti 
- divisione in conci, costruibilità, trasportabilità, montaggio 
- problematiche d’officina 
- saldature e controlli 
- protezione 
 NTC 2008 - Ponti 
 Esempio: Strutture Edificio Fiera Milano 
 Esempio: Ponte ad arco ad Albenga
DPR 380/2001 Testo Unico delle disposizioni legislative e regolamenti in 
materia edilizia”. 
● La stazione appaltante (Comune, Provincia, ecc.) deve stilare un Programma 
triennale di interventi, da cui anno per anno estrapola l’Elenco annuale delle opere, 
che sono inseribili solo se finanziate. 
La stazione appaltante nomina un responsabile del procedimento RUP (ingegnere 
capo del Comune, Provincia, ecc.) che supervisiona il progetto e ne coordina le varie 
fasi. 
I progetti non possono essere appaltati se non sono esecutivi (eseguibili senza 
l’intervento di un altro progettista) e devono essere validati (art.112, DL 163 e 
art.44:59, DPR 207/2010) 
1 
PROGETTO STRUTTURE METALLICHE - PONTI 
Ing. Luca ROMANO, libero professionista - Albenga 
Direttore Tecnico I QUADRO INGEGNERIA – GENOVA 
QUADRO NORMATIVO 
DL 163/2006 Codice dei contratti pubblici (appalti) 
DPR 207/2010 Regolamento appalti 
NTC 2008 “Norme tecniche per le costruzioni e Circolare applicativa” 
DL 81/2008 Testo Unico per la sicurezza 
PRINCIPI FONDAMENTALI 
ing. Luca Romano - 2014
Affidamento fiduciario diretto da parte del RUP per incarichi inferiori a 40.000 
euro (art.125 comma 11, DL 163) 
incarico sulla base di elenco progettisti dell’Ente, con richiesta offerta ad 
almeno 5 professionisti, per incarichi tra i 40.000 ed i 100.000 euro (art.91 
comma 2, DL 163) 
bando di gara nazionale per procedura aperta, per incarichi tra i 100.000 ed i 
200.000 euro (art.91 comma 1, DL 163) 
gara comunitaria per incarichi oltre i 200.000 euro (art.91 comma 1, DL 163) 
concorso di progettazione o di idee (progetti di particolare rilevanza) (art.91 
comma 5, DL 163) 
Criterio per l’aggiudicazione dell’appalto è quello dell’offerta economicamente più 
vantaggiosa (art.83 DL 163), il bando di gara stabilisce dei punteggi per merito 
tecnico (curriculum e progetti analoghi), caratteristiche qualitative (relazione 
metodologica del progetto), ribasso percentuale sul prezzo offerto. 
Affidamento: 
Una volta espletata la gara, la progettazione viene affidata sulla base di un 
disciplinare d’incarico, dove vengono esplicitate le prestazioni da effettuare, i tempi, i 
pagamenti per ogni fase, le penali per i ritardi, ecc. 
2 
INCARICO DI PROGETTAZIONE 
Gara: la stazione appaltante (Comune, Provincia, ecc.) può affidare incarichi con: 
ing. Luca Romano - 2014
Ottenuto l’incarico, il progetto si svolge su diversi livelli, indicati dal Regolamento 
degli Appalti: 
Dopo ogni livello progettuale, l’Amministrazione appaltante, col suo RUP 
(Responsabile Unico del Procedimento), procedono all’analisi ed approvazione della 
fase progettuale, dando indicazioni circa le modifiche da sviluppare negli 
approfondimenti delle successive fasi. 
●NOTA: ogni progetto di opera pubblica deve andare in Conferenza dei Servizi, che 
è il luogo deputato a riunire i vari Enti (Beni Ambientali, Comunità Montana, 
Forestale, Polizia Idraulica, Demanio, Provincia, Regione ecc.) per esprimersi sul 
progetto. Si ha una prima riunione (referente) sul progetto preliminare ed una 
deliberante su quello definitivo. 
3 
Progettazione: 
- preliminare 
- definitivo 
- esecutivo 
ing. Luca Romano - 2014
Il progetto preliminare stabilisce i profili e le caratteristiche più significative degli 
elaborati dei successivi livelli di progettazione, in funzione delle dimensioni 
economiche e della tipologia e categoria dell’intervento. 
Dopo aver selezionato le soluzioni più efficaci nel contemperare le prestazioni attese, 
e dopo i primi sopralluoghi, le ipotesi redatte verranno tradotte in progetto preliminare 
ai sensi di quanto prescritto dal D.P.R. 207/2010 
Gli studi e gli elaborati che verranno prodotti saranno in linea di massima i seguenti: 
- Relazione tecnico illustrativa (descrizione intervento, scelte, disponibilità aree, 
4 
CONTENUTI DEI TRE LIVELLI DI PROGETTAZIONE: 
Progetto preliminare (art. 17:23, D.P.R. 207/2010) 
cronoprogramma) 
- Relazione geologica, geotecnica, idrologica, idraulica e sismica 
- Studio di prefattibilità ambientale (foto, fotomontaggio, schede varie) 
- Indagini archeologiche preliminari 
- Inquadramento territoriale, scala 1:10000 
- Planimetria generale, scala 1:2000 
- Planimetria, scala 1:500 
- Sezioni tipo, scala 1:50 
- Rilievo plano-altimetrico 
- Sovrapposizione mappa catastale – rilievo - opere di progetto 
- Rilievo dei sottoservizi (fognatura, acquedotto, enel, illuminazione pubblica, 
gas, telecom, ecc.) 
- Planimetria, sezioni e prospetto-stato attuale e di progetto 
- Schemi strutturali 
- Piano particellare di esproprio 
- Documentazione fotografica 
- Prime indicazioni e disposizioni per la stesura dei piani di sicurezza 
- Calcolo sommario della spesa e quadro economico 
ing. Luca Romano - 2014
Il progetto definitivo, redatto sulla base delle indicazioni del progetto preliminare 
approvato e di quanto emerso in sede di eventuale conferenza dei servizi, contiene 
tutti gli elementi necessari ai fini del rilascio della concessione edilizia, 
dell’accertamento di conformità urbanistica o di altro atto equivalente. 
Gli studi e gli elaborati che verranno prodotti saranno i seguenti: 
- Computo dei movimenti di terra 
- Computo metrico estimativo 
- Quadro economico con indicazione dei costi della sicurezza 
- Studio della viabilità di accesso al cantiere, con eventuali soluzioni provvisorie 
5 
Progetto definitivo (art. 24:32, D.P.R. 207/2010) 
- Relazione tecnico illustrativa del progetto 
- Rilievo plano altimetrico generale dell’area di intervento, scala 1:500 
- Planimetria catastale dell’area oggetto di intervento, scala 1:2000 
- Studio di fattibilità ambientale 
- Relazione geologica 
- Relazione geotecnica 
- Relazione sismica 
- Relazione idraulica 
- Planimetria generale di progetto, scala 1:1000 
- Profili longitudinali (scala 1:1000/1:100) 
- Sezioni trasversali 1:100 
- Planimetria dei lotti di intervento, scala 1:500 
- Planimetria delle opere viabilistiche, scala 1:1000 
- Sezioni tipo delle opere viabilistiche, scala 1:50 
- Planimetria posizionamento delle barriere di sicurezza stradale, scala 1:1000 
- Planimetria degli arredi e delle pavimentazioni, scala 1:1000 
- Planimetria del progetto illuminotecnico, scala 1:1000 
- Planimetria degli impianti tecnologici, scala 1:1000 
- Schema dell’accessibilità per i portatori di handicap 
- Viste prospettiche di assieme e dettaglio 
- Calcoli preliminari strutturali con una relazione di calcolo 
- Calcolo preliminare degli impianti 
- Impostazioni strutturali 
- Carpenterie scala 1:50 
- Disciplinare prescrittivo e prestazionale degli elementi tecnici 
- Eventuale piano particellare di esproprio e planimetria delle aree da occupare 
(scala 1:500) 
e conseguente minimizzazione delle interferenze con il traffico locale, gli 
operatori edilizi e l’ambiente 
ing. Luca Romano - 2014
Il progetto esecutivo costituisce la ingegnerizzazione di tutte le lavorazioni e, 
pertanto, definisce compiutamente ed in ogni particolare architettonico, strutturale ed 
impiantistico l’intervento da realizzare. Restano esclusi soltanto i piani operativi di 
cantiere, i piani di approvvigionamenti, nonché i calcoli e i grafici relativi alle opere 
provvisionali. Il progetto è redatto nel pieno rispetto del progetto definitivo nonché 
delle prescrizioni dettate in sede di rilascio della concessione edilizia o di 
accertamento di conformità urbanistica, o di conferenza di servizi o di pronuncia di 
compatibilità ambientale ovvero il provvedimento di esclusione delle procedure, ove 
previsti. 
Gli elaborati relativi al progetto esecutivo saranno redatti conformemente con quanto 
prescritto dal D.P.R. 207/2010. 
Gli studi e gli elaborati che verranno prodotti saranno i seguenti: 
6 
Progetto esecutivo (art. 33:43, D.P.R. 207/2010) 
- Relazione generale 
- Relazione tecnico specialistiche 
- Relazione tecnico-illustrativa 
- Inquadramento territoriale scala 1:10000 
- Planimetria generale di progetto, scala 1:1000 
- Planimetrie di dettaglio, scala 1:200 
- Planimetria delle opere viabilistiche, scala 1:1000 
- Sezioni tipo delle opere viabilistiche, scala 1:50 
- Profili longitudinali scala 1:1000/1:100 
- Sezioni trasversali scala 1:100 
- Dettagli costruttivi delle opere viabilistiche, opere d’arte e particolari costruttivi 
scala 1:20 
- Planimetria degli arredi e delle pavimentazioni, scala 1:1000 
- Dettagli costruttivi degli arredi e delle pavimentazioni, scala 1:20 
- Planimetria del progetto illuminotecnico, scala 1:1000 
- Dettagli costruttivi dei corpi illuminanti, scala 1:20 
- Planimetria degli impianti tecnologici, scala 1:1000 
- Calcoli esecutivi degli impianti 
- Calcoli esecutivi strutturali con relazione di calcolo 
ing. Luca Romano - 2014
7 
- Tracciamento 
- Impostazione strutturale, scala 1:50 
- Carpenterie scala 1:50 
- Orditure scala 1:50 
- Dettagli strutturali, scala 1:10 
- Piano di manutenzione dell’opera e delle sue parti 
- Piano di sicurezza e di coordinamento in fase di progetto con crono 
programma fasi di sicurezza e computo sicurezza 
- Computo metrico estimativo 
- Computo dei movimenti di terra 
- Quadro economico 
- Crono programma dei lavori 
- Elenco dei prezzi unitari 
- Analisi dei prezzi 
- Quadro di incidenza percentuale della quantità di manodopera per le diverse 
categorie in cui scomporre l’opera 
- Schema di contratto 
- Capitolato speciale d’appalto, comprensivo delle categorie specialistiche per 
l’esecuzione dei lavori con specifico riferimento alla componentistica 
prefabbricata 
ing. Luca Romano - 2014
 Lavori a corpo: stipulabili per ogni tipo di lavoro, appaltabili con ribasso unico 
sull’importo dei lavori a base d’asta oppure mediante offerta a prezzi unitari 
 Lavori a corpo e a misura: stipulabili per ogni tipo di lavoro. 
La parte a misura si usa quando si hanno particolari categorie di lavoro difficilmente 
quantificabili in esecutivo. 
Sono appaltabili mediante offerta a prezzi unitari 
Il codice dei contratti predilige gli appalti a corpo; spesso si fanno a corpo e a misura, 
prevedendo a misura le opere interrate (difficili da stimare e computare) ed a corpo 
tutte le opere fuori terra. 
8 
● Tipologie di appalto: a corpo, a misura, a misura e a corpo. 
 Lavori a misura: sono ammessi solo per opere di manutenzione e restauro 
ing. Luca Romano - 2014
A corpo: il corrispettivo consiste in una somma determinata, fissa ed invariabile, 
riferita all’opera nel suo complesso. Si creano varie categorie di lavoro omogenee 
(es. fondazioni, murature, carpenteria metallica, ecc.) le si quantifica in maniera 
definitiva, le si prezza ed i corpi che ne derivano sono invariabili, anche nella quantità 
(l’appaltatore si accolla il rischio delle quantità). 
I corpi d’opera devono essere ben individuati sia nel computo che nei disegni, I corpi 
d’opera caratterizzano l’appalto, il contratto e la sua successiva contabilità. 
A misura: il corrispettivo corrisponde all’individuazione del prezzo per ogni unità di 
misura di lavorazione o di opera finita, quindi l’importo dei lavori è variabile ed il 
rischio delle diverse quantità resta a carico del committente. 
Bando di gara di appalto: deve indicare l’importo complessivo dei lavori 
e la relativa categoria prevalente del tipo di lavorazione ( quella di importo maggiore), 
oltre a tutte quelle che superano il 10% dell’importo a base d’asta, tutte con i relativi 
importi. Questo perché esistono le qualificazioni per le Imprese solo per determinati 
lavori ed esiste una limitata possibilità di subappaltare (max. 30%). In più esistono 
categorie speciali (impiantistica, strutture prefabbricate, strutture speciali) che sono 
specificate nel bando e che non possono essere subappaltabili, quindi l’impresa deve 
possederne le qualifiche o costituire un’ATI (Associazione Temporanea d’Imprese) 
con ditte qualificate, per poter partecipare all’appalto. 
9 
ing. Luca Romano - 2014
1 
ing. Luca Romano – 2014 
CONCEPT DESIGN 
Ing. Luca ROMANO, libero professionista - Albenga 
Direttore Tecnico I QUADRO INGEGNERIA – GENOVA 
Sopralluogo: 
ascoltare le esigenze dell’Amministrazione 
capire il contesto e le problematiche 
documentazione propedeutica: 
cartografia (strumenti urbanistici, CTR, catasto, …) 
relazione geologica e sondaggi 
relazione idraulica eventuale 
rilievo strumentale su base CAD 
primi studi: 
2:3 idee da sottoporre all’Amministrazione, stimandone i costi, illustrandone i pro ed 
i contro, ecc. 
Farsi indicare il prezziario da usare 
Rendering e fotomontaggio della soluzione scelta o delle ipotesi fatte (esempio)
2 
Predimensionamento: 
-esperienza, tabelle rapporti luce/altezza 
-modelli semplici “a mano”, controllo flessione, taglio, torsione, deformabilità 
(Santarella, Massonet-Bares, Manuali ingegnere vari) 
ing. Luca Romano – 2014 
→ dimensionamento 
Carichi: 
Pesi propri: da predimensionamento 
Sovraccarichi permanenti: studio progetto, pacchetti, ecc. 
Sovraccarichi accidentali: NTC 2008 
Calcolo: 
- Elementi finiti con modelli bidimensionali → prime verifiche e correzione 
dimensionamento 
- Elementi finiti con modelli tridimensionali → ulteriore correzione 
dimensionamento 
- Elementi finiti analisi dinamica: 
controllo modi di vibrare (bontà del modello, vincoli, connessioni, deformabilità, 
frequenze) 
→ ulteriore correzione dimensionamento (se la struttura è troppo deformabile 
o ha “debolezze” su alcuni modi di vibrare. 
N.B. spesso le fasi sopra descritte si ripetono 
studio delle sezioni: ottimizzazione della forma / estetica 
ripetitività degli elementi: modularità 
ottimizzazione giunti e connessioni (dettaglio) 
verifiche di resistenza finali 
verifiche in esercizio (deformate, vibrazioni, tensioni, …)
-relazione di calcolo strutturale 
-relazione sui materiali 
-elaborati grafici e particolari 
-piano di manutenzione 
-relazione sulle prove sperimentali 
-relazione geologica, geotecnica e sismica 
-giudizio motivato di accettabilità dei risultati (confronto con semplici calcoli, verifiche 
di equilibrio reazioni-carichi, ecc.) 
3 
N.B. relazione di calcolo redatta secondo cap. 10 NTC 2008, con: 
ing. Luca Romano – 2014
4 
ESEMPI PREDIMENSIONAMENTO 
Solai: c.a. h ~ L / 25 
ing. Luca Romano – 2014 
Travetti precompr. h ~ L / 30 
pannelli precompr. h ~ L / 35 
piastre piene c.a.: h ~ L / 30:36 
piastre piene c.a.p: h ~ L / 35:45 
travi c.a.: h ~ L / 6:7 se alte 
h ~ L / 12:14 se medie (larghe come pilastro) 
h ~ L / 18:21 se in spessore 
h ~ L / 8:10 se sbalzo 
travi c.a.p.: h ~ L / 15:20 se solai 
h ~ L / 25:35 se copertura 
lunghezza: 
fino a 25 m senza scorta 
fino a 30 m con scorta 
travi a parete piena acciaio: h ~ L / 15:18 se semplice appoggio 
h ~ L / 25 se continua 
travi reticolare acciaio: h ~ L / 8 se semplice appoggio 
h ~ L / 10 se continua 
ponte a travata acc.-cls.: Hsteel ~ L / 18 se semplice appoggio 
Hsteel ~ L / 25:28 se continua 
ponte a cassone acc.-cls.: Hsteel ~ L / 35 
travi legno lamellare: H ~ L / 15 
con: 
H/B ≤ 10 per stabilità laterale 
B = 10:12:14:16:18:20:22:24 cm 
H = multiplo lamelle (3 cm) 
H ≤ 240 cm
5 
ing. Luca Romano – 2014 
IMPOSTAZIONE PROGETTO 
Ing. Luca ROMANO, libero professionista - Albenga 
Direttore Tecnico I QUADRO INGEGNERIA – GENOVA 
Concezione: 
Fondazioni: 
-dirette - profonde 
-avere sempre sondaggi, prove laboratorio, SPT, livello falda, ecc. 
Dimensioni della struttura, quindi: 
-Come costruirla – montarla 
-Fabbricabilità in cantiere ed in officina in funzione del cantiere che si può 
installare 
Divisione della struttura in conci: 
-concezione del concio e sua fabbricabilità in funzione del materiale di base 
-dimensioni trasportabili 
-tipi di giunto per collegarli 
-collegamento alle sottostrutture realizzate in cantiere 
-pesi dei conci per il relativo montaggio e tipo di montaggio (funzione delle 
autogrù o mezzi che si possono usare) 
Protezione della struttura
La dimensione dei conci è dettata dalla trasportabilità e dai mezzi di montaggio in cantiere. 
6 
DIMENSIONE CONCI E TRASPORTO 
Trasporto: generalmente su gomma: 
peso legale (codice strada): 44 ton 
lunghezza: 
fino a 25 metri trasporto ordinario 
oltre 25 metri trasporto con scorta 
L max 42 metri 
Larghezza: 
ordinaria fino a 2.5 metri 
oltre i 3 metri: scorta 
Altezza: 
ordinaria fino a 2.5 metri 
fino a 4 metri con super ribassato e studio percorso 
esempio motrice con rimorchio a ralle: 
H < 3.5 metri 
L < 25 metri 
ing. Luca Romano – 2014
7 
MONTAGGIO 
1. VARO DAL BASSO SU PILE PROVVISORIE 
2. VARO SU PONTE/PONTEGGIO DI SERVIZIO 
3. MONTAGGIO “A RIVA” E VARO CON AUTOGRU 
4. VARO LONGITUDIANEL SU TRAVE DI LANCIO 
5. VARO LONGITUDINALE CON AVANBECCO 
6. MONTAGGIO A SBALZO (CON DERRICK o CASSEFORME A SBALZO) 
ZONA CANTIERE: 
stoccaggio 
montaggio 
movimentazione e sede autogru 
opere provvisionali per stabilizzatori (magrone + piastre; platea; gabbioni; …) 
AUTOGRU 
Macchina da 200 ton: costo 3000 euro/giorno 
ing. Luca Romano – 2014 
Portata: 30 ton sbracciate” a 20 m. 
Macchina da 300 ton: costo 4000 euro/giorno 
Portata: 32 ton sbracciate” a 30 m. 
Portata: 22 ton sbracciate” a 40 m. 
Macchina da 400 ton: costo 30.000 euro 
Tempi: 2 giorni per armarla, 1 giorno per smontarla 
Accessori: 2 bilici + 3 camions 
Stabilizzatori: piastre nervate 2x3.5m 
Portata: 76 ton sbracciate” a 23 m. 
MARTINETTI IDRAULICI 
Portata (ton) corsa (mm) diametro (mm) peso (kg) 
50 160 125 15 
100 160 175 26 
200 200 245 57 
260 204 275 74 
400 223 350 134 
520 237 400 189
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11 
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traversi e controventi: spesso con bulloni a taglio, perché “portano” di più e dissipano 
12 
GIUNTI TRA I CONCI 
Strutture metalliche, tendenzialmente: 
giunti saldati in officina 
Giunti bullonati in cantiere 
bullonati: 
travi principali e di spina: di forza, con coprigiunti, con bulloni ad attrito e m=0.3 
ing. Luca Romano – 2014 
energia 
giunto flangiato: sempre ad attrito 
bulloni più usati: M16, M20, M24, M27 
preparazione lembi in officina: sabbiatura + primer (intermedio e finitura in cantiere) 
(se arrivano verniciati: pb. Schiacciamento vernice ed occorre un riserraggio dopo 12 
mesi, con controllo coppia) 
saldati: 
problematici in cantiere: vento, umidità, controlli, tempi lunghi 
-piena penetrazione: per travate principali e controllate US 
-cordoni d’angolo: 
-per strutture: cordone minimo 4x4 
-per ponti: cordone minimo 6x6 
-dimensioni: 
cordone 6x6: fino a lamiere sp. 19 mm e maggiori sp. 9 mm 
cordone 8x8: per lamiere sp. >12 mm
13 
ing. Luca Romano – 2014 
PROBLEMATICHE D’OFFICINA 
Ing. Luca ROMANO, libero professionista - Albenga 
Direttore Tecnico I QUADRO INGEGNERIA – GENOVA 
DISEGNI ESECUTIVI: devono indicare con precisione la geometria della struttura, tutti 
gli spessori delle lamiere, profili, tubi, tutte le dimensioni delle saldature, i bulloni in 
numero, diametro e posizione. 
Devono essere precisati i materiali, le coppie di serraggio dei bulloni, e quant’altro serva 
per individuare con precisione la struttura. 
I disegni di carpenteria metallica devono essere quotati con precisione, tutto in millimetri. 
Si nota che la tolleranza di produzione qui è il millimetro, non il centimetro che si usa per il 
cemento armato! 
DISEGNI COSTRUTTIVI (di officina): sono derivati dai disegni esecutivi. 
Si ridisegna la struttura indicando ogni elemento costituente con la sua numerazione 
(marcatura). 
Poi si disegna singolarmente ogni marca (elemento), con tutta la geometria, i fori, gli 
spessori, gli smussi, le saldature e si indica il numero di pezzi da produrre. 
I disegni d’officina sono in numero maggiore dell’esecutivo, sono realizzati dal carpentiere 
metallico sulla scorta dell’esecutivo del progettista. 
Ogni costruttore ha il suo standard e le proprie convenzioni. 
DISTINTA DEI MATERIALI: elenca tutte le posizioni dei pezzi costituenti la struttura 
e, per ogni pezzo, il fabbisogno unitario, la qualità e le dimensioni del materiale grezzo. 
Serve per l’approvvigionamento dei materiali. 
DISTINTE DI LAVORAZIONE: fatta dai tecnici, elenca tutte le posizioni da costruire, 
riportando per ognuna tutte le lavorazioni previste nella costruzione: 
preparazioni 
saldature 
pieghe, centinature, e altro 
eventuale montaggio di prova 
tipo di protezione 
Servono per guidare la successione delle operazioni d’officina ed organizzare e valutare il 
carico di lavoro dei vari reparti.
Secondo le NTC 2008, cap.11, si può usare solo materiale qualificato e con 
controlli obbligatori in stabilimento e cantiere. 
Per questo è importante specificare nel progetto e nel “Capitolato speciale 
d’appalto”, che il materiale sia rispondente alle norme UNI EN 10025. 
Quindi il carpentiere metallico deve fornire alla Direzione Lavori (D.L.) la 
dichiarazione di qualifica del prodotto rilasciata dal produttore. 
Questo fatto è molto importante, perché ci si può trovare nell’imbarazzo di 
fronte al collaudatore statico della struttura, che potrebbe non accettare il 
materiale! 
N.B. non si può più qualificare il materiale come una volta, con 3 provini ogni 
20 tonnellate!! 
Esempio: S355 J0 W (acciaio ex Fe510, resiliente a 0°C, con caratteristiche 
14 
MATERIALE BASE: 
Il materiale base consiste in: 
acciaio: 
S235 (ex Fe360) 
S275 (ex Fe430) 
S355 (ex Fe510) 
Resilienza: 
JR: resilienza minima 27 J a +20°C 
J0 resilienza minima 27 J a 0°C 
J2 resilienza minima 27 J a -20°C 
CORTEN resistente alla corrosione atmosferica) 
ing. Luca Romano – 2014
 profili aperti (IPE, HE, HLS, angolari, “U”, “T”, ecc., (meno facile in 
 profili cavi (tubi tondi, quadrati, rettangolari) ricavati per estrusione 
(senza saldatura: hanno forti tolleranze, possono creare dei problemi; 
si trovano solo in S 235 e S 355) o per calandratura di lamiere poi 
saldate longitudinalmente (sono migliori, possono essere realizzati 
anche con lamiere in corten). Sul mercato si trovano tubi di ogni 
specie, per ogni uso, di ogni materiale (specifiche API, DIN o altre), 
generalmente usati per metanodotti ecc., quindi occorre avere i 
documenti del prodotto e farlo, eventualmente, analizzare 
chimicamente, comunque deve essere materiale certificato. 
N.B. in pratica è difficile trovare tubi certificati, per cui occorre 
sensibilizzare il carpentiere sulla problematica e dirgli fin dall’inizio che 
non accettate materiale che non sia a norma. In questo modo è 
costretto a procurarselo pagandolo il dovuto o facendoselo produrre per 
calandratura. In ogni caso bisogna tener in conto dei tempi 
d’approvvigionamento del materiale che possono arrivare ai 5:6 mesi, 
contro i normali 1:2 mesi. 
 Tondi, quadri, esagoni e piatti: esistono fino ad un diametro o lato di 
200mm. In particolare in tondi pieni possono essere tipo bulloni, per cui 
se ne può indicare la classe ed il diametro (esempio M30 cl.10.9). I 
piatti sono forniti in larghezze sino a 300mm e spessori fino a 50mm 
15 
 lamiere di vario spessore 
corten, lotto minimo 30 ton per profilo) 
ing. Luca Romano – 2014
 preparazione: taglio, raddrizzatura, marcatura, tracciatura, 
punzonatura, alesatura, foratura, piegatura, mortasatura, preparazione 
dei lembi 
 saldatura: imbastitura, saldatura, raddrizzatura 
 lavorazione: intestatura, tracciatura, foratura, alesatura, 
 finitura: raddrizzatura, squadratura 
 montaggio: collegamento di elementi strutturali, di nodi, di strutture 
 protezione: sfiammatura, sabbiatura, decapaggio chimico, 
Tracciatura: consiste nel riprodurre sul materiale le linee di taglio, i fori e 
tutte le lavorazioni del caso. Le macchine a controllo numerico stanno 
soppiantando questa operazione. Si usano maschere in cartone o lamierino 
quando si debbano tracciare numerosi pezzi uguali e le si usa anche per 
eseguire con precisione i fori dei giunti bullonati. 
Marcatura: si stampiglia la “marca” su ogni singolo pezzo, per 
permetterne l’identificazione in ogni fase di costruzione. E’ eseguita col bulino 
o col punzone, oppure con presse oleodinamiche. 
16 
LAVORAZIONI SULLA CARPENTERIA METALLICA: 
assemblaggio, chiodatura 
complete 
verniciatura, metallizzazione, zincatura 
ing. Luca Romano – 2014
Raddrizzatura: è compito delle ferriere, che devono dare barre e profili in 
tolleranza dimensionale. 
Spianamento: serve per eliminare ingobbamenti e bugnature nelle lamiere. 
E’ un’operazione eseguita a freddo, con presse o con spianatrici a rulli. 
17 
ing. Luca Romano – 2014
Centinatura dei profilati e calandratura di lamiere: sono eseguite a 
freddo con macchine curvatrici a rulli. Provocano il progressivo snervamento 
dei lembi del profilo. Si controlla la centinatura con una dima. Per 
calandratura si possono ottenere tubi da lamiere, poi saldate 
longitudinalmente. Si può eseguire anche la calandratura conica. 
18 
ing. Luca Romano – 2014
Pieghe localizzate nei profilati e nelle lamiere piani: 
si ottengono con l’ausilio di stampi . Spesso un intaglio può favorire la piega e viene 
successivamente saldato. Altre volte servono irrigidimenti provvisori per non deformare il 
profilo trasversale. 
I laminati vengono piegati pressando la lamiera fra un coltello ed i bordi di un 
controstampo. Se la pressatura viene spinta a fondo nel vertice della piega si ha lo 
stampaggio. 
Entro i raggi minimi della tabella successiva si può piegare a freddo, se no a caldo. 
Stampatura: è eseguita su lamiere, con stampo e controstampo, a caldo alla temperatura 
di forgiatura (1000 °C). 
19 
Attenzione alle cricche sulla convessità della piega (controllo visivo, liquidi penetranti, 
magnaflux o ultrasuoni). 
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TAGLIO ALLE MACCHINE: taglio alla cesoia, alla segatrice a freddo, alla 
sega a frizione. 
Taglio a cesoia: di lamiere e profili. La lamiera è tagliata per mezzo di una 
lama mobile ed una controlama. Gli spessori massimi cesoiabili sono 25mm 
(Fe360) e 20mm (Fe510 e corten). Nel caso dei profili si devono usare 
opportuni riscontri della forma del profilo. 
Taglio alla sega: si esegue con un disco munito di denti che lavorano 
per asportazione di truciolo. L’utensile ruota e avanza. E’ un’operazione più 
lenta della cesoia ma non ha limitazione di spessore; consente tagli obliqui di 
preparazione della lamiera. 
Taglio alla sega a frizione (troncatrice): un disco troncatore ruota 
velocemente e viene premuto contro un profilo. Non ha bisogno di riscontri o 
particolari serraggi. E’ un metodo di taglio molto veloce. 
20 
ing. Luca Romano – 2014
TAGLIO AL CANNELLO: ossitaglio, taglio all’arco plasma, taglio all’arco e 
aria compressa (Arcair). 
Ossitaglio (cannello ossiacetilenico): consente l’esecuzione di tagli anche 
non rettilinei senza limitazione di spessore. Si basa sulla reazione fra 
l’acciaio, portato localmente ad alta temperatura (1300°C) da una fiamma di 
riscaldo, e l’ossigeno. Il getto di ossigeno allontana l’ossido fuso e crea le 
caratteristiche striature del taglio. L’ossitaglio può essere effettuato sia a 
mano che a macchina. Col taglio a macchina si possono eseguire le 
preparazioni dei lembi (cianfrino). Con un dispositivo copiatore (tracciatore) si 
può eseguire il taglio su sagoma. 
Taglio all’arco-plasma: è analogo al precedente, consente maggior 
velocità ed è applicabile anche all’acciaio inox ed alluminio. I gas utilizzati 
(idrogeno o azoto o ossigeno) vengono portati a temperature elevatissime 
(20000°C), allo stato di plasma, e fondono con facilità il metallo. Gli spessori 
di taglio sono limitati a 130mm (acciaio inox e alluminio) e 50mm (acciai al 
carbonio). 
Taglio con l’arco e aria compressa: il procedimento arcair utilizza pinze 
con elettrodo di carbonio e grafite, alimentate da aria compressa. Innescato 
l’arco tra elettrodo e metallo, esso fonde e viene allontanato dal getto d’aria. 
E’ un procedimento che non dà luogo ad alterazioni chimiche e fisiche del 
materiale ed è usato per tagliare, smussare, incidere, scriccare e forare. 
21 
ing. Luca Romano – 2014
1. su elementi da saldare: per assicurare la corretta esecuzione della 
saldatura (fusione dei lembi ecc.), lo spazio che viene creato si chiama 
cianfrino ed è destinato ad essere riempito dal metallo d’apporto. 
La preparazione può essere a “V”, a “X”, a “K”. Vi si riconosce una 
“spalla” e degli “smussi”. 
Si esegue con taglio termico, alla pialla o con cesoie speciali. 
2. su elementi da non saldare: nel caso serva un accoppiamento di 
precisione in compressione, per forti carichi trasmessi dalle colonne 
(operazione che si chiama intestatura ed è eseguita alla pialla o alla 
fresa) 
22 
LA PREPARAZIONE DEI LEMBI: 
Viene eseguita in due casi: 
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Punzonatura: è rapidissima ma incontra limitazioni crescenti con lo 
spessore. 
La normativa la limita allo spessore di 20mm per l’acciaio S235 e di 16mm 
per l’acciaio S355. 
Altera la struttura cristallina del bordo foro, sovente con piccole cricche 
radiali, quindi può richiedere l’alesatura nel caso di giunto a taglio, no se 
giunto ad attrito (obbligatoria per le giunzioni sottoposte a sollecitazioni 
dinamiche o a fatica, tipo per le ferrovie). L’alesatura deve allargare il foro di 
3mm di diametro. 
La punzonatura si esegue con presse meccaniche o oleodinamiche. 
Si esegue con un punzone che agisce contro il pezzo da forare, col contrasto 
di una matrice. Nel caso il foro non sia circolare, l’operazione si chiama 
tranciatura. 
23 
LA FORATURA 
I procedimenti che si utilizzano sono: 
Foratura mediante punzone alla pressa 
Foratura mediante punta elicoidale al trapano 
Foratura mediante taglio termico 
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Trapanatura: consente l’esecuzione di fori soltanto circolari, è 
un’operazione più lenta ma non ha limitazioni di spessore da forare. 
Si esegue con trapani a colonna verticale, radiale, trapani portatili. 
L’utensile che esegue il foro è la punta elicoidale, alla quale si impartisce un 
moto di rotazione e di avanzamento. La punta deve essere raffreddata con 
una buona lubrificazione. 
Una volta si eseguivano i fori sulla tracciatura, ora si usano maschere in 
lamierino o macchine a controllo numerico. 
Si possono eseguire fori multipli: 
Taglio termico: non è consentito per eseguire i fori dei giunti bullonati, serve 
per fori ed intagli di maggiori dimensioni. Altera la struttura cristallina del 
bordo foro. 
24 
ing. Luca Romano – 2014
Consiste nell’accoppiamento di pezzi, può essere un’imbastitura o un vero e 
proprio montaggio di controllo intermedio o finale. 
Imbastitura: precede la saldatura per l’unione di vari pezzi, consiste in 
punti o tratti di saldatura che tengano in posizione gli elementi che devono 
essere saldati. 
Montaggi: sono montaggi di prova che si eseguono per controllare la 
precisione delle strutture e la loro geometria. Sono utilissimi per strutture 
inusuali; in questi casi è bene che il progettista indichi nel progetto l’intero 
pre-montaggio della struttura (montaggio in bianco). Nel caso di produzione 
di svariati pezzi modulari, il montaggio del primo consente migliorie nella 
geometria dei successivi e nella standardizzazione. 
25 
ASSEMBLAGGI 
ing. Luca Romano – 2014
Consiste nell’unioni di due pezzi senza soluzione di continuità. I procedimenti di saldatura 
Saldatura a pressione: eseguita con la pistola, è usata soprattutto per i 
prigionieri (pioli Nelson). E’ realizzata facendo scoccare un arco 
elettrico tra la punta del prigioniero e la superficie dell’elemento 
metallico. 
26 
SALDATURA 
sono numerosi, i principali sono: 
Saldatura per fusione: 
a combustione di gas (con la fiamma ossiacetilenica) 
all’arco elettrico: con elettrodi rivestiti (in officina e cantiere) 
ing. Luca Romano – 2014 
arco sommerso (in officina, con filo in bobine) 
con filo elettrodo in gas protettivo (MIG/MAG) 
a elettrodo in fusibile con protezione di gas 
inerte (TIG) 
Gli ultimi due metodi sono costosi ma hanno una stabilità elevata dell’arco elettrico, quindi 
danno un’ottima saldatura; si usano in casi speciali, specie con acciai inossidabili o al 
nichel-cromo.
E’ importante la preparazione dei lembi da saldare, se ne ha un esempio 
nella tabella che segue (si notano le “spalle” e gli smussi necessari in 
funzione degli spessori della lamiera): 
Nel foglio che segue si riportano i parametri principali da utilizzare per la saldatura all’arco 
27 
elettrico. 
ing. Luca Romano – 2014
28 
ing. Luca Romano – 2014
29 
ESEMPIO PIASTRA ORTOTROPA (PONTE STRALLATO A LA SPEZIA) 
ing. Luca Romano – 2014 
Ponte strallato a La Spezia 
Impalcato: piastra ortotropa (piastra metallica irrigidita di sostegno del piano viabile)
Nel caso di saldatura continua di piastre ortotrope, si usa un piatto di 
sostegno. 
Tale piatto può essere metallico (dà problemi in fase di controllo con 
ultrasuoni della saldatura, perché riflette le onde e non si comprende la bontà 
del cordone) o meglio ceramico (il più usato e tecnologico). 
In questo modo si esegue la saldatura interamente dall’alto, i due lembi sono 
preparati a “V” e tenuti a distanza di 6:8 mm. 
30 
Nel seguito si riportano i particolari salienti di una piastra ortotropa: 
ing. Luca Romano – 2014
31 
Controlli sulle saldature: 
Si devono verificare: -la saldabilità dell’acciaio e l’idoneità dell’elettrodo 
ing. Luca Romano – 2014 
-le certificazioni dei saldatori in funzione della 
saldatura eseguenda (esistono vari patentini) 
Si devono controllare: -le saldature eseguite, che non presenti difetti fisici 
Si devono imporre i controlli sulle saldature che si sono previste in progetto, 
in funzione del tipo di saldatura e dell’importanza del giunto. 
Il progettista impone il tipo e la percentuale dei controlli per ogni giunto ed 
inserisce la specifica nel capitolato speciale d’appalto. 
E’ bene imporre anche un organismo autonomo di controllo, generalmente 
l’I.I.S. (Istituto Italiano della Saldatura di Genova), l’organo più importante in 
Europa per le saldature, certificazioni, sperimentazioni, ecc. 
Ogni carpentiere ha dei controllori patentati, ma lavorano e sono pagati dallo 
stesso, quindi il controllo non è svincolato dall’esecutore. 
Generalmente prescrivendo l’I.I.S. il controllore interno esegue le normali specifiche di 
qualità ed il controllore dell’I.I.S. verifica il processo ed esegue controlli random o 
supplementari richiesti dal progettista. 
I controlli eseguibili sono: 
visivo 
coi liquidi penetranti 
magnetico (magnaflux), generalmente prescritto per i cordoni d’angolo 
radiografico (raro per le nostre strutture) 
con gli ultrasuoni (da prescrivere per tutti i giunti a completa 
penetrazione) 
Generalmente si impone un controllo visivo su tutti i cordoni d’angolo, più una 
percentuale con magnaflux che può andare dal 30% al 100%, per quelli che 
si ritengono più importanti per la sicurezza strutturale. 
Per i giunti a completa penetrazione si impone il controllo ultrasonoro (US) 
per la totalità del giunto. 
I difetti fisici principali sono: 
mancata penetrazione (il cordone non ha fuso tutta la sezione) 
incollatura (solo aderenza, mancata fusione) 
inclusioni (presenza di scoria nel cordone) 
soffiature (inclusioni di gas nel cordone) 
cricche (fessure nel cordone)
Nel foglio che segue si riportano i difetti principali e le relative cause ed un 
esempio di controlli richiesti. 
32 
ing. Luca Romano – 2014
Esempio di prescrizione di capitolato: CONTROLLI SULLE SALDATURE 
Per quanto concerne il progetto della saldatura, é fatto obbligo all'Impresa di avvalersi, a 
sua cura e spese, della consulenza dell'Istituto Italiano della Saldatura, che dovrà redigere 
apposita relazione da allegare al progetto. In sede di approvazione dei progetti, la D.L. 
stabilirà in particolare i tipi e la estensione dei controlli sulle saldature in conformità a 
quanto stabilito dal D.M. 14/1/2008, e tenuto conto di quanto prescritto al riguardo 
dall'Istituto Italiano della Saldatura nella sua relazione. 
Per tutte le saldature facenti parte dell’antenna e dell’impalcato si raccomanda un controllo 
visivo e dimensionale. Nel seguito si specifica il tipo di controllo da effettuare per ogni 
parte strutturale e la percentuale di controlli da effettuare sulle stesse. 
Dove si è indicato “saldatura a piena penetrazione” è necessario eseguire controlli ad 
ultrasuoni sul 100% delle saldature. 
a. Lamiere principali: controlli con ultrasuoni sulle saldature di tutti i giunti; 
b. Controllo con ultrasuoni sulle saldature della lamiera del tubo, nel punto 
2. Attacco tirante: controlli con magnaflux sul 100% delle saldature degli attacchi 
3. Tubo-anima: magnaflux sul 50% delle saldature; 
4. Briglia inferiore: magnaflux sul 30% delle saldature; 
5. Impalcato: controllo con ultrasuoni sul 100% delle saldature a piena 
6. Saldature di composizione della piastra ortotropa in cordoni d’angolo: magnaflux 
7. Saldature di composizione del traverso di testa: magnaflux sul 50% delle 
N.B. tutte le saldature eseguite in piena penetrazione per dare continuità a lamiere 
strutturali, per eseguire qualsivoglia elemento, andranno controllate con ultrasuoni al 
100% 
33 
Andrà comunque effettuato un controllo minimo su: 
1. –Antenna: 
di attacco dei pendini, per verificare che non presentino sfogliature 
c. magnaflux sul 30% delle saldature a cordone d’angolo 
sia superiori che inferiori 
penetrazione sulla piastra ortotropa; 
sul 30% delle saldature 
saldature. 
ing. Luca Romano – 2014
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PROTEZIONE DALLA CORROSIONE 
Acciaio: normale e auto passivante (corten) 
Il materiale base presenta ruggine e scaglie di laminazione (calamina): → preparazione 
preparazione: 
-meccanica (spazzolatura, raschiatura, molatura) 
-Sfiammatura 
-Decapaggio (acido cloridrico) 
-Sabbiatura (grado Sa2-commerciale; grado Sa21/2 -metallo quasi bianco) 
protezione: 
-zincatura (per immersione-a caldo; a spruzzo-metallizzazione a freddo). È una 
barriera meccanica + chimica poiché lo zinco è + elettronegativo. 
-pitturazione: 
primer (fondo): aderente e anticorrosivo 
intermedio: pigmentato, dà spessore, barriera 
finitura: isolamento ed estetica 
Osservazione: Acciaio corten preparato e verniciato: → ottima durabilità 
Superfici interne: problemi di condensa → perfettamente stagne oppure verniciarle ed 
aerarle oppure deumidificarle. 
Nel seguito si presentano vari cicli di verniciatura funzione degli ambienti: 
ing. Luca Romano – 2014
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ing. Luca Romano – 2014
36 
Si riporta il tipo di applicazione ed i cicli consigliati in funzione dell’atmosfera: 
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Cicli di manutenzione da seguire per garantire la durata della struttura: 
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PROGETTO STRUTTURE METALLICHE - PONTI 
Ing. Luca ROMANO, libero professionista - Albenga 
Direttore Tecnico I QUADRO INGEGNERIA – GENOVA 
NTC 2008: COSTRUZIONI IN ACCIAIO - PONTI 
2.4 VITA NOMINALE, CLASSI D’USO E PERIODO DI RIFERIMENTO:
4.2.2 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA:
3.2.1 STATI LIMITE IN ZONA SISMICA:
Nella tabella che segue si riportano le verifiche di sicurezza richieste in funzione della 
classe d’uso:
2.6 COMBINAZIONI DI CARICO:
ANALISI STRUTTURALI 
Nelle strutture in acciaio è essenziale definire con precisione l’influenza dei fenomeni di 
instabilità locale sulla resistenza e sulla capacità deformativa delle sezioni di ciascuna 
membratura. 
Le NTC 2008 propongono un metodo di classificazione delle sezioni trasversali degli 
elementi strutturali basato sulla capacità rotazionale degli stessi.
In base alla classificazione della sezione trasversale si determina la capacità 
resistente di una membratura con uno dei seguenti metodi:
RESISTENZA DEI MATERIALI:
PONTE STRADALE TIPO: struttura mista acciaio-calcestruzzo
PREDIMENSIONAMENTO PONTI STRUTTURA MISTA A due travi: 
GEOMETRIA SEZIONE TRASVERSALE:
FASI 
Come in tutte le strutture miste si distinguono tre fasi: 
Fase 1: solo la parte metallica resistente, col peso proprio dell'acciaio e della soletta 
agenti su di essa 
Fase 2: soletta, collaborante: carichi permanenti, le azioni del ritiro e la viscosità 
Fase 3: soletta, collaborante; carichi accidentali 
AZIONI PERMANENTI: 
Fase 1 Peso proprio (G1): 
In questa fase si considerano agenti il peso proprio della struttura metallica, delle lastre 
prefabbricate e del getto della soletta che è ancora inerte e che quindi non viene tenuto in 
conto nella valutazione delle caratteristiche statiche delle travi. 
Nota: elementi di collegamento, bulloneria e piastrame incidono tra il 10% ed il 15% del 
peso totale di travi principali e traversi. 
Fase 2 Permanenti portati (G2): 
In questa fase si considerano agenti il peso del getto di completamento dei cordoli, la 
pavimentazione, i parapetti ed i guard-rail più eventuali carichi derivanti dalla presenza di 
particolari finiture o impianti. In questa fase la soletta è reagente ed omogeneizzata 
tenendo in conto gli effetti della viscosità: n∞ = Ea / Ecls∞ con Ecls∞ = Ecls / (1+f) 
- Peso pavimentazione: 3 kN/m2 
- Peso cordoli: 2.0 kN/m 
- Peso sicurvia: 1.5 kN/m 
- Peso impianti portati: 1.0 kN/m
- Fase 2 Viscosità ( 2): 
Le NTC 2008 prevedono l’utilizzo del modulo elastico secante del calcestruzzo, calcolabile 
in funzione del valor medio della resistenza cilindrica (§ 11.2.10.3). Sono inoltre differenti i 
valori riportati nella tabella per la determinazione del coefficiente di viscosità (§ 11.2.10.7) 
e del modulo elastico dell’acciaio (§ 11.3.4.1). Si adottano quindi i seguenti valori: 
Rispetto alle norme precedenti cambiano i coefficienti di omogeneizzazione n della 
struttura. 
Saranno quindi differenti i risultati del calcolo delle caratteristiche statiche delle sezioni 
miste acciaio-calcestruzzo (riduzione del contributo del cls omogeneizzato).
- Fase 2 Ritiro ( 2):
Fase 2 Cedimenti Vincolari ( 4): 
Il paragrafo 5.1.3.2 delle NTC 2008 prescrive che la valutazione degli effetti di cedimenti 
vincolari debba essere effettuata sulla base delle indagini e delle valutazioni geotecniche, 
quando queste risultino significative per le strutture. 
E’ prassi progettuale, per gli impalcati da ponte, considerare un cedimento convenzionale 
dato dalla seguente formula: 
i-esima Pila : i = (li-1 + li)/2 * 1/5000 
i-esima Spalla : i = li ·* 1/10000 
Nel caso del ponte visto prima si avrebbe: 
In genere si considerano due condizioni di carico che prevedono il cedimento alternato 
delle pile non adiacenti, in modo da massimizzare le azioni dovute ai cedimenti vincolari.
AZIONI VARIABILI DA TRAFFICO: 
Fase 3 Azioni variabili da traffico (q1) paragrafo 5.1.3.3 del D.M. 14.01.2008: 
Fase 3 Incremento dinamico dei carichi mobili (q2): 
il D.M. 14/01/2008, in accordo con quanto previsto dagli eurocodici, considera il 
coefficiente dinamico già compreso nel valore dei carichi mobili.
Ripartizione longitudinale dei carichi: 
La ripartizione longitudinale che massimizza il momento flettente nella i-esima campata 
viene ricavata spostando il carico Q1a o Q1k all’interno della campata stessa: 
Ripartizione trasversale dei carichi: 
massimo momento flettente e tagliante massimo momento torcente
Ripartizione trasversali dei carichi (metodo di Courbon) 
Considerando la risultante dei carichi mobili P e la sua eccentricità, l’impalcato, per effetto 
dei carichi, compie una rotazione rigida con una ripartizione lineare dei carichi mobili stessi 
fra le diverse travi principali: 
Il metodo prevede l’ipotesi di traverso infinitamente rigido e rigidezza torsionale delle travi 
trascurabile. È valido per ponti stretti e traversi relativamente corti e rigidi, altrimenti si usa 
il metodo di Massonet o modellazioni complete FEM. 
Il procedimento di risoluzione consiste nel calcolo di un coefficiente di ripartizione del 
carico secondo la seguente relazione (nel caso di travi di pari rigidezza): 
Se ne ricavano le reazioni vincolari sulle singole travi: 
Ri = ri • P 
Reazioni che si inseriscono nel modello di calcolo a graticcio di travi.
Carico di fatica: 
Al paragrafo 5.1.4.3 del D.M.14/01/2008 si indica che le verifiche di fatica per vita illimitata 
devono essere effettuate applicando un modello di fatica 1 semplificato costituito da un 
carico mobile pari al 70% dei Qik e al 30% dei qik. 
La disposizione trasversale e quella longitudinale dei carichi per massimizzare le 
sollecitazioni a fatica sono analoghe a quelle indicate per massimizzare il momento. 
Fase 3 Variazione Termica: 
- Variazione termica uniforme di ±25°C 
- Gradiente termico lineare tra estradosso ed intradosso (DT=5°C) 
Fase 3 Azione longitudinale di frenamento o di accelerazione (q3): 
L’entità della forza longitudinale di frenatura e avviamento si assume agente in direzione 
dell'asse della strada al livello della superficie stradale, con intensità pari al 60% dei carichi 
concentrati più il 10% dei carichi distribuiti della singola colonna di carico più pesante. 
Fase 3 Azione centrifuga (q4): 
Fase 3 Urto veicoli in svio (q8): 
Il valore dell’azione derivante dall’urto di un veicolo in svio su sicurvia ed elementi 
strutturali ad esso collegati ha subito nel D.M.14/01/2008 un significativo incremento:
Fase 3 Urto di veicoli sulle strutture (q9): 
Urto di un veicolo contro le strutture. 
I piedritti dei ponti ubicati a distanza ≤ 5,0 m dalla sede stradale, dovranno essere protetti 
contro il pericolo di urti di veicoli stradali, mediante adeguate opere chiaramente destinate 
alla protezione dei piedritti stessi. 
In ogni caso, gli impalcati sovrapassanti strade con franco inferiore a 6 m e gli elementi di 
sostegno verticale dovranno essere progettati in modo da resistere all’azione delle forze 
statiche indicate al §3.6.3.3.1. 
Si noti anche il paragrafo 5.1.2.3 “Altezza libera sotto i ponti” delle NTC 2008: 
Hmin ≥ 5m 
Hmin ≥ 4m con traffico selezionato 
Comunque sempre Hmin ≥ 3.2m (Hmin ≥ 2.5 m per i sottopassi pedonali)
Fase 3 Vento (q5): 
La procedura di calcolo della pressione cinetica è riportata al paragrafo 3.3 “azioni del 
vento” del D.M. 14.01.2008. 
Azioni del vento secondo CNR-DT 207/2008: 
Ad esempio le CNR-DT 207/2008.
MODELLAZIONE STRUTTURALE 
Contenuti progettuali (cap. 10 DM 08):
ANALISI E VERIFICHE SVOLTE CON L’AUSILIO DI CODICI DI CALCOLO (cap. 10.2 
DM 08): 
N.B. Giudizio motivato di accettabilità dei risultati. 
Spetta al progettista il compito di sottoporre i risultati delle elaborazioni a controlli che ne 
comprovino l’attendibilità. 
Tale valutazione consisterà nel confronto con i risultati di semplici calcoli, anche di larga 
massima, eseguiti con metodi tradizionali e adottati, ad esempio, in fase di primo 
proporzionamento della struttura. Inoltre, sulla base di considerazioni riguardanti gli stati 
tensionali e deformativi determinati, valuterà la consistenza delle scelte operate in sede di 
schematizzazione e di modellazione della struttura e delle azioni. 
Nella relazione devono essere elencati e sinteticamente illustrati i controlli svolti, quali 
verifiche di equilibrio tra reazioni vincolari e carichi applicati, comparazioni tra i risultati 
delle analisi e quelli di valutazioni semplificate, etc.
CALCOLO DELLE SOLLECITAZIONI 
Nel caso di strutture miste acciaio-calcestruzzo (travi in acciaio e soletta in c.a. 
collaborante), si devono eseguire le analisi su tre diversi modelli, che possiedono inerzie 
diverse a seconda della fase di carico considerata: 
Fase 1: solo la parte metallica resistente 
Fase 2: sezione mista con soletta collaborante, coeff. omog. viscoso 
Fase 3: sezione mista con soletta collaborante, coeff. omog. istantaneo 
- Calcolo Larghezza collaborante (4.3.2.3 NTC 2008): 
- Definizione inerzie elementi impalcato in funzione dei coefficienti di 
omogeneizzazione nelle diverse fasi di applicazione del carico e delle larghezze 
collaboranti di soletta in calcestruzzo: 
(ad esempio con soletta Rck 40 MPa) 
- Analisi globale secondo le NTC 2008, si può usare uno dei seguenti metodi: 
Nota: Data la classificazione delle sezioni delle travi principali dell’impalcato (che vedremo 
essere tutte in classe 3 e 4), nel caso della progettazione del ponte con l’applicazione 
delle NTC 2008 si effettua l’analisi globale della struttura per il calcolo delle sollecitazioni 
secondo il metodo elastico.
- Combinazioni dei carichi per i ponti (5.1.3.12 NTC 2008) 
Ai fini della determinazione dei valori caratteristici delle azioni dovute al traffico, si 
dovranno considerare, generalmente, le combinazioni riportate in Tab. 5.1.IV: 
Con i seguenti valori dei coefficienti parziali da assumere agli SLU:
I valori dei coefficienti 0j, 1j e 2j per le diverse categorie di azioni sono riportati nella Tab. 
5.1.VI: 
es. LC1: gG1 •(p.p.) + gG2 •(s.p.) + gQ •(Qik) + gQ •(qik) + gQi •(qfk) + gQi •(0.6 •vento ponte carico) 
es. LC2: gG1 •(p.p.) + gG2 •(s.p.) + gQ •(0.75•Qik) + gQ •(0.4•qik) + gQ •(frenatura)
PROCEDURA DI VERIFICA (5.1.4 NTC 2008) 
Solo agli Stati Limite. 
Le principali verifiche sono le seguenti:
CAPACITÀ RESISTENTE DELLE SEZIONI IN ACCIAIO ALLO SLU: 
siccome dipende dalla classe della sezione, vediamone un esempio di determinazione: 
- Esempio di classificazione delle sezioni di un ponte: 
geometria: 
concio di pila: 
Piattabanda superiore: 800 x 40 mm 
Anima verticale: 22 
Piattabanda inferiore: 1000 x 70 
Saldature: X (10x10) : Y (10x10) 
concio di mezzeria: 
Piattabanda superiore: 600 x 30 mm 
Anima verticale: 16 
Piattabanda inferiore: 1000 x 35 
Saldature: X (8x8) : Y (8x8)
Calcolo classe sezione: 
concio di pila: calcolo snellezza parti compresse 
Parte inferiore d’Anima (1730x22mm) 
Sezione di Classe 4
concio di mezzeria: calcolo snellezza parti compresse 
Sezione di Classe 4
RESISTENZE DI CALCOLO (4.2.4.1.1 NTC 2008) 
Facendo riferimento ad un acciaio strutturale non legato S 355:
VERIFICHE DI RESISTENZA: 
Si effettua l’analisi sezionale della sezione mista secondo la teoria classica (fase 1 + fase 
2 + fase 3), confrontando le tensioni di calcolo col valore di resistenza precedentemente 
determinato: 
s < fyd ( 338 MPa) 
Esempio verifica sezione mista con teoria classica:
Sezione mista tipo: VERIFICA RESISTENZA SLU
Nota - Schema del caso di analisi plastica (solo per classi di sezione 1 e 2):
VERIFICHE DI STABILITA’ (imbozzamento dell’anima) (4.2.4.1.3.4 NTC 2008): 
Si svolge la verifica di imbozzamento allo stato limite elastico secondo la formulazione 
proposta dalle istruzioni CNR 10011/97 (normativa di comprovata validità, comunque a 
favore di sicurezza poiché non sfrutta le risorse post-elastiche), verificando: 
Dove 1 e t sono le tensioni agenti sul pannello (determinate nella analisi sezionale precedente) 
I coefficienti di imbozzamento k e kt sono riportati nella tab. seguente: 
- (oppure si può usare la procedura indicata nella Circolare 2 febbraio 2009 n.617 al 
punto C4.2.4.1.3.4)
Esempio CNR 10011/97: 
Esempio NTC 2008:
Si noti che anche gli irrigidimenti devono essere verificati. Ad esempio:
VERIFICHE DI FATICA (4.2.4.1.4 NTC 2008): 
- Si calcolano le variazioni tensionali in varie parti strutturali (dettagli) coi carichi di 
fatica applicati sul modello ad elementi finiti del ponte 
- Si determina la classe di riferimento di fatica di ciascun dettaglio e la si penalizza 
con ulteriore coefficiente di sicurezza: 
Generalmente si effettua la verifica a vita illimitata (C4.2.4.1.4.6.1):
Ad esempio per la saldatura longitudinale della trave da ponte composta deve essere 
verificata la seguente espressione: 
gMf*Ds≤ DsD = 0.737Dsc 
si ricade nel caso 2 della tabella seguente: 
scheda di verifica:
GIUNTI: 
si riporta un giunto tipo di una travata da ponte: 
I bulloni sono M27 classe 10.9 e sono dimensionati ad attrito allo SLE. 
Viene anche effettuata la verifica di resistenza allo SLU sulla resistenza minore tra quella 
a taglio sul gambo del bullone e quella a rifollamento della lamiera. 
Il tutto parte dalla verifica sezionale fatta nella posizione del giunto progettato, verifica 
dalla quale si determinano: 
sup valore medio della tensione nella piattabanda superiore col quale si 
dimensiona la parte di giunto superiore 
inf valore medio della tensione nella piattabanda inferiore col quale si 
dimensiona la parte di giunto inferiore 
anima sup 
anima inf valori coi quali si dimensiona il giunto d’anima 
t medio anima
Esempio Preserraggio bullone M27 classe 10.9 (secondo NTC 2008): 
Portata ad attrito del singolo bullone M27 classe 10.9 (secondo NTC 2008): 
(Valore per singola sezione di scorrimento)
Esempio verifica coprigiunto ala:
Esempio verifica coprigiunto anima:
SOLETTA IN C.A. 
Si riportano alcune considerazioni relative alle verifiche locali sulla soletta effettuate su 
una soletta tipo (spessore 28 cm) con il seguente schema statico: 
Larghezza collaborante: 
Disposizione carico per sollecitazione massima in Campata (schema di carico 1): 
Direz. ponte 
Asse trave 
B B eff 
B eff = B + L/2 = 120+40+20+28+450/2 = 433 cm 
( Momento flettente e Taglio ) 
Questa larghezza si utilizza per la determinazione della sollecitazione sulla striscia unitaria 
di campata di impalcato.
Disposizione carico per sollecitazione massima sullo sbalzo e calcolo larghezza 
collaborante: 
oss. per il Taglio massimo l’impronta è vicina alla piattabanda, quindi il valore di “x” è 
inferiore, quindi anche Beff. 
Queste larghezze si utilizzano per la determinazione delle sollecitazioni sulla striscia 
unitaria di sbalzo di impalcato.
Le sollecitazioni che ne seguono sono le seguenti: 
campata: 
Le sollecitazioni dai precedenti schemi sono riportate al metro di larghezza di soletta 
dividendo per la larghezza collaborante di soletta prima calcolata ( Beff): 
N.B. in fase 1, il peso proprio della coppella e del getto del calcestruzzo, è preso in carico 
dal sistema misto coppella + traliccio della coppella, che quindi deve essere verificato 
come illustrato nella pagina seguente:
quindi il traliccio necessario e': 12/20/8 h=16
sbalzo: 
N.B. nella parte a sbalzo il traliccio deve essere continuo per funzionare a sbalzo. Infatti in 
fase 1, il peso proprio della coppella e del getto del calcestruzzo, è preso in carico 
dal sistema misto coppella + traliccio della coppella 
Esempio coppella tralicciata per soletta ponte
Verifiche di resistenza: 
Le resistenze di calcolo per la definizione dei domini di rottura sono le seguenti: 
Le sezioni tipo per le verifiche di resistenza allo stato limite ultimo sono quelle di seguito 
riportate:
Di seguito si riporta l’orditura tipo della soletta di un ponte:
Verifiche di fessurazione: 
Il nuovo DM 2008 (§ 4.1.2.2.4.2) prevede solo le combinazioni di carico quasi permanente 
e frequente: 
Con: 
w1 = 0.2 mm 
w2 = 0.3 mm 
w3 = 0.4 mm 
e con le seguenti combinazioni:
PONTI IN ZONA SISMICA (cap. 7.9 DM 08): 
7.9.2 CRITERI GENERALI DI PROGETTAZIONE 
La struttura del ponte deve essere concepita e dimensionata in modo tale che sotto 
l’azione sismica di progetto per lo SLV essa dia luogo alla formazione di un meccanismo 
dissipativo stabile, nel quale la dissipazione sia limitata alle pile o ad appositi apparecchi 
dissipativi. 
Il proporzionamento della struttura deve essere tale da favorire l’impegno plastico del 
maggior numero possibile di pile. Il comportamento inelastico dissipativo deve essere di 
tipo flessionale, con esclusione di possibili meccanismi di rottura per taglio. 
Gli elementi ai quali non viene richiesta capacità dissipativa e devono, quindi, mantenere 
un comportamento sostanzialmente elastico sono: l’impalcato, gli apparecchi di appoggio, 
le strutture di fondazione ed il terreno da esse interessato, le spalle se sostengono 
l’impalcato attraverso appoggi mobili o deformabili. A tal fine si adotta il criterio della 
“gerarchia delle resistenze” descritto nel seguito per ogni caso specifico. 
La cinematica della struttura deve essere tale da limitare l’entità degli spostamenti relativi 
tra le sue diverse parti. L’intrinseca incertezza che caratterizza la valutazione di tali 
spostamenti rende il loro assorbimento economicamente e tecnicamente impegnativo. In 
ogni caso, deve essere verificato che gli spostamenti relativi ed assoluti tra le parti siano 
tali da escludere martellamenti e/o perdite di appoggio. 
Quindi, siccome il coefficiente di struttura q=1 è imposto per l’impalcato, per le spalle e le 
fondazioni, la prassi è quella di usare q=1 per tutto il modello strutturale. 
Nel caso le pile ricevano sollecitazioni sismiche eccessive per il loro dimensionamento 
economico ed estetico, allora si dovranno prevedere dispositivi di isolamento sismico e/o 
dissipazione (cap. 7.10 NTC 2008).
1 
PROGETTO STRUTTURE METALLICHE 
ing. Luca Romano - 2014 
Ing. Luca ROMANO, libero professionista - Albenga 
Direttore Tecnico I QUADRO INGEGNERIA – GENOVA 
UFFICI DIREZIONALI DI FIERA MILANO, 2010 
Argomenti: 
- Descrizione 
- Fondazioni 
- Carichi (p.p. + s.p. + s.a. + sisma + vento) 
- Predimensionamenti 
- Analisi (statica + dinamica + spettrale) 
- Verifiche 
- Elisuperficie 
- Spostamenti relativi edifici 
- Spostamenti facciate 
- Calcolo fondazioni
CONCORSO INTERNAZIONALE 
Il progetto di questo edificio è stato affidato a seguito ad un concorso internazionale tra 
vari gruppi di architetti ed ingegneri. Si trattava di appalto integrato, nel quale un’impresa 
offriva la realizzazione di un edificio, partendo dall’idea, assumendosi l’onere della 
progettazione e della completa realizzazione, il tutto ad un prezzo chiuso. 
La proposta vincente era concepita come una torre dorata orizzontale, all’ingresso est di 
Fiera Milano. 
Di seguito alcune immagini del progetto vincente del concorso. 
2 
ing. Luca Romano - 2014 
Localizzazione area di concorso 
Render di progetto
3 
ing. Luca Romano - 2014 
Render di progetto 
Vista laterale dell’edificio, nella sua destinazione attuale
4 
ing. Luca Romano - 2014 
Vista posteriore, con l’elisuperficie a sbalzo 
Vista laterale
Il progetto prevedeva la realizzazione di un edificio lungo circa 130 metri, profondo 16 ed alto 60 metri. 
Considerate queste dimensioni, è stato necessario realizzarlo con un giunto trasversale, con due edifici 
adiacenti, denominati “A” e “B”, collegati nella porzione centrale dal foyer, dove è presente il giunto. 
Gli edifici A e B, collegati nella porzione centrale dal foyer, si sviluppano in altezza su 12 e 13 piani in 
elevazione e un piano interrato. 
In elevazione l’edificio A presenta forma pressoché rettangolare con dimensioni massime pari a 
75.65x16.00 m. 
La parte centrale del foyer è destinata al collegamento verticale e orizzontale degli edifici, sono, infatti, 
presenti le rampe di scale prefabbricate di collegamento tra i diversi piani e le passerelle orizzontali che 
uniscono, a ciascun piano, i due edifici. 
5 
Descrizione edificio 
Sono due edifici adibiti ad uso ufficio e che si sviluppano in altezza su 12 e 13 piani rispettivamente. 
L’edificio B, invece, presenta pianta irregolare poiché la facciata verso Sud-Est ha andamento irregolare. 
I due edifici sono separati da un giunto strutturale in corrispondenza del picchetto 13. 
Si riporta nel seguito una carpenteria tipica di piano. 
ing. Luca Romano - 2014
6 
ing. Luca Romano - 2014 
Carpenteria piano tipo
Ogni edificio ha con nuclei in c.a. e pareti di taglio, in grado di resistere alle forze orizzontali del vento e del 
sisma. 
Quindi la struttura è stata concepita con schema statico tipo pendolare, con colonne incernierate alla base, 
che resistono ai soli carichi statici verticali e con travi in acciaio incernierate alle colonne. 
La struttura è realizzata in carpenteria metallica, con travi e pilastri in acciaio e solai costituiti da lastre 
alveolari estruse tipo ‘Spiroll’ (lastre prefabbricate in cemento armato precompresso). 
Questa classica strategia è stata necessaria per realizzare la struttura in meno di un anno e rispettando il 
budget di progetto: 
Mentre in direzione longitudinale è possibile definire una maglia strutturale costante con passo pari a 6.25 
m, in direzione trasversale è possibile individuare due campi che presentano luci e carichi diversi tra loro. 
Infatti è stato possibile definire un campo di luce pari a 4.25 [m], sottoposto ad un carico accidentale pari a 
6.00 kN/m2 ed un campo di luce pari a 10.70[m] e carico accidentale pari a 2.00 kN/m2. 
7 
Descrizione opere in elevazione 
La funzione di controventamento è svolta dai nuclei in cemento armato dei vani scale e ascensori. 
- in cantiere sono state realizzate le fondazioni a platea, i nuclei ed i setti in c.a. 
- in officina sono state realizzate le strutture metalliche, poi montate in sito 
Core structures of the two buildings - floors in construction 
ing. Luca Romano - 2014
I nuclei scale e ascensori sono stati realizzati con casseri rampanti, come si vede nella 
foto che segue; si notano anche le cassette in acciaio predisposte per la connessione 
delle travi in acciaio. 
8 
Casseforme rampanti per realizzare i nuclei in c.a. in avanzamento rispetto ai solai 
ing. Luca Romano - 2014
In questo modo la struttura metallica è velocemente assemblabile con colonne pendolari 
alla base e travi incernierate: 
9 
ing. Luca Romano - 2014
disposte in direzione longitudinale, sono costituite da profili composti saldati in acciaio sulla cui 
piattabanda inferiore vengono appoggiate le lastre di solaio; pertanto, il getto di completamento lascia in 
vista soltanto la piattabanda inferiore della trave. Con questo accorgimento è possibile ridurre 
notevolmente lo spessore complessivo dei solai. 
Le tipologie di travi utilizzate per il solaio tipo sono in numero pari a tre a causa dei diversi carichi cui sono 
soggette e sono riportate nell’immagine seguente: 
10 
TRAVI 
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Sezioni travi composte 
Nodi trave - colonna
Sono stati impiegati solai alveolari estrusi precompressi tipo ‘Spiroll’ di spessore pari a (30+5) cm disposti 
con orditura trasversale, con luce variabile quindi da 4.25 m a 10.70 m, appoggiati alla piattabanda inferiore 
delle travi composte e con getto di completamento in opera: 
11 
SOLAI 
Si riportano alcune intersezioni dell’appoggio solai – travi: 
Nel seguito si riportano le foto delle fasi costruttive dei solai: 
ing. Luca Romano - 2014
12 
ing. Luca Romano - 2014 
Posizionamento delle lastre di solaio 
Dettaglio dell’appoggio lastre – travi acciaio (estradosso e intradosso)
Il foyer è un volume vuoto, con scale e passerelle per le connessioni verticali ed orizzontali ai vari piani. 
La parete vetrata frontale, posizionata in corrispondenza del giunto tra gli edifici, è stata realizzata con un 
complicato sistema incernierato, che permette spostamenti di traslazione e rotazione relativi tra i due 
edifici: si devono sempre rispettare i movimenti strutturali. 
La finestratura è sorretta da una struttura ad albero, incernierata all’edificio “B” a libera di muoversi nella 
connessione all’edificio “A”. 
In tutti questi casi la cinematica è importante per prevenire le rotture dei vetri; tutti gli spostamenti 
calcolati devono essere dati ai progettisti dei serramenti, che li devono prendere in conto. 
13 
FOYER 
Vista del foyer tra i due edifici vista del foyer dal basso, dall’ingresso 
ing. Luca Romano - 2014
STRUCTURE “A” STRUCTURE “B” 
14 
L’importanza dei particolari si può notare nei dettagli di nodo che seguono: 
vista della comnnessione a cerniera e traslazione sull’edificio “A” 
ing. Luca Romano - 2014 
Dettaglio pianta foyer
In corrispondenza del foyer sono stati realizzati i corpi scale e le passerelle di collegamento tra gli edifici. 
Le passerelle consentono la connessione orizzontale dei due edifici e sono collegate ai setti dell’edificio B, 
mentre sono libere di muoversi in corrispondenza dell’edificio A, per assorbire i movimenti laterali termici e 
dovuti a vento e sisma. 
Le passerelle sono realizzate da travi IPE 500 con soletta gettata su solai in lamiera grecata hi-bond. 
15 
PASSERELLE 
ing. Luca Romano - 2014
Si vuole porre l’attenzione anche sulle fasi realizzative di un’opera, quando lo schema statico finale non è 
ancora stato raggiunto. 
Prima di gettare l’ultimo solaio, il setto sul fondo del foyer, spesso 40 cm, risultava alto 54 metri, incastrato 
alla platea di base e staccato dall’edifico “A” da un giunto dimensionato dei massimi spostamenti relativi 
(evitare il martellamento). 
Era naturalmente instabile e, per poterlo realizzare, sono state poste in opera connessioni provvisorie per 
mezzo di tronchetti metallici: 
16 
FASI COSTRUTTIVE 
joint 
ing. Luca Romano - 2014
Per scavare in vicinanza di edifici sono state infisse, preventivamente, palancole metalliche lunghe 10 metri, 
lungo tutto il perimetro dell’edificio: 
17 
FONDAZIONI E OPERE DI SOSTEGNO DELLE TERRE 
ing. Luca Romano - 2014 
Positioning of steel sheet piles before digging
L’adiacenza di Metropolitane Milanesi che non accettava pressioni sulle proprie strutture ha reso 
necessario scavare fino alla base dello scatolare del metro per realizzare un giunto di separazione e 
sostituire il terreno con misto cementato, steso a strati, per annullare ogni spinta del terreno: 
18 
Steel sheet piles and base of the mat foundation. On the left the existing Underground 
Concrete casting near the Underground, to prevent earth pressure against existing walls 
ing. Luca Romano - 2014
Una particolare attenzione è stata posta alla valutazione dei cedimenti indotti sul manufatto esistente della 
Metropolitana che, per tutta l’estensione dell’edificio in oggetto, è posto nelle immediate vicinanze. 
Di seguito la sezione verticale con la metro sulla sinistra, la platea dell’edificio sulla destra e la zona di 
transizione in misto cementato: 
Metropolitane Milanesi ha chiesto la simulazione delle fasi costruttive, effettuata con una modellazione 
bidimensionale. 
La simulazione è stata effettuata in 5 fasi, per determinare i rischi di cedimenti chiesti dall’Ente: 
19 
ing. Luca Romano - 2014
Le fondazioni sono costituite da una platea diffusa in cemento armato di spessore pari a 100 cm ad 
eccezione dell’area in prossimità dei setti ascensore e scale dove si prevede di aumentarne lo spessore a 
150 cm. 
Inoltre la platea ha uno spessore ridotto a 40 cm fuori dall’impronta degli edifici, contro le palancole. 
La platea è armata con una maglia Φ20 passo 20x20 cm superiore e inferiore diffusa che sarà integrata con 
ferri aggiuntivi (Φ20, 24, 26) nelle aree a sollecitazione maggiore. 
Il getto della platea è avvenuto in varie fasi, posizionando l’interruzione in modo da avere una ripresa che 
risulti ortogonale alle linee di compressione e organizzando i getti successivi con la previsione di utilizzo di 
aggrappante. 
20 
Si è previsto di utilizzare calcestruzzo armato di classe di resistenza Rck30 e classe di esposizione XC2. 
ing. Luca Romano - 2014 
Reinforcement of the mat foundation before casting
21 
Si riporta nel seguito la carpenteria delle fondazioni: 
ing. Luca Romano - 2014 
Carpenteria fondazioni
22 
Analisi dei carichi 
Pesi propri e carichi permanenti: 
Si sono considerati i seguenti peso proprio e carichi permanenti sulla struttura: 
1) Peso proprio solaio (alveolare estruso) g1= 4.85 kN/m2; 
2) Pesi permanenti portati: 
a. Pavimento e sottofondo g2= 1.50 kN/m2; 
b. Tramezze g3= 1.50 kN/m2; 
c. Parete vetrata g4= 4.70 kN/m; 
d. Parete ventilata g5= 8.70 kN/m; 
e. Giardino pensile g6= 4.50 kN/m2; 
f. Pannelli fotovoltaici g7= 1.00 kN/m2; 
g. Elisuperficie struttura in alluminio g7= 0.39 kN/m2; 
h. Elisuperficie struttura in acciaio g7= 0.53 kN/m2; 
i. Vasca d’acqua antincendio tra i fili 21:23 e A:B, di 52 mq di superficie ed altezza 2.70 metri 
ing. Luca Romano - 2014 
gw = 27 kN/m2; 
Sovraccarichi accidentali: 
Sono stati considerati carichi variabili distribuiti non minori da quelli desunti dalle “Norme tecniche per le 
costruzioni” 
In particolare: 
1) Ambienti non suscettibili di affollamento 
(uffici non aperti al pubblico) q1= 2.00 kN/m2; 
2) Ambienti suscettibili di affollamento 
(ristorante) q2= 4.00 kN/m2; 
3) Archivi q3= 6.00 kN/m2; 
4) Coperture non calpestabili q4= 1.00 kN/m2; 
5) Sovraccarico elisuperficie: 
Si devono considerare due distinte condizioni di carico 
Parcheggio: q5= 2.50 kN/m2; 
Atterraggio: q6= 0.50 kN/m2; 
6) Elicottero (AW139): V1= 66.71 kN; 
H1= 33.35 kN.
La zona è a bassa sismicità, accelerazione ag=0.05 g, ma occorre comunque effettuare la verifica allo stato 
limite ultimo (SLV) e di danno (SLD) combinando l’azione sismica con le altre azioni secondo la formula 
seguente: 
Gli effetti dell'azione sismica vengono valutati tenendo conto delle masse associate ai seguenti carichi 
gravitazionali: 
23 
Azione sismica 
γEE+ γGGk + γPPk + Σ i (ψ2i γQQki) 
E = azione sismica per lo stato limite e per la classe di importanza in esame; 
GK = carichi permanenti al loro valore caratteristico; 
PK = valore caratteristico dell’azione di precompressione, a cadute di tensione avvenute; 
ψ2i = coefficiente di combinazione delle azioni variabili Qi; 
γE, γG, γP, γQ = coefficienti parziali pari a 1; 
QKi = valore caratteristico della azione variabile Qi. 
ing. Luca Romano - 2014 
Q 
i Ei 
ki 
ψ 
k 
G 
Dove ψEi = ψ2i φ 
Nel caso in esame i valori di ψ2i sono riportati nel seguito: 
Uffici non aperti al pubblico: ψ2i = 0.30; 
Magazzini, archivi: ψ2i = 0.80; 
Coperture con neve: ψ2i = 0.20; 
Vento: ψ2i = 0.00. 
Nel caso in esame i valori di φ sono riportati nel seguito: 
Coperture: φ = 1.0; 
Archivi: φ = 1.0; 
Carichi indipendenti: φ = 0.5.
24 
Il fattore di struttura q, per passare dallo spettro elastico a quello di progetto, tiene conto delle capacità 
dissipative della struttura e può essere valutato con la formula seguente: 
ing. Luca Romano - 2014 
0 D R q q K K 
q0= fattore legato alla tipologia strutturale; 
KD= fattore che dipende dalla classe di duttilità; 
KR= fattore che dipende dalle caratteristiche di regolarità dell’edificio. 
Poiché le forze sismiche orizzontali sono interamente affidate ai nuclei ed ai setti in c.a., il comportamento 
strutturale di tale edificio va considerato ‘a mensola o a pendolo invertito’, che d’altronde rappresenta il 
più basso valore del coefficiente di struttura di normativa, quindi senz’altro conservativa. 
Considerando le azioni sismiche interamente affidate ai nuclei in c.a. si assume il valore di q0 pari a 3. 
Il coefficiente KD è funzione della categoria di duttilità delle zone dissipative, pertanto, considerando bassa 
duttilità si assume KD pari a 0.7 
Non potendosi considerare l’edificio regolare in altezza, si pone il coefficiente KR pari a 0.8 
Il valore del coefficiente di struttura viene quindi posto pari a: 
q q K K 3 0.7 0.8 0 D R = 1.68
L’azione del vento sulla struttura è stata valutata separatamente per l’Edificio A e per l’Edificio B, secondo 
quanto indicato nel Documento CNR 207-2008 “Istruzioni, conforme alle NTC. 
Nella macrozonazione del territorio nazionale, la Lombardia ricade in Zona 1; ad essa sono associati i 
seguenti parametri: 
L’area in esame appartiene alla classe di rugosità del terreno C, pertanto la categoria di esposizione del sito 
è III cui sono associati i seguenti parametri: 
In base a questi parametri sono stati ricavati i valori della pressione agente in corrispondenza dei diversi 
piani, tenuto conto che per i primi 4.6 m gli edifici sono interrati e quindi non esposti all’azione del vento. 
25 
Azione vento 
velocità di riferimento del vento: vref = 25 m/s; 
altitudine: a0 = 1000m; 
coefficiente ka=0.01 (1/s). 
kr = 0.2; 
z0 = 0.10; 
zmin = 5. 
Il coefficiente di pressione CP sopravento è assunto pari a 0.8, quello sottovento pari a 0.4. 
Il coefficiente dinamico è dedotto dalla Figura L.9 della CNR 207-2008, relativa agli edifici aventi struttura 
portante in cemento armato o mista. 
I valori ottenuti per i due edifici sono i seguenti: 
Edificio A 
CD = 0.97 in direzione x (direzione parallela al lato maggiore dell’edificio) 
CD = 0.89 in direzione y (direzione parallela al lato minore dell’edificio) 
ing. Luca Romano - 2014
26 
Edificio A 
Azione vento direzione x 
quota H (m)= 5 7.4 11.1 14.8 18.5 22.2 25.9 29.6 33.3 37 40.7 44.4 
vel. media del sito VM(z)= 19.6 21.5 23.5 25.0 26.1 27.0 27.8 28.5 29.0 29.6 30.0 30.5 
vel. Picco Vp(z)= 32.7 34.9 37.1 38.7 39.9 40.9 41.8 42.5 43.1 43.7 44.2 44.7 
press. cinetica di picco qp(z)= 667.0 760.2 861.7 936.8 996.8 1047.0 1090.3 1128.3 1162.4 1193.2 1221.4 1247.3 
ing. Luca Romano - 2014 
776.4 884.9 1003.0 1090.4 1160.3 1218.7 1269.1 1313.4 1353.0 1388.9 1421.7 1451.9 
Azione vento direzione y 
quota H (m)= 5 7.4 11.1 14.8 18.5 22.2 25.9 29.6 33.3 37 40.7 44.4 
vel. media del sito VM(z)= 19.6 21.5 23.5 25.0 26.1 27.0 27.8 28.5 29.0 29.6 30.0 30.5 
vel. Picco Vp(z)= 32.7 34.9 37.1 38.7 39.9 40.9 41.8 42.5 43.1 43.7 44.2 44.7 
press. cinetica di picco qp(z)= 667.0 760.2 861.7 936.8 996.8 1047.0 1090.3 1128.3 1162.4 1193.2 1221.4 1247.3 
712.4 811.9 920.3 1000.5 1064.6 1118.2 1164.4 1205.0 1241.4 1274.3 1304.4 1332.2 
1600.0 
1400.0 
1200.0 
1000.0 
800.0 
600.0 
400.0 
200.0 
0.0 
CONFRONTO PRESSIONI 
0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 
p (N/mq) 
z (m) 
Vento x 
Vento y
Travi: predimensionamento come travi semplicemente appoggiate, in solo acciaio, tasso 
Colonne: predimensionamento a sola forza assiale, calcolando le superfici di influenza per 
27 
Predimensionamenti 
Solaio: H = L/35 e schede produttore: 
di lavoro 160 MPa: Wnec = M / s 
ogni piano e la forza N risultante a varie altezze, tasso di lavoro 160 MPa: 
ing. Luca Romano - 2014 
Anec = N / s
L’analisi dei due edifici è stata svolta separatamente con un codice di calcolo generale agli elementi finiti, 
Straus 7. 
I solai sono modellati con elementi di tipo “load patch”, ovvero elementi in grado di simulare la reale 
distribuzione del carico verticale ad essi applicato, sulle travi sottostanti. I carichi agenti sulle travi di 
perimetro dovuti alla presenza della facciata piena sono stati simulati con masse distribuite su di esse, 
mentre quelli dovuti alla facciata vetrata e alla passerella di servizio, sono stati applicato, ove necessario, 
come forze e momenti distribuiti. 
I pesi propri sono gestiti in automatico dal codice di calcolo, una volta inseriti materiali e la forza di gravità, 
mentre i sovraccarichi permanenti ed accidentali sono stati inseriti come diverse condizioni di carico in 
seguito combinate per massimizzare sia le sollecitazioni che le deformate. 
Le travi e le colonne in acciaio sono state modellate come elementi “beam” di sezione e geometria tale da 
rispecchiare esattamente la struttura progettata. 
Il valore del parametro Kw di Winkler è stato indicato dalla relazione geologico – tecnica e 
conservativamente assunto col valore Kw = 3 kg/cm3. 
Con tale modellazione si stimano le sollecitazioni in platea, le pressioni trasmesse al terreno, che sono 
indipendenti dal valore di Kw introdotto, e si stima la variabilità dei cedimenti funzione delle pressioni 
trasmesse dalla platea nelle varie zone. 
28 
Metodi di analisi 
I setti in cemento armato sono stati modellati come elementi piastra. 
La platea è stata modellata con elementi piastra su suolo elastico alla Winkler. 
Questa metodologia permette la corretta valutazione dell’interazione terreno-struttura. 
ing. Luca Romano - 2014
29 
ing. Luca Romano - 2014 
Vista del modello FEM 
Sono state effettuati tre diversi tipi di analisi: 
1. analisi statica lineare (combinazioni SLE, SLU e loro inviluppi) 
2. analisi dinamica modale 
3. analisi spettrale con la tecnica dello spettro di risposta 
4. analisi su modelli parziali per le verifiche in fase di costruzione
30 
Analisi statica lineare. 
Ad esempio per l’edificio A, col primo tipo di analisi sono stati risolti 8 diversi casi di carichi e 37 diverse 
combinazioni come indicato nella tabella seguente: 
ing. Luca Romano - 2014
31 
ing. Luca Romano - 2014
La seconda analisi è stata quella in frequenza, con la quale sono stati determinati i principali modi di vibrare 
di ciascuna struttura. 
Sono stati presi in considerazione tutti i modi con massa partecipante superiore al 5% e comunque un 
numero di modi sufficiente affinché la massa totale partecipante fosse superiore all’85% in tutte le 
direzioni. 
32 
Analisi dinamica modale. 
Per la struttura A sono stati calcolati i primi 80 modi di vibrare. 
Nell’immagine seguente si riportano le immagini dei primi sei modi di vibrare per l’edificio “A”: 
Modo 1: primo modo flessionale nella direzione del lato corto dell’edificio 
modo 2: primo modo flessionale nella direzione del lato lungo dell’edificio 
modo 3: primo modo torsionale 
modi secondari degli impalcati 
ing. Luca Romano - 2014
Il terzo tipo di analisi è quella sismica, che si esegue con la tecnica dello spettro di risposta, considerando 
un’eccitazione sismica alla base. 
Lo spettro utilizzato è quello di norma: una curva spettrale funzione del periodo. 
La struttura è stata analizzata sottoponendo i due modelli agli elementi finiti ad un sisma in direzione x e 
uno in direzione y. 
Le sollecitazioni risultanti e gli spostamenti complessivi sono stati calcolati con la regola SRSS (radice quadra 
33 
Analisi spettrale con la tecnica dello spettro di risposta. 
Essendo la zona a bassa sismicità è stato usato uno spettro con accelerazione 0,05 g. 
della somma dei quadrati): i 
ing. Luca Romano - 2014 
2 
dove per αi si intende l’iesima componente modale. 
i 
Tali operazioni sono svolte in automatico dal codice di calcolo utilizzato. 
Lo spettro di progetto utilizzato per il calcolo è indicato nella figura seguente: 
Spettro di progetto
Di seguito si riporta il risultato dell'analisi con la tecnica dello spettro di risposta, tenendo conto di un sisma 
in direzione x e uno in direzione y, ad esempio per l’edificio “A”. 
34 
Controllo Spostamenti sismici (drift di piano) 
ing. Luca Romano - 2014 
Spostamenti edificio A lungo “y” per sisma “Y”: 
Spostamenti edificio A lungo “x” per sisma “X”:
È stato fatto un controllo sugli spostamenti di interpiano, moltiplicando i valori derivanti da’analisi spettrale 
per il coefficiente di struttura Q, in modo da associare il tutto ad uno spettro elastico e non di progetto. 
Gli spostamenti sono stati combinati con la regola SRSS. 
Si riportano nella tabella seguente i valori massimi, associati al sisma in direzione trasversale “Y” per ogni 
piano, col relativo controllo dello spostamento relativo tra i piani: 
35 
Controllo spostamenti interpiano 
Numero 
piano 
Quota 
[cm] 
ing. Luca Romano - 2014 
Spostamento 
assoluto [cm] 
Spostamento differenziale 
di piano [cm] 
Verifica limiti di drift 
(<0.005 h) 
PT 0 0 - - - 
P1 460 0,141 0,141 2,3 OK 
P2 830 0,4154 0,2744 1,85 OK 
P3 1200 0,7713 0,3559 1,85 OK 
P4 1570 1,226 0,4547 1,85 OK 
P5 1940 1,7491 0,5231 1,85 OK 
P6 2310 2,9541 1,205 1,85 OK 
P8 3050 3,6022 0,6481 3,7 OK 
P9 3420 4,2732 0,671 1,85 OK 
P10 3790 4,9539 0,6807 1,85 OK 
P11 4160 5,638 0,6841 1,85 OK 
P12 4530 6,3204 0,6824 1,85 OK 
P13 4900 7,1253 0,8049 1,85 OK
I carichi agenti sono compatibili con i valori massimi ammissibili indicati dal prefabbricatore (vedi tabella 1). 
I carichi agenti sono compatibili con i valori massimi ammissibili indicati dal prefabbricatore (vedi tabella 1). 
36 
VERIFICA SOLAI 
Per quanto riguarda la verifica dei solai è stato fatto riferimento alle tabelle fornite dal fornitore. 
Verifica solaio luce l=4.25 [m] 
Carichi agenti: 
Peso proprio solaio: p1= 4.85 [kN/m]; 
Carichi permanenti: p2= 3.00 [kN/m]; 
Sovraccarico accidentale – archivi: q2= 6.00 [kN/m]; 
Verifica solaio luce l=10.70 [m] 
Carichi agenti: 
Peso proprio solaio: p1= 4.85 [kN/m]; 
Carichi permanenti: p2= 3.00 [kN/m]; 
Sovraccarico accidentale – uffici non aperti al pubblico: q1= 2.00 [kN/m]; 
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Tabella 1 –tabella di dimensionamento del produttore
Le massime sollecitazioni agenti e le verifiche sulla trave in acciaio tipo 1, considerata incernierata alle 
colonne, sono riportate nel seguito. 
37 
VERIFICA TRAVI 
Esempio verifica trave tipo 1 
Carichi agenti: 
Peso proprio trave: p1=1.60 [kN/m] 
Carichi permanenti: p2= ) 
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10.70 
(4.85 3.00) ( =58.68 [kN/m] 
2 
4.25 
2 
10.70 
4.25 
Sovraccarico accidentale: q1= ) 
(6.00 =23.24 [ kN/m] 
2 
) (2.00 
2 
Caratteristiche statiche: 
Wx = 1627 [cm3]; 
Jx = 30876 [cm4]. 
Verifiche a resistenza e a deformazione: 
Trave : Tipo 1 
Acciaio: Fe 510 
fd = 3550 Kg/cm 2 
Tensione predim.= 2400 Kg/cm 2 
E (kg/cmq)= 2.10E+06 Kg/cm 2 
CARICHI: 
Peso Proprio trave, p= 1.60 Kg/cm 
Carico distribuito perm. = 58.68 Kg/cm 
Carico distribuito acc. = 23.24 Kg/cm 
Carico concentrato mezz. P= 0 kg 
carico distr.SLU= 119.252 Kg/cm 
Carico conc. mezz. P (SLU)= 0 kg 
LUCE = 604 cm
38 
sollecitazioni SLE: Taglio massimo = q*l/2 + P/2 25 223 K g 
ing. Luca Romano - 2014 
Momento Mq = 1/8 x (q x l2) = 3808679 Kgcm 
Momento MP = 1/4 x (P x l) = 0 Kgcm 
Momento tot. Mtot = Mq + MP = 3808679 Kgcm 
Modulo necessario W min = M/sadm = 1587 cm3 
sollecitazioni SLU: Taglio massimo = q*l/2 + P/2 36014 Kg 
Momento Mq = 1/8 x (q x l2) = 5438130 Kgcm 
Momento MP = 1/4 x (P x l) = 0 Kgcm 
Momento tot. Mtot = Mq + MP = 5438130 Kgcm 
caratteristiche trave: 
W (cm 3) = 1627 
Jx (cm 4) = 30876 
Hanima (cm)= 24 
spessore anima (cm)= 1 
VERIFICHE: 
verifiche flessione SLU: ss = Mtot/W 3342 Kg/cm2 < 3550 
verifiche taglio SLU: t = V/(Ha*t) 1501 Kg/cm2 < 2050 
verifica deformata SLE: freccia, fq = 5/384(ql4)/(EJ) = 2.232 cm 
freccia, fP = 1/48(Pl3)/(EJ) = 0.000 cm 
freccia, ftot = fq + fP = 2.232 cm 
rapporto L/f= 271
39 
VERIFICA COLONNE 
Si riportano nel seguito le sollecitazioni di forza normale SLU agenti sulle colonne di un modello 
ing. Luca Romano - 2014 
Sollecitazioni al singolo piano 
Verifica di resistenza e stabilità
Dall’analisi delle tensioni allo SLU, integrando sugli elementi plate che formano nuclei e setti, si 
determinano le sollecitazioni globali che servono per la verifiche nel dominio di rottura della sezione: 
40 
VERIFICA NUCLEI DI CONTROVENTO E SETTI 
ing. Luca Romano - 2014 
Distribuzione tensioni SLU nei setti e nuclei
41 
ing. Luca Romano - 2014 
Distribuzione tensioni nel nucleo al piano “n” di verifica 
Integrazione tensioni dominio rottura del nucleo al piano “n” 
La verifica deve essere effettuata su tutte le combinazioni SLU
42 
VERIFICA A TAGLIO PARETI SL (N;mm) 
sollecitazioni agenti dimensioni parete staffe Sollecitazione resistenti 
ing. Luca Romano - 2014 
MATERIALI 
acciaio cls 
ftk = 540 Rck (MPa) = 30.0 fctm = 2.6 
gs = 1.15 c = 1.5 fctk05 = 1.8 
fyk (Mpa) = 430 fck = 24.9 fctk95 = 3.4 
fyd = 374 fcd = 16.6 trd = 0.30 
Es = 206000 f'cd = 14.1 Ec = 31220 
eyd = 0.00182 
V (kN) Vsd (kN) Nsd (kN) b0 (mm) l (mm) c (mm) z l (mm) d (mm) 
Arm. Long. 
tesa Asl 
(mm2) 
(°) st (mm) n.braccia passo (mm) Vrd1 (kN) Vrd2 (kN) 
Vcd (kN) 
<Vrd1 
Vwd (kN) 
Vrd3 (kN) = 
Vcd+Vwd 
Vdd (kN) Vfd (kN) 
VRd,s (kN) = 
Vdd + Vfd 
Vsd<VRd2 Vsd<VRd3 Vsd<VRd,s ' (1.6-d) k ' cp (N/mm2) fywd (rad) cot( ) Asw (mm2) 
SETTO S1 
SLU ACC1_VENTOX 12 18 2006.29 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 995 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.10 373.9 1.571 0.000 101 
SLU ACC1_VENTOY 47 71 2128.71 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 1012 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.17 373.9 1.571 0.000 101 
SLU ACC2_VENTOX 10 15 1868.14 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 977 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.03 373.9 1.571 0.000 101 
SLU ACC2_VENTOY 49 73 1990.57 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 993 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.09 373.9 1.571 0.000 101 
SLU ACCTOT_VENTOX 12 19 2115.44 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 1010 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.16 373.9 1.571 0.000 101 
SLU ACCTOT_VENTOY 47 70 2237.86 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 1027 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.23 373.9 1.571 0.000 101 
SLU ACCTOT_VENTO -Y 61 91 2329.15 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 1039 5320 1449 693 >Vsd/2 2142 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 2.00 0.576 0.576 1.28 373.9 1.571 0.000 101 
SLU VENTOX 14 21 1936.47 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 986 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.06 373.9 1.571 0.000 101 
SLU VENTOY 70 106 2111.37 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 1010 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.16 373.9 1.571 0.000 101 
SLU VENTO -Y 83 124 2241.78 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 1027 5320 1449 693 >Vsd/2 2142 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 2.00 0.576 0.576 1.23 373.9 1.571 0.000 101 
x + 0.3y 11 17 2617.9 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 1078 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.44 373.9 1.571 0.000 101 
1x - 0.3y 40 59 2624.88 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 1079 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.44 373.9 1.571 0.000 101 
-1x + 0.3y 47 71 692.87 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 818 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 0.38 373.9 1.571 0.000 101 
-1x - 0.3y 19 28 701.98 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 819 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 0.39 373.9 1.571 0.000 101 
0.3x + 1y 42 63 477.7 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 789 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 0.26 373.9 1.571 0.000 101 
0.3x - 1y 59 89 572.11 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 802 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 0.31 373.9 1.571 0.000 101 
-0.3x + 1y 52 78 508.05 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 793 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 0.28 373.9 1.571 0.000 101 
-0.3x - 1y 34 51 602.46 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 806 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 0.33 373.9 1.571 0.000 101
Le combinazioni di carico SLE sono usate per il controllo degli spostamenti con le 
limitazioni imposte dalle norme. 
Gli spostamenti sotto la spinta del vento sono necessari, negli edifici alti, per dimensionare 
i serramenti delle facciate. 
Nell’immagine che segue si evidenziano gli spostamenti trasversali dovuti al vento che 
soffia sulla facciata lunga e la relativa verifica globale: 
43 
SLE – VERIFICA SPOSTAMENTI 
ing. Luca Romano - 2014 
2.83 cm < H/500
Le combinazioni di carico SLE sono usate per il controllo delle tensioni massime di 
esercizio con le limitazioni imposte dalle norme. 
44 
SLE – VERIFICA TENSIONI DI ESERCIZIO 
Serviceability limit states: envelope stress in all members 
ing. Luca Romano - 2014
Il modello è quello generale, costituito da elementi beam per travi e pilastri, elementi bidimensionali per i 
setti in cemento armato e i nuclei ascensore, elementi piastra su suolo alla Winkler per la platea di 
fondazione, master link node per simulare la rigidezza di piano, elementi load-patch per attribuire i carichi 
dei solai. 
Questa metodologia permette la corretta valutazione dell’interazione terreno-struttura: la stima dei 
cedimenti differenziali ed il calcolo esatto delle loro influenze nelle sollecitazioni sulla struttura. 
Si riportano nel seguito i diagrammi esempi relativi ai cedimenti, le pressioni sul terreno valutati in SLE rare, 
i momenti massimi e minimi valutati in SLU sulla platea in cemento armato per i due edifici A e B oggetto 
del dimensionamento. 
Si riportano, inoltre, i diagrammi che individuano le aree in cui dovrà essere disposta l’armatura integrativa 
al lembo superiore e al lembo inferiore nelle due direzioni principali x,y. 
45 
CALCOLO FONDAZIONI 
La platea è stata modellata con elementi piastra su suolo elastico alla Winkler, col valore Kw = 3 kg/cm3. 
Si stimano: 
- sollecitazioni in platea 
- pressioni sul terreno 
- cedimenti 
ing. Luca Romano - 2014
46 
Valutazione dei cedimenti 
ing. Luca Romano - 2014 
Cedimenti Edificio A - SLE
47 
Valutazione delle pressioni sul terreno: P = Kw * cedimento 
ing. Luca Romano - 2014 
Pressioni sul terreno Edificio A - SLE
48 
Valutazione dei momenti sulla platea 
ing. Luca Romano - 2014 
Mmax XX - Edificio A - SLU
Si prevede di utilizzare per la platea calcestruzzo armato di classe di resistenza Rck30 e classe di esposizione XC2. 
La platea sarà armata con una maglia Φ20 passo 20x20 superiore e inferiore diffusa, si riportano nel seguito le immagini relative ai campi di 
copertura della rete (indicati in grigio): Mres = 0.9*d*ss *As 
49 
ing. Luca Romano - 2014 
Mmax XX - Edificio A
50 
ing. Luca Romano - 2014 
Mmax YY - Edificio A 
In corrispondenza delle aree soggette a maggiori sollecitazioni verranno disposti ferri aggiuntivi superiori e inferiori così come indicato nelle tavole di orditura 
della platea
ELISUPERFICIE 
L’elisuperficie, per soddisfare la certificazione ENAC, deve consentire l’atterraggio di elicotteri tipo AW139. 
Il diametro esterno della pista doveva essere pari a 25.00 [m], cui si deve aggiungere la rete metallica di 
protezione di larghezza pari a 2.00 [m]. 
L’elisuperficie è costituita da elementi in alluminio dello spessore di 15 cm [cm] che poggiano su un traliccio 
di travi in acciaio. 
La struttura in acciaio poggia su colonne in acciaio presenti sui fili A e C dell’edificio. 
Le travi principali, disposte trasversalmente, sono costituite da profili HEM 900, o profili di pari 
caratteristiche statiche, che presentano sbalzo massimo pari a 10.00 [m] e campata massima tra A e C pari 
a 14.95 [m]. 
Appoggiate sopra queste ultime, le travi secondarie e l’anello perimetrale, costituite da profili tipo HEB320. 
Le travi sono disposte ad interasse pari a 4.25 [m], presentano luce libera tra gli appoggi pari a 6.25 [m] e 
hanno sbalzi massimi, in direzione longitudinale, pari a 2.98 [m]. 
La struttura in acciaio poggia su colonne, anch’esse in acciaio, presenti sui fili A e C dell’edificio. La scelta di 
non considerare l’appoggio sul picchetto B nasce dall’esigenza statica di avere la campata delle travi 
principali dell’elisuperficie, tra il filo A e il filo C, di lunghezza paragonabile allo sbalzo presente oltre il 
picchetto C per evitare il manifestarsi di sollecitazioni di trazione sulle colonne. 
L’anello perimetrale è composto da una spezzata di 32 elementi uguali, tali da far percepire, dal basso, la 
struttura il più possibile vicino ad una circonferenza. La dimensione massima degli elementi è pari a 2.43 
[m]. 
51 
building 
ing. Luca Romano - 2014 
10 m
In accordo con le norme ICAO è stato considerato un carico uniformente distribuito pari a 0.5 kN/m2, 
applicato in combinazione con il carico dell’elicottero in atterraggio, ed un carico di 3.00 kN/m2, applicato in 
combinazione con il carico dell’elicottero in parcheggio. 
E’ l’equivalente statico del carico dinamico da impatto generato dall’elicottero in atterraggio. Il carico è 
quello dovuto al peso del massimo decollo (MTOW) del più pesante elicottero accolto dall’elisuperficie, 
moltiplicato per il rispettivo fattore di carico e applicato in direzione orizzontale e verticale, diviso in parti 
uguali in due punti che rappresentano il carrello principale dell’elicottero. 
Si riporta nel seguito la tabella relativa all’elenco delle combinazioni di carico previste dalla normativa ICAO. 
52 
Analisi dei carichi 
Pesi propri e carichi permanenti: 
Si sono considerati i seguenti peso proprio e carichi permanenti sulla struttura: 
Peso proprio solaio (impalcato alluminio) g1= 0.39 kN/m2; 
Carico variabile: 
Atterraggio q1= 0.50 kN/m2; 
Parcheggio q2= 2.50 kN/m2; 
Carico accidentale 
Componenti verticali: 
1) Stato limite accidentale (Atterraggio di emergenza): 1.3x2.5x MTOW; 
2) Stato limite ultimo: 1.3x1.5x MTOW; 
3) Stato limite di esercizio: 1Xmtow. 
Componenti orizzontali: 
1) Tutte le combinazioni di carico: 1.6x0.5x MTOW; 
Elicottero di progetto: 
Modello: AW 139; 
Peso massimo decollo (MTOW): 6800 [daN]; 
Lunghezza fuori tutto: 16.7 [m]. 
ing. Luca Romano - 2014
53 
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Modello completo 
Verifica travi principali: 
Travi principali – Momento flettente (ICAO C)
54 
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Travi principali –Taglio (ICAO C) 
Travi principali –spostamenti verticali Δz (ICAO B)
55 
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Travi principali –σmax (ICAO C) 
Sollecitazioni travi secondarie: 
Travi secondarie – Momento flettente (ICAO A)
Si riportano nel seguito gli spostamenti massimi dei corpi A, B e C che costituiscono il complesso direzionale 
di Fiera Milano. 
Come già precisato nelle premesse i corpi B e C costituiscono, dal punto di vista strutturale, un unico 
edificio e, pertanto, nel modello di calcolo sono stati considerati come un tutt’uno. 
Gli spostamenti massimi delle strutture sono stati valutati per le condizioni di carico dovute al vento (x e y), 
al sisma (x e y) e al gradiente termico ΔT pari a 25°C. 
Per la determinazione della dimensione del giunto strutturale, sono stati valutati i massimi avvicinamenti in 
direzione x dovuti alle tre condizioni di carico sopra riportate, applicando il coefficiente di sicurezza 
56 
SPOSTAMENTI RELATIVI DEGLI EDIFICI 
Si riporta nella seguente tabella i massimi spostamenti nelle due direzioni per i due edifici. 
Corpo A Corpi B e C 
Vento (dir. x) 0.41 [cm] Vento dir. x 0.12 [cm] 
Vento (dir. y) 4.00 [cm] Vento dir. y 4.20 [cm] 
Sisma (dir. x) 3.75 [cm] Sisma dir. x 3.22 [cm] 
Sisma (dir. y) 8.58 [cm] Sisma dir. y 9.61 [cm] 
Gradiente termico ΔT (dir. x) 1.61 [cm] Gradiente termico ΔT (dir. x) 0.85 [cm] 
F =1.4. 
VENTO: 0.41 0.12 0.53 1.4 0.75 F x cm 
SISMA: 3.75 3.22 6.97 1.4 9.76 F x cm 
TERMICO: 1.61 0.85 2.46 1.4 3.45 F x cm 
Pertanto il giunto strutturale tra il corpo A e i corpi B e C è stato posto pari a 10 cm 
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CM 2014 - Lezione Ing. Luca Romano

  • 1. Corso di Costruzioni Metalliche A.A. 2014 – 2015 Docente: Prof. Ing. Franco Bontempi Annuncio Seminario: 4 dicembre 2014, Aula 17, ore 16.00-19.00 Ing. Luca ROMANO Direttore Tecnico I QUADRO INGEGNERIA – GENOVA PROGETTO STRUTTURE METALLICHE Uffici direzionali di Fiera Milano, 2010
  • 2. PROGETTO STRUTTURE METALLICHE  Il quadro Normativo attuale: DL 163/2006 Codice dei contratti pubblici DPR 207/2010 Regolamento appalti NTC 2008 testo Unico Strutture  Bandi di progettazione ed incarichi  Livelli di progettazione  Progetto esecutivo: contenuti e appalto  Concept Design: - Analisi del Contesto - Predimensionamenti - divisione in conci, costruibilità, trasportabilità, montaggio - problematiche d’officina - saldature e controlli - protezione  NTC 2008 - Ponti  Esempio: Strutture Edificio Fiera Milano  Esempio: Ponte ad arco ad Albenga
  • 3. DPR 380/2001 Testo Unico delle disposizioni legislative e regolamenti in materia edilizia”. ● La stazione appaltante (Comune, Provincia, ecc.) deve stilare un Programma triennale di interventi, da cui anno per anno estrapola l’Elenco annuale delle opere, che sono inseribili solo se finanziate. La stazione appaltante nomina un responsabile del procedimento RUP (ingegnere capo del Comune, Provincia, ecc.) che supervisiona il progetto e ne coordina le varie fasi. I progetti non possono essere appaltati se non sono esecutivi (eseguibili senza l’intervento di un altro progettista) e devono essere validati (art.112, DL 163 e art.44:59, DPR 207/2010) 1 PROGETTO STRUTTURE METALLICHE - PONTI Ing. Luca ROMANO, libero professionista - Albenga Direttore Tecnico I QUADRO INGEGNERIA – GENOVA QUADRO NORMATIVO DL 163/2006 Codice dei contratti pubblici (appalti) DPR 207/2010 Regolamento appalti NTC 2008 “Norme tecniche per le costruzioni e Circolare applicativa” DL 81/2008 Testo Unico per la sicurezza PRINCIPI FONDAMENTALI ing. Luca Romano - 2014
  • 4. Affidamento fiduciario diretto da parte del RUP per incarichi inferiori a 40.000 euro (art.125 comma 11, DL 163) incarico sulla base di elenco progettisti dell’Ente, con richiesta offerta ad almeno 5 professionisti, per incarichi tra i 40.000 ed i 100.000 euro (art.91 comma 2, DL 163) bando di gara nazionale per procedura aperta, per incarichi tra i 100.000 ed i 200.000 euro (art.91 comma 1, DL 163) gara comunitaria per incarichi oltre i 200.000 euro (art.91 comma 1, DL 163) concorso di progettazione o di idee (progetti di particolare rilevanza) (art.91 comma 5, DL 163) Criterio per l’aggiudicazione dell’appalto è quello dell’offerta economicamente più vantaggiosa (art.83 DL 163), il bando di gara stabilisce dei punteggi per merito tecnico (curriculum e progetti analoghi), caratteristiche qualitative (relazione metodologica del progetto), ribasso percentuale sul prezzo offerto. Affidamento: Una volta espletata la gara, la progettazione viene affidata sulla base di un disciplinare d’incarico, dove vengono esplicitate le prestazioni da effettuare, i tempi, i pagamenti per ogni fase, le penali per i ritardi, ecc. 2 INCARICO DI PROGETTAZIONE Gara: la stazione appaltante (Comune, Provincia, ecc.) può affidare incarichi con: ing. Luca Romano - 2014
  • 5. Ottenuto l’incarico, il progetto si svolge su diversi livelli, indicati dal Regolamento degli Appalti: Dopo ogni livello progettuale, l’Amministrazione appaltante, col suo RUP (Responsabile Unico del Procedimento), procedono all’analisi ed approvazione della fase progettuale, dando indicazioni circa le modifiche da sviluppare negli approfondimenti delle successive fasi. ●NOTA: ogni progetto di opera pubblica deve andare in Conferenza dei Servizi, che è il luogo deputato a riunire i vari Enti (Beni Ambientali, Comunità Montana, Forestale, Polizia Idraulica, Demanio, Provincia, Regione ecc.) per esprimersi sul progetto. Si ha una prima riunione (referente) sul progetto preliminare ed una deliberante su quello definitivo. 3 Progettazione: - preliminare - definitivo - esecutivo ing. Luca Romano - 2014
  • 6. Il progetto preliminare stabilisce i profili e le caratteristiche più significative degli elaborati dei successivi livelli di progettazione, in funzione delle dimensioni economiche e della tipologia e categoria dell’intervento. Dopo aver selezionato le soluzioni più efficaci nel contemperare le prestazioni attese, e dopo i primi sopralluoghi, le ipotesi redatte verranno tradotte in progetto preliminare ai sensi di quanto prescritto dal D.P.R. 207/2010 Gli studi e gli elaborati che verranno prodotti saranno in linea di massima i seguenti: - Relazione tecnico illustrativa (descrizione intervento, scelte, disponibilità aree, 4 CONTENUTI DEI TRE LIVELLI DI PROGETTAZIONE: Progetto preliminare (art. 17:23, D.P.R. 207/2010) cronoprogramma) - Relazione geologica, geotecnica, idrologica, idraulica e sismica - Studio di prefattibilità ambientale (foto, fotomontaggio, schede varie) - Indagini archeologiche preliminari - Inquadramento territoriale, scala 1:10000 - Planimetria generale, scala 1:2000 - Planimetria, scala 1:500 - Sezioni tipo, scala 1:50 - Rilievo plano-altimetrico - Sovrapposizione mappa catastale – rilievo - opere di progetto - Rilievo dei sottoservizi (fognatura, acquedotto, enel, illuminazione pubblica, gas, telecom, ecc.) - Planimetria, sezioni e prospetto-stato attuale e di progetto - Schemi strutturali - Piano particellare di esproprio - Documentazione fotografica - Prime indicazioni e disposizioni per la stesura dei piani di sicurezza - Calcolo sommario della spesa e quadro economico ing. Luca Romano - 2014
  • 7. Il progetto definitivo, redatto sulla base delle indicazioni del progetto preliminare approvato e di quanto emerso in sede di eventuale conferenza dei servizi, contiene tutti gli elementi necessari ai fini del rilascio della concessione edilizia, dell’accertamento di conformità urbanistica o di altro atto equivalente. Gli studi e gli elaborati che verranno prodotti saranno i seguenti: - Computo dei movimenti di terra - Computo metrico estimativo - Quadro economico con indicazione dei costi della sicurezza - Studio della viabilità di accesso al cantiere, con eventuali soluzioni provvisorie 5 Progetto definitivo (art. 24:32, D.P.R. 207/2010) - Relazione tecnico illustrativa del progetto - Rilievo plano altimetrico generale dell’area di intervento, scala 1:500 - Planimetria catastale dell’area oggetto di intervento, scala 1:2000 - Studio di fattibilità ambientale - Relazione geologica - Relazione geotecnica - Relazione sismica - Relazione idraulica - Planimetria generale di progetto, scala 1:1000 - Profili longitudinali (scala 1:1000/1:100) - Sezioni trasversali 1:100 - Planimetria dei lotti di intervento, scala 1:500 - Planimetria delle opere viabilistiche, scala 1:1000 - Sezioni tipo delle opere viabilistiche, scala 1:50 - Planimetria posizionamento delle barriere di sicurezza stradale, scala 1:1000 - Planimetria degli arredi e delle pavimentazioni, scala 1:1000 - Planimetria del progetto illuminotecnico, scala 1:1000 - Planimetria degli impianti tecnologici, scala 1:1000 - Schema dell’accessibilità per i portatori di handicap - Viste prospettiche di assieme e dettaglio - Calcoli preliminari strutturali con una relazione di calcolo - Calcolo preliminare degli impianti - Impostazioni strutturali - Carpenterie scala 1:50 - Disciplinare prescrittivo e prestazionale degli elementi tecnici - Eventuale piano particellare di esproprio e planimetria delle aree da occupare (scala 1:500) e conseguente minimizzazione delle interferenze con il traffico locale, gli operatori edilizi e l’ambiente ing. Luca Romano - 2014
  • 8. Il progetto esecutivo costituisce la ingegnerizzazione di tutte le lavorazioni e, pertanto, definisce compiutamente ed in ogni particolare architettonico, strutturale ed impiantistico l’intervento da realizzare. Restano esclusi soltanto i piani operativi di cantiere, i piani di approvvigionamenti, nonché i calcoli e i grafici relativi alle opere provvisionali. Il progetto è redatto nel pieno rispetto del progetto definitivo nonché delle prescrizioni dettate in sede di rilascio della concessione edilizia o di accertamento di conformità urbanistica, o di conferenza di servizi o di pronuncia di compatibilità ambientale ovvero il provvedimento di esclusione delle procedure, ove previsti. Gli elaborati relativi al progetto esecutivo saranno redatti conformemente con quanto prescritto dal D.P.R. 207/2010. Gli studi e gli elaborati che verranno prodotti saranno i seguenti: 6 Progetto esecutivo (art. 33:43, D.P.R. 207/2010) - Relazione generale - Relazione tecnico specialistiche - Relazione tecnico-illustrativa - Inquadramento territoriale scala 1:10000 - Planimetria generale di progetto, scala 1:1000 - Planimetrie di dettaglio, scala 1:200 - Planimetria delle opere viabilistiche, scala 1:1000 - Sezioni tipo delle opere viabilistiche, scala 1:50 - Profili longitudinali scala 1:1000/1:100 - Sezioni trasversali scala 1:100 - Dettagli costruttivi delle opere viabilistiche, opere d’arte e particolari costruttivi scala 1:20 - Planimetria degli arredi e delle pavimentazioni, scala 1:1000 - Dettagli costruttivi degli arredi e delle pavimentazioni, scala 1:20 - Planimetria del progetto illuminotecnico, scala 1:1000 - Dettagli costruttivi dei corpi illuminanti, scala 1:20 - Planimetria degli impianti tecnologici, scala 1:1000 - Calcoli esecutivi degli impianti - Calcoli esecutivi strutturali con relazione di calcolo ing. Luca Romano - 2014
  • 9. 7 - Tracciamento - Impostazione strutturale, scala 1:50 - Carpenterie scala 1:50 - Orditure scala 1:50 - Dettagli strutturali, scala 1:10 - Piano di manutenzione dell’opera e delle sue parti - Piano di sicurezza e di coordinamento in fase di progetto con crono programma fasi di sicurezza e computo sicurezza - Computo metrico estimativo - Computo dei movimenti di terra - Quadro economico - Crono programma dei lavori - Elenco dei prezzi unitari - Analisi dei prezzi - Quadro di incidenza percentuale della quantità di manodopera per le diverse categorie in cui scomporre l’opera - Schema di contratto - Capitolato speciale d’appalto, comprensivo delle categorie specialistiche per l’esecuzione dei lavori con specifico riferimento alla componentistica prefabbricata ing. Luca Romano - 2014
  • 10.  Lavori a corpo: stipulabili per ogni tipo di lavoro, appaltabili con ribasso unico sull’importo dei lavori a base d’asta oppure mediante offerta a prezzi unitari  Lavori a corpo e a misura: stipulabili per ogni tipo di lavoro. La parte a misura si usa quando si hanno particolari categorie di lavoro difficilmente quantificabili in esecutivo. Sono appaltabili mediante offerta a prezzi unitari Il codice dei contratti predilige gli appalti a corpo; spesso si fanno a corpo e a misura, prevedendo a misura le opere interrate (difficili da stimare e computare) ed a corpo tutte le opere fuori terra. 8 ● Tipologie di appalto: a corpo, a misura, a misura e a corpo.  Lavori a misura: sono ammessi solo per opere di manutenzione e restauro ing. Luca Romano - 2014
  • 11. A corpo: il corrispettivo consiste in una somma determinata, fissa ed invariabile, riferita all’opera nel suo complesso. Si creano varie categorie di lavoro omogenee (es. fondazioni, murature, carpenteria metallica, ecc.) le si quantifica in maniera definitiva, le si prezza ed i corpi che ne derivano sono invariabili, anche nella quantità (l’appaltatore si accolla il rischio delle quantità). I corpi d’opera devono essere ben individuati sia nel computo che nei disegni, I corpi d’opera caratterizzano l’appalto, il contratto e la sua successiva contabilità. A misura: il corrispettivo corrisponde all’individuazione del prezzo per ogni unità di misura di lavorazione o di opera finita, quindi l’importo dei lavori è variabile ed il rischio delle diverse quantità resta a carico del committente. Bando di gara di appalto: deve indicare l’importo complessivo dei lavori e la relativa categoria prevalente del tipo di lavorazione ( quella di importo maggiore), oltre a tutte quelle che superano il 10% dell’importo a base d’asta, tutte con i relativi importi. Questo perché esistono le qualificazioni per le Imprese solo per determinati lavori ed esiste una limitata possibilità di subappaltare (max. 30%). In più esistono categorie speciali (impiantistica, strutture prefabbricate, strutture speciali) che sono specificate nel bando e che non possono essere subappaltabili, quindi l’impresa deve possederne le qualifiche o costituire un’ATI (Associazione Temporanea d’Imprese) con ditte qualificate, per poter partecipare all’appalto. 9 ing. Luca Romano - 2014
  • 12. 1 ing. Luca Romano – 2014 CONCEPT DESIGN Ing. Luca ROMANO, libero professionista - Albenga Direttore Tecnico I QUADRO INGEGNERIA – GENOVA Sopralluogo: ascoltare le esigenze dell’Amministrazione capire il contesto e le problematiche documentazione propedeutica: cartografia (strumenti urbanistici, CTR, catasto, …) relazione geologica e sondaggi relazione idraulica eventuale rilievo strumentale su base CAD primi studi: 2:3 idee da sottoporre all’Amministrazione, stimandone i costi, illustrandone i pro ed i contro, ecc. Farsi indicare il prezziario da usare Rendering e fotomontaggio della soluzione scelta o delle ipotesi fatte (esempio)
  • 13. 2 Predimensionamento: -esperienza, tabelle rapporti luce/altezza -modelli semplici “a mano”, controllo flessione, taglio, torsione, deformabilità (Santarella, Massonet-Bares, Manuali ingegnere vari) ing. Luca Romano – 2014 → dimensionamento Carichi: Pesi propri: da predimensionamento Sovraccarichi permanenti: studio progetto, pacchetti, ecc. Sovraccarichi accidentali: NTC 2008 Calcolo: - Elementi finiti con modelli bidimensionali → prime verifiche e correzione dimensionamento - Elementi finiti con modelli tridimensionali → ulteriore correzione dimensionamento - Elementi finiti analisi dinamica: controllo modi di vibrare (bontà del modello, vincoli, connessioni, deformabilità, frequenze) → ulteriore correzione dimensionamento (se la struttura è troppo deformabile o ha “debolezze” su alcuni modi di vibrare. N.B. spesso le fasi sopra descritte si ripetono studio delle sezioni: ottimizzazione della forma / estetica ripetitività degli elementi: modularità ottimizzazione giunti e connessioni (dettaglio) verifiche di resistenza finali verifiche in esercizio (deformate, vibrazioni, tensioni, …)
  • 14. -relazione di calcolo strutturale -relazione sui materiali -elaborati grafici e particolari -piano di manutenzione -relazione sulle prove sperimentali -relazione geologica, geotecnica e sismica -giudizio motivato di accettabilità dei risultati (confronto con semplici calcoli, verifiche di equilibrio reazioni-carichi, ecc.) 3 N.B. relazione di calcolo redatta secondo cap. 10 NTC 2008, con: ing. Luca Romano – 2014
  • 15. 4 ESEMPI PREDIMENSIONAMENTO Solai: c.a. h ~ L / 25 ing. Luca Romano – 2014 Travetti precompr. h ~ L / 30 pannelli precompr. h ~ L / 35 piastre piene c.a.: h ~ L / 30:36 piastre piene c.a.p: h ~ L / 35:45 travi c.a.: h ~ L / 6:7 se alte h ~ L / 12:14 se medie (larghe come pilastro) h ~ L / 18:21 se in spessore h ~ L / 8:10 se sbalzo travi c.a.p.: h ~ L / 15:20 se solai h ~ L / 25:35 se copertura lunghezza: fino a 25 m senza scorta fino a 30 m con scorta travi a parete piena acciaio: h ~ L / 15:18 se semplice appoggio h ~ L / 25 se continua travi reticolare acciaio: h ~ L / 8 se semplice appoggio h ~ L / 10 se continua ponte a travata acc.-cls.: Hsteel ~ L / 18 se semplice appoggio Hsteel ~ L / 25:28 se continua ponte a cassone acc.-cls.: Hsteel ~ L / 35 travi legno lamellare: H ~ L / 15 con: H/B ≤ 10 per stabilità laterale B = 10:12:14:16:18:20:22:24 cm H = multiplo lamelle (3 cm) H ≤ 240 cm
  • 16. 5 ing. Luca Romano – 2014 IMPOSTAZIONE PROGETTO Ing. Luca ROMANO, libero professionista - Albenga Direttore Tecnico I QUADRO INGEGNERIA – GENOVA Concezione: Fondazioni: -dirette - profonde -avere sempre sondaggi, prove laboratorio, SPT, livello falda, ecc. Dimensioni della struttura, quindi: -Come costruirla – montarla -Fabbricabilità in cantiere ed in officina in funzione del cantiere che si può installare Divisione della struttura in conci: -concezione del concio e sua fabbricabilità in funzione del materiale di base -dimensioni trasportabili -tipi di giunto per collegarli -collegamento alle sottostrutture realizzate in cantiere -pesi dei conci per il relativo montaggio e tipo di montaggio (funzione delle autogrù o mezzi che si possono usare) Protezione della struttura
  • 17. La dimensione dei conci è dettata dalla trasportabilità e dai mezzi di montaggio in cantiere. 6 DIMENSIONE CONCI E TRASPORTO Trasporto: generalmente su gomma: peso legale (codice strada): 44 ton lunghezza: fino a 25 metri trasporto ordinario oltre 25 metri trasporto con scorta L max 42 metri Larghezza: ordinaria fino a 2.5 metri oltre i 3 metri: scorta Altezza: ordinaria fino a 2.5 metri fino a 4 metri con super ribassato e studio percorso esempio motrice con rimorchio a ralle: H < 3.5 metri L < 25 metri ing. Luca Romano – 2014
  • 18. 7 MONTAGGIO 1. VARO DAL BASSO SU PILE PROVVISORIE 2. VARO SU PONTE/PONTEGGIO DI SERVIZIO 3. MONTAGGIO “A RIVA” E VARO CON AUTOGRU 4. VARO LONGITUDIANEL SU TRAVE DI LANCIO 5. VARO LONGITUDINALE CON AVANBECCO 6. MONTAGGIO A SBALZO (CON DERRICK o CASSEFORME A SBALZO) ZONA CANTIERE: stoccaggio montaggio movimentazione e sede autogru opere provvisionali per stabilizzatori (magrone + piastre; platea; gabbioni; …) AUTOGRU Macchina da 200 ton: costo 3000 euro/giorno ing. Luca Romano – 2014 Portata: 30 ton sbracciate” a 20 m. Macchina da 300 ton: costo 4000 euro/giorno Portata: 32 ton sbracciate” a 30 m. Portata: 22 ton sbracciate” a 40 m. Macchina da 400 ton: costo 30.000 euro Tempi: 2 giorni per armarla, 1 giorno per smontarla Accessori: 2 bilici + 3 camions Stabilizzatori: piastre nervate 2x3.5m Portata: 76 ton sbracciate” a 23 m. MARTINETTI IDRAULICI Portata (ton) corsa (mm) diametro (mm) peso (kg) 50 160 125 15 100 160 175 26 200 200 245 57 260 204 275 74 400 223 350 134 520 237 400 189
  • 19. 8 ing. Luca Romano – 2014
  • 20. 9 ing. Luca Romano – 2014
  • 21. 10 ing. Luca Romano – 2014
  • 22. 11 ing. Luca Romano – 2014
  • 23. traversi e controventi: spesso con bulloni a taglio, perché “portano” di più e dissipano 12 GIUNTI TRA I CONCI Strutture metalliche, tendenzialmente: giunti saldati in officina Giunti bullonati in cantiere bullonati: travi principali e di spina: di forza, con coprigiunti, con bulloni ad attrito e m=0.3 ing. Luca Romano – 2014 energia giunto flangiato: sempre ad attrito bulloni più usati: M16, M20, M24, M27 preparazione lembi in officina: sabbiatura + primer (intermedio e finitura in cantiere) (se arrivano verniciati: pb. Schiacciamento vernice ed occorre un riserraggio dopo 12 mesi, con controllo coppia) saldati: problematici in cantiere: vento, umidità, controlli, tempi lunghi -piena penetrazione: per travate principali e controllate US -cordoni d’angolo: -per strutture: cordone minimo 4x4 -per ponti: cordone minimo 6x6 -dimensioni: cordone 6x6: fino a lamiere sp. 19 mm e maggiori sp. 9 mm cordone 8x8: per lamiere sp. >12 mm
  • 24. 13 ing. Luca Romano – 2014 PROBLEMATICHE D’OFFICINA Ing. Luca ROMANO, libero professionista - Albenga Direttore Tecnico I QUADRO INGEGNERIA – GENOVA DISEGNI ESECUTIVI: devono indicare con precisione la geometria della struttura, tutti gli spessori delle lamiere, profili, tubi, tutte le dimensioni delle saldature, i bulloni in numero, diametro e posizione. Devono essere precisati i materiali, le coppie di serraggio dei bulloni, e quant’altro serva per individuare con precisione la struttura. I disegni di carpenteria metallica devono essere quotati con precisione, tutto in millimetri. Si nota che la tolleranza di produzione qui è il millimetro, non il centimetro che si usa per il cemento armato! DISEGNI COSTRUTTIVI (di officina): sono derivati dai disegni esecutivi. Si ridisegna la struttura indicando ogni elemento costituente con la sua numerazione (marcatura). Poi si disegna singolarmente ogni marca (elemento), con tutta la geometria, i fori, gli spessori, gli smussi, le saldature e si indica il numero di pezzi da produrre. I disegni d’officina sono in numero maggiore dell’esecutivo, sono realizzati dal carpentiere metallico sulla scorta dell’esecutivo del progettista. Ogni costruttore ha il suo standard e le proprie convenzioni. DISTINTA DEI MATERIALI: elenca tutte le posizioni dei pezzi costituenti la struttura e, per ogni pezzo, il fabbisogno unitario, la qualità e le dimensioni del materiale grezzo. Serve per l’approvvigionamento dei materiali. DISTINTE DI LAVORAZIONE: fatta dai tecnici, elenca tutte le posizioni da costruire, riportando per ognuna tutte le lavorazioni previste nella costruzione: preparazioni saldature pieghe, centinature, e altro eventuale montaggio di prova tipo di protezione Servono per guidare la successione delle operazioni d’officina ed organizzare e valutare il carico di lavoro dei vari reparti.
  • 25. Secondo le NTC 2008, cap.11, si può usare solo materiale qualificato e con controlli obbligatori in stabilimento e cantiere. Per questo è importante specificare nel progetto e nel “Capitolato speciale d’appalto”, che il materiale sia rispondente alle norme UNI EN 10025. Quindi il carpentiere metallico deve fornire alla Direzione Lavori (D.L.) la dichiarazione di qualifica del prodotto rilasciata dal produttore. Questo fatto è molto importante, perché ci si può trovare nell’imbarazzo di fronte al collaudatore statico della struttura, che potrebbe non accettare il materiale! N.B. non si può più qualificare il materiale come una volta, con 3 provini ogni 20 tonnellate!! Esempio: S355 J0 W (acciaio ex Fe510, resiliente a 0°C, con caratteristiche 14 MATERIALE BASE: Il materiale base consiste in: acciaio: S235 (ex Fe360) S275 (ex Fe430) S355 (ex Fe510) Resilienza: JR: resilienza minima 27 J a +20°C J0 resilienza minima 27 J a 0°C J2 resilienza minima 27 J a -20°C CORTEN resistente alla corrosione atmosferica) ing. Luca Romano – 2014
  • 26.  profili aperti (IPE, HE, HLS, angolari, “U”, “T”, ecc., (meno facile in  profili cavi (tubi tondi, quadrati, rettangolari) ricavati per estrusione (senza saldatura: hanno forti tolleranze, possono creare dei problemi; si trovano solo in S 235 e S 355) o per calandratura di lamiere poi saldate longitudinalmente (sono migliori, possono essere realizzati anche con lamiere in corten). Sul mercato si trovano tubi di ogni specie, per ogni uso, di ogni materiale (specifiche API, DIN o altre), generalmente usati per metanodotti ecc., quindi occorre avere i documenti del prodotto e farlo, eventualmente, analizzare chimicamente, comunque deve essere materiale certificato. N.B. in pratica è difficile trovare tubi certificati, per cui occorre sensibilizzare il carpentiere sulla problematica e dirgli fin dall’inizio che non accettate materiale che non sia a norma. In questo modo è costretto a procurarselo pagandolo il dovuto o facendoselo produrre per calandratura. In ogni caso bisogna tener in conto dei tempi d’approvvigionamento del materiale che possono arrivare ai 5:6 mesi, contro i normali 1:2 mesi.  Tondi, quadri, esagoni e piatti: esistono fino ad un diametro o lato di 200mm. In particolare in tondi pieni possono essere tipo bulloni, per cui se ne può indicare la classe ed il diametro (esempio M30 cl.10.9). I piatti sono forniti in larghezze sino a 300mm e spessori fino a 50mm 15  lamiere di vario spessore corten, lotto minimo 30 ton per profilo) ing. Luca Romano – 2014
  • 27.  preparazione: taglio, raddrizzatura, marcatura, tracciatura, punzonatura, alesatura, foratura, piegatura, mortasatura, preparazione dei lembi  saldatura: imbastitura, saldatura, raddrizzatura  lavorazione: intestatura, tracciatura, foratura, alesatura,  finitura: raddrizzatura, squadratura  montaggio: collegamento di elementi strutturali, di nodi, di strutture  protezione: sfiammatura, sabbiatura, decapaggio chimico, Tracciatura: consiste nel riprodurre sul materiale le linee di taglio, i fori e tutte le lavorazioni del caso. Le macchine a controllo numerico stanno soppiantando questa operazione. Si usano maschere in cartone o lamierino quando si debbano tracciare numerosi pezzi uguali e le si usa anche per eseguire con precisione i fori dei giunti bullonati. Marcatura: si stampiglia la “marca” su ogni singolo pezzo, per permetterne l’identificazione in ogni fase di costruzione. E’ eseguita col bulino o col punzone, oppure con presse oleodinamiche. 16 LAVORAZIONI SULLA CARPENTERIA METALLICA: assemblaggio, chiodatura complete verniciatura, metallizzazione, zincatura ing. Luca Romano – 2014
  • 28. Raddrizzatura: è compito delle ferriere, che devono dare barre e profili in tolleranza dimensionale. Spianamento: serve per eliminare ingobbamenti e bugnature nelle lamiere. E’ un’operazione eseguita a freddo, con presse o con spianatrici a rulli. 17 ing. Luca Romano – 2014
  • 29. Centinatura dei profilati e calandratura di lamiere: sono eseguite a freddo con macchine curvatrici a rulli. Provocano il progressivo snervamento dei lembi del profilo. Si controlla la centinatura con una dima. Per calandratura si possono ottenere tubi da lamiere, poi saldate longitudinalmente. Si può eseguire anche la calandratura conica. 18 ing. Luca Romano – 2014
  • 30. Pieghe localizzate nei profilati e nelle lamiere piani: si ottengono con l’ausilio di stampi . Spesso un intaglio può favorire la piega e viene successivamente saldato. Altre volte servono irrigidimenti provvisori per non deformare il profilo trasversale. I laminati vengono piegati pressando la lamiera fra un coltello ed i bordi di un controstampo. Se la pressatura viene spinta a fondo nel vertice della piega si ha lo stampaggio. Entro i raggi minimi della tabella successiva si può piegare a freddo, se no a caldo. Stampatura: è eseguita su lamiere, con stampo e controstampo, a caldo alla temperatura di forgiatura (1000 °C). 19 Attenzione alle cricche sulla convessità della piega (controllo visivo, liquidi penetranti, magnaflux o ultrasuoni). ing. Luca Romano – 2014
  • 31. TAGLIO ALLE MACCHINE: taglio alla cesoia, alla segatrice a freddo, alla sega a frizione. Taglio a cesoia: di lamiere e profili. La lamiera è tagliata per mezzo di una lama mobile ed una controlama. Gli spessori massimi cesoiabili sono 25mm (Fe360) e 20mm (Fe510 e corten). Nel caso dei profili si devono usare opportuni riscontri della forma del profilo. Taglio alla sega: si esegue con un disco munito di denti che lavorano per asportazione di truciolo. L’utensile ruota e avanza. E’ un’operazione più lenta della cesoia ma non ha limitazione di spessore; consente tagli obliqui di preparazione della lamiera. Taglio alla sega a frizione (troncatrice): un disco troncatore ruota velocemente e viene premuto contro un profilo. Non ha bisogno di riscontri o particolari serraggi. E’ un metodo di taglio molto veloce. 20 ing. Luca Romano – 2014
  • 32. TAGLIO AL CANNELLO: ossitaglio, taglio all’arco plasma, taglio all’arco e aria compressa (Arcair). Ossitaglio (cannello ossiacetilenico): consente l’esecuzione di tagli anche non rettilinei senza limitazione di spessore. Si basa sulla reazione fra l’acciaio, portato localmente ad alta temperatura (1300°C) da una fiamma di riscaldo, e l’ossigeno. Il getto di ossigeno allontana l’ossido fuso e crea le caratteristiche striature del taglio. L’ossitaglio può essere effettuato sia a mano che a macchina. Col taglio a macchina si possono eseguire le preparazioni dei lembi (cianfrino). Con un dispositivo copiatore (tracciatore) si può eseguire il taglio su sagoma. Taglio all’arco-plasma: è analogo al precedente, consente maggior velocità ed è applicabile anche all’acciaio inox ed alluminio. I gas utilizzati (idrogeno o azoto o ossigeno) vengono portati a temperature elevatissime (20000°C), allo stato di plasma, e fondono con facilità il metallo. Gli spessori di taglio sono limitati a 130mm (acciaio inox e alluminio) e 50mm (acciai al carbonio). Taglio con l’arco e aria compressa: il procedimento arcair utilizza pinze con elettrodo di carbonio e grafite, alimentate da aria compressa. Innescato l’arco tra elettrodo e metallo, esso fonde e viene allontanato dal getto d’aria. E’ un procedimento che non dà luogo ad alterazioni chimiche e fisiche del materiale ed è usato per tagliare, smussare, incidere, scriccare e forare. 21 ing. Luca Romano – 2014
  • 33. 1. su elementi da saldare: per assicurare la corretta esecuzione della saldatura (fusione dei lembi ecc.), lo spazio che viene creato si chiama cianfrino ed è destinato ad essere riempito dal metallo d’apporto. La preparazione può essere a “V”, a “X”, a “K”. Vi si riconosce una “spalla” e degli “smussi”. Si esegue con taglio termico, alla pialla o con cesoie speciali. 2. su elementi da non saldare: nel caso serva un accoppiamento di precisione in compressione, per forti carichi trasmessi dalle colonne (operazione che si chiama intestatura ed è eseguita alla pialla o alla fresa) 22 LA PREPARAZIONE DEI LEMBI: Viene eseguita in due casi: ing. Luca Romano – 2014
  • 34. Punzonatura: è rapidissima ma incontra limitazioni crescenti con lo spessore. La normativa la limita allo spessore di 20mm per l’acciaio S235 e di 16mm per l’acciaio S355. Altera la struttura cristallina del bordo foro, sovente con piccole cricche radiali, quindi può richiedere l’alesatura nel caso di giunto a taglio, no se giunto ad attrito (obbligatoria per le giunzioni sottoposte a sollecitazioni dinamiche o a fatica, tipo per le ferrovie). L’alesatura deve allargare il foro di 3mm di diametro. La punzonatura si esegue con presse meccaniche o oleodinamiche. Si esegue con un punzone che agisce contro il pezzo da forare, col contrasto di una matrice. Nel caso il foro non sia circolare, l’operazione si chiama tranciatura. 23 LA FORATURA I procedimenti che si utilizzano sono: Foratura mediante punzone alla pressa Foratura mediante punta elicoidale al trapano Foratura mediante taglio termico ing. Luca Romano – 2014
  • 35. Trapanatura: consente l’esecuzione di fori soltanto circolari, è un’operazione più lenta ma non ha limitazioni di spessore da forare. Si esegue con trapani a colonna verticale, radiale, trapani portatili. L’utensile che esegue il foro è la punta elicoidale, alla quale si impartisce un moto di rotazione e di avanzamento. La punta deve essere raffreddata con una buona lubrificazione. Una volta si eseguivano i fori sulla tracciatura, ora si usano maschere in lamierino o macchine a controllo numerico. Si possono eseguire fori multipli: Taglio termico: non è consentito per eseguire i fori dei giunti bullonati, serve per fori ed intagli di maggiori dimensioni. Altera la struttura cristallina del bordo foro. 24 ing. Luca Romano – 2014
  • 36. Consiste nell’accoppiamento di pezzi, può essere un’imbastitura o un vero e proprio montaggio di controllo intermedio o finale. Imbastitura: precede la saldatura per l’unione di vari pezzi, consiste in punti o tratti di saldatura che tengano in posizione gli elementi che devono essere saldati. Montaggi: sono montaggi di prova che si eseguono per controllare la precisione delle strutture e la loro geometria. Sono utilissimi per strutture inusuali; in questi casi è bene che il progettista indichi nel progetto l’intero pre-montaggio della struttura (montaggio in bianco). Nel caso di produzione di svariati pezzi modulari, il montaggio del primo consente migliorie nella geometria dei successivi e nella standardizzazione. 25 ASSEMBLAGGI ing. Luca Romano – 2014
  • 37. Consiste nell’unioni di due pezzi senza soluzione di continuità. I procedimenti di saldatura Saldatura a pressione: eseguita con la pistola, è usata soprattutto per i prigionieri (pioli Nelson). E’ realizzata facendo scoccare un arco elettrico tra la punta del prigioniero e la superficie dell’elemento metallico. 26 SALDATURA sono numerosi, i principali sono: Saldatura per fusione: a combustione di gas (con la fiamma ossiacetilenica) all’arco elettrico: con elettrodi rivestiti (in officina e cantiere) ing. Luca Romano – 2014 arco sommerso (in officina, con filo in bobine) con filo elettrodo in gas protettivo (MIG/MAG) a elettrodo in fusibile con protezione di gas inerte (TIG) Gli ultimi due metodi sono costosi ma hanno una stabilità elevata dell’arco elettrico, quindi danno un’ottima saldatura; si usano in casi speciali, specie con acciai inossidabili o al nichel-cromo.
  • 38. E’ importante la preparazione dei lembi da saldare, se ne ha un esempio nella tabella che segue (si notano le “spalle” e gli smussi necessari in funzione degli spessori della lamiera): Nel foglio che segue si riportano i parametri principali da utilizzare per la saldatura all’arco 27 elettrico. ing. Luca Romano – 2014
  • 39. 28 ing. Luca Romano – 2014
  • 40. 29 ESEMPIO PIASTRA ORTOTROPA (PONTE STRALLATO A LA SPEZIA) ing. Luca Romano – 2014 Ponte strallato a La Spezia Impalcato: piastra ortotropa (piastra metallica irrigidita di sostegno del piano viabile)
  • 41. Nel caso di saldatura continua di piastre ortotrope, si usa un piatto di sostegno. Tale piatto può essere metallico (dà problemi in fase di controllo con ultrasuoni della saldatura, perché riflette le onde e non si comprende la bontà del cordone) o meglio ceramico (il più usato e tecnologico). In questo modo si esegue la saldatura interamente dall’alto, i due lembi sono preparati a “V” e tenuti a distanza di 6:8 mm. 30 Nel seguito si riportano i particolari salienti di una piastra ortotropa: ing. Luca Romano – 2014
  • 42. 31 Controlli sulle saldature: Si devono verificare: -la saldabilità dell’acciaio e l’idoneità dell’elettrodo ing. Luca Romano – 2014 -le certificazioni dei saldatori in funzione della saldatura eseguenda (esistono vari patentini) Si devono controllare: -le saldature eseguite, che non presenti difetti fisici Si devono imporre i controlli sulle saldature che si sono previste in progetto, in funzione del tipo di saldatura e dell’importanza del giunto. Il progettista impone il tipo e la percentuale dei controlli per ogni giunto ed inserisce la specifica nel capitolato speciale d’appalto. E’ bene imporre anche un organismo autonomo di controllo, generalmente l’I.I.S. (Istituto Italiano della Saldatura di Genova), l’organo più importante in Europa per le saldature, certificazioni, sperimentazioni, ecc. Ogni carpentiere ha dei controllori patentati, ma lavorano e sono pagati dallo stesso, quindi il controllo non è svincolato dall’esecutore. Generalmente prescrivendo l’I.I.S. il controllore interno esegue le normali specifiche di qualità ed il controllore dell’I.I.S. verifica il processo ed esegue controlli random o supplementari richiesti dal progettista. I controlli eseguibili sono: visivo coi liquidi penetranti magnetico (magnaflux), generalmente prescritto per i cordoni d’angolo radiografico (raro per le nostre strutture) con gli ultrasuoni (da prescrivere per tutti i giunti a completa penetrazione) Generalmente si impone un controllo visivo su tutti i cordoni d’angolo, più una percentuale con magnaflux che può andare dal 30% al 100%, per quelli che si ritengono più importanti per la sicurezza strutturale. Per i giunti a completa penetrazione si impone il controllo ultrasonoro (US) per la totalità del giunto. I difetti fisici principali sono: mancata penetrazione (il cordone non ha fuso tutta la sezione) incollatura (solo aderenza, mancata fusione) inclusioni (presenza di scoria nel cordone) soffiature (inclusioni di gas nel cordone) cricche (fessure nel cordone)
  • 43. Nel foglio che segue si riportano i difetti principali e le relative cause ed un esempio di controlli richiesti. 32 ing. Luca Romano – 2014
  • 44. Esempio di prescrizione di capitolato: CONTROLLI SULLE SALDATURE Per quanto concerne il progetto della saldatura, é fatto obbligo all'Impresa di avvalersi, a sua cura e spese, della consulenza dell'Istituto Italiano della Saldatura, che dovrà redigere apposita relazione da allegare al progetto. In sede di approvazione dei progetti, la D.L. stabilirà in particolare i tipi e la estensione dei controlli sulle saldature in conformità a quanto stabilito dal D.M. 14/1/2008, e tenuto conto di quanto prescritto al riguardo dall'Istituto Italiano della Saldatura nella sua relazione. Per tutte le saldature facenti parte dell’antenna e dell’impalcato si raccomanda un controllo visivo e dimensionale. Nel seguito si specifica il tipo di controllo da effettuare per ogni parte strutturale e la percentuale di controlli da effettuare sulle stesse. Dove si è indicato “saldatura a piena penetrazione” è necessario eseguire controlli ad ultrasuoni sul 100% delle saldature. a. Lamiere principali: controlli con ultrasuoni sulle saldature di tutti i giunti; b. Controllo con ultrasuoni sulle saldature della lamiera del tubo, nel punto 2. Attacco tirante: controlli con magnaflux sul 100% delle saldature degli attacchi 3. Tubo-anima: magnaflux sul 50% delle saldature; 4. Briglia inferiore: magnaflux sul 30% delle saldature; 5. Impalcato: controllo con ultrasuoni sul 100% delle saldature a piena 6. Saldature di composizione della piastra ortotropa in cordoni d’angolo: magnaflux 7. Saldature di composizione del traverso di testa: magnaflux sul 50% delle N.B. tutte le saldature eseguite in piena penetrazione per dare continuità a lamiere strutturali, per eseguire qualsivoglia elemento, andranno controllate con ultrasuoni al 100% 33 Andrà comunque effettuato un controllo minimo su: 1. –Antenna: di attacco dei pendini, per verificare che non presentino sfogliature c. magnaflux sul 30% delle saldature a cordone d’angolo sia superiori che inferiori penetrazione sulla piastra ortotropa; sul 30% delle saldature saldature. ing. Luca Romano – 2014
  • 45. 34 PROTEZIONE DALLA CORROSIONE Acciaio: normale e auto passivante (corten) Il materiale base presenta ruggine e scaglie di laminazione (calamina): → preparazione preparazione: -meccanica (spazzolatura, raschiatura, molatura) -Sfiammatura -Decapaggio (acido cloridrico) -Sabbiatura (grado Sa2-commerciale; grado Sa21/2 -metallo quasi bianco) protezione: -zincatura (per immersione-a caldo; a spruzzo-metallizzazione a freddo). È una barriera meccanica + chimica poiché lo zinco è + elettronegativo. -pitturazione: primer (fondo): aderente e anticorrosivo intermedio: pigmentato, dà spessore, barriera finitura: isolamento ed estetica Osservazione: Acciaio corten preparato e verniciato: → ottima durabilità Superfici interne: problemi di condensa → perfettamente stagne oppure verniciarle ed aerarle oppure deumidificarle. Nel seguito si presentano vari cicli di verniciatura funzione degli ambienti: ing. Luca Romano – 2014
  • 46. 35 ing. Luca Romano – 2014
  • 47. 36 Si riporta il tipo di applicazione ed i cicli consigliati in funzione dell’atmosfera: ing. Luca Romano – 2014
  • 48. 37 Cicli di manutenzione da seguire per garantire la durata della struttura: ing. Luca Romano – 2014
  • 49. PROGETTO STRUTTURE METALLICHE - PONTI Ing. Luca ROMANO, libero professionista - Albenga Direttore Tecnico I QUADRO INGEGNERIA – GENOVA NTC 2008: COSTRUZIONI IN ACCIAIO - PONTI 2.4 VITA NOMINALE, CLASSI D’USO E PERIODO DI RIFERIMENTO:
  • 50.
  • 52. 3.2.1 STATI LIMITE IN ZONA SISMICA:
  • 53. Nella tabella che segue si riportano le verifiche di sicurezza richieste in funzione della classe d’uso:
  • 55.
  • 56. ANALISI STRUTTURALI Nelle strutture in acciaio è essenziale definire con precisione l’influenza dei fenomeni di instabilità locale sulla resistenza e sulla capacità deformativa delle sezioni di ciascuna membratura. Le NTC 2008 propongono un metodo di classificazione delle sezioni trasversali degli elementi strutturali basato sulla capacità rotazionale degli stessi.
  • 57.
  • 58. In base alla classificazione della sezione trasversale si determina la capacità resistente di una membratura con uno dei seguenti metodi:
  • 60. PONTE STRADALE TIPO: struttura mista acciaio-calcestruzzo
  • 61. PREDIMENSIONAMENTO PONTI STRUTTURA MISTA A due travi: GEOMETRIA SEZIONE TRASVERSALE:
  • 62. FASI Come in tutte le strutture miste si distinguono tre fasi: Fase 1: solo la parte metallica resistente, col peso proprio dell'acciaio e della soletta agenti su di essa Fase 2: soletta, collaborante: carichi permanenti, le azioni del ritiro e la viscosità Fase 3: soletta, collaborante; carichi accidentali AZIONI PERMANENTI: Fase 1 Peso proprio (G1): In questa fase si considerano agenti il peso proprio della struttura metallica, delle lastre prefabbricate e del getto della soletta che è ancora inerte e che quindi non viene tenuto in conto nella valutazione delle caratteristiche statiche delle travi. Nota: elementi di collegamento, bulloneria e piastrame incidono tra il 10% ed il 15% del peso totale di travi principali e traversi. Fase 2 Permanenti portati (G2): In questa fase si considerano agenti il peso del getto di completamento dei cordoli, la pavimentazione, i parapetti ed i guard-rail più eventuali carichi derivanti dalla presenza di particolari finiture o impianti. In questa fase la soletta è reagente ed omogeneizzata tenendo in conto gli effetti della viscosità: n∞ = Ea / Ecls∞ con Ecls∞ = Ecls / (1+f) - Peso pavimentazione: 3 kN/m2 - Peso cordoli: 2.0 kN/m - Peso sicurvia: 1.5 kN/m - Peso impianti portati: 1.0 kN/m
  • 63. - Fase 2 Viscosità ( 2): Le NTC 2008 prevedono l’utilizzo del modulo elastico secante del calcestruzzo, calcolabile in funzione del valor medio della resistenza cilindrica (§ 11.2.10.3). Sono inoltre differenti i valori riportati nella tabella per la determinazione del coefficiente di viscosità (§ 11.2.10.7) e del modulo elastico dell’acciaio (§ 11.3.4.1). Si adottano quindi i seguenti valori: Rispetto alle norme precedenti cambiano i coefficienti di omogeneizzazione n della struttura. Saranno quindi differenti i risultati del calcolo delle caratteristiche statiche delle sezioni miste acciaio-calcestruzzo (riduzione del contributo del cls omogeneizzato).
  • 64. - Fase 2 Ritiro ( 2):
  • 65. Fase 2 Cedimenti Vincolari ( 4): Il paragrafo 5.1.3.2 delle NTC 2008 prescrive che la valutazione degli effetti di cedimenti vincolari debba essere effettuata sulla base delle indagini e delle valutazioni geotecniche, quando queste risultino significative per le strutture. E’ prassi progettuale, per gli impalcati da ponte, considerare un cedimento convenzionale dato dalla seguente formula: i-esima Pila : i = (li-1 + li)/2 * 1/5000 i-esima Spalla : i = li ·* 1/10000 Nel caso del ponte visto prima si avrebbe: In genere si considerano due condizioni di carico che prevedono il cedimento alternato delle pile non adiacenti, in modo da massimizzare le azioni dovute ai cedimenti vincolari.
  • 66. AZIONI VARIABILI DA TRAFFICO: Fase 3 Azioni variabili da traffico (q1) paragrafo 5.1.3.3 del D.M. 14.01.2008: Fase 3 Incremento dinamico dei carichi mobili (q2): il D.M. 14/01/2008, in accordo con quanto previsto dagli eurocodici, considera il coefficiente dinamico già compreso nel valore dei carichi mobili.
  • 67. Ripartizione longitudinale dei carichi: La ripartizione longitudinale che massimizza il momento flettente nella i-esima campata viene ricavata spostando il carico Q1a o Q1k all’interno della campata stessa: Ripartizione trasversale dei carichi: massimo momento flettente e tagliante massimo momento torcente
  • 68. Ripartizione trasversali dei carichi (metodo di Courbon) Considerando la risultante dei carichi mobili P e la sua eccentricità, l’impalcato, per effetto dei carichi, compie una rotazione rigida con una ripartizione lineare dei carichi mobili stessi fra le diverse travi principali: Il metodo prevede l’ipotesi di traverso infinitamente rigido e rigidezza torsionale delle travi trascurabile. È valido per ponti stretti e traversi relativamente corti e rigidi, altrimenti si usa il metodo di Massonet o modellazioni complete FEM. Il procedimento di risoluzione consiste nel calcolo di un coefficiente di ripartizione del carico secondo la seguente relazione (nel caso di travi di pari rigidezza): Se ne ricavano le reazioni vincolari sulle singole travi: Ri = ri • P Reazioni che si inseriscono nel modello di calcolo a graticcio di travi.
  • 69. Carico di fatica: Al paragrafo 5.1.4.3 del D.M.14/01/2008 si indica che le verifiche di fatica per vita illimitata devono essere effettuate applicando un modello di fatica 1 semplificato costituito da un carico mobile pari al 70% dei Qik e al 30% dei qik. La disposizione trasversale e quella longitudinale dei carichi per massimizzare le sollecitazioni a fatica sono analoghe a quelle indicate per massimizzare il momento. Fase 3 Variazione Termica: - Variazione termica uniforme di ±25°C - Gradiente termico lineare tra estradosso ed intradosso (DT=5°C) Fase 3 Azione longitudinale di frenamento o di accelerazione (q3): L’entità della forza longitudinale di frenatura e avviamento si assume agente in direzione dell'asse della strada al livello della superficie stradale, con intensità pari al 60% dei carichi concentrati più il 10% dei carichi distribuiti della singola colonna di carico più pesante. Fase 3 Azione centrifuga (q4): Fase 3 Urto veicoli in svio (q8): Il valore dell’azione derivante dall’urto di un veicolo in svio su sicurvia ed elementi strutturali ad esso collegati ha subito nel D.M.14/01/2008 un significativo incremento:
  • 70. Fase 3 Urto di veicoli sulle strutture (q9): Urto di un veicolo contro le strutture. I piedritti dei ponti ubicati a distanza ≤ 5,0 m dalla sede stradale, dovranno essere protetti contro il pericolo di urti di veicoli stradali, mediante adeguate opere chiaramente destinate alla protezione dei piedritti stessi. In ogni caso, gli impalcati sovrapassanti strade con franco inferiore a 6 m e gli elementi di sostegno verticale dovranno essere progettati in modo da resistere all’azione delle forze statiche indicate al §3.6.3.3.1. Si noti anche il paragrafo 5.1.2.3 “Altezza libera sotto i ponti” delle NTC 2008: Hmin ≥ 5m Hmin ≥ 4m con traffico selezionato Comunque sempre Hmin ≥ 3.2m (Hmin ≥ 2.5 m per i sottopassi pedonali)
  • 71. Fase 3 Vento (q5): La procedura di calcolo della pressione cinetica è riportata al paragrafo 3.3 “azioni del vento” del D.M. 14.01.2008. Azioni del vento secondo CNR-DT 207/2008: Ad esempio le CNR-DT 207/2008.
  • 72. MODELLAZIONE STRUTTURALE Contenuti progettuali (cap. 10 DM 08):
  • 73. ANALISI E VERIFICHE SVOLTE CON L’AUSILIO DI CODICI DI CALCOLO (cap. 10.2 DM 08): N.B. Giudizio motivato di accettabilità dei risultati. Spetta al progettista il compito di sottoporre i risultati delle elaborazioni a controlli che ne comprovino l’attendibilità. Tale valutazione consisterà nel confronto con i risultati di semplici calcoli, anche di larga massima, eseguiti con metodi tradizionali e adottati, ad esempio, in fase di primo proporzionamento della struttura. Inoltre, sulla base di considerazioni riguardanti gli stati tensionali e deformativi determinati, valuterà la consistenza delle scelte operate in sede di schematizzazione e di modellazione della struttura e delle azioni. Nella relazione devono essere elencati e sinteticamente illustrati i controlli svolti, quali verifiche di equilibrio tra reazioni vincolari e carichi applicati, comparazioni tra i risultati delle analisi e quelli di valutazioni semplificate, etc.
  • 74. CALCOLO DELLE SOLLECITAZIONI Nel caso di strutture miste acciaio-calcestruzzo (travi in acciaio e soletta in c.a. collaborante), si devono eseguire le analisi su tre diversi modelli, che possiedono inerzie diverse a seconda della fase di carico considerata: Fase 1: solo la parte metallica resistente Fase 2: sezione mista con soletta collaborante, coeff. omog. viscoso Fase 3: sezione mista con soletta collaborante, coeff. omog. istantaneo - Calcolo Larghezza collaborante (4.3.2.3 NTC 2008): - Definizione inerzie elementi impalcato in funzione dei coefficienti di omogeneizzazione nelle diverse fasi di applicazione del carico e delle larghezze collaboranti di soletta in calcestruzzo: (ad esempio con soletta Rck 40 MPa) - Analisi globale secondo le NTC 2008, si può usare uno dei seguenti metodi: Nota: Data la classificazione delle sezioni delle travi principali dell’impalcato (che vedremo essere tutte in classe 3 e 4), nel caso della progettazione del ponte con l’applicazione delle NTC 2008 si effettua l’analisi globale della struttura per il calcolo delle sollecitazioni secondo il metodo elastico.
  • 75. - Combinazioni dei carichi per i ponti (5.1.3.12 NTC 2008) Ai fini della determinazione dei valori caratteristici delle azioni dovute al traffico, si dovranno considerare, generalmente, le combinazioni riportate in Tab. 5.1.IV: Con i seguenti valori dei coefficienti parziali da assumere agli SLU:
  • 76. I valori dei coefficienti 0j, 1j e 2j per le diverse categorie di azioni sono riportati nella Tab. 5.1.VI: es. LC1: gG1 •(p.p.) + gG2 •(s.p.) + gQ •(Qik) + gQ •(qik) + gQi •(qfk) + gQi •(0.6 •vento ponte carico) es. LC2: gG1 •(p.p.) + gG2 •(s.p.) + gQ •(0.75•Qik) + gQ •(0.4•qik) + gQ •(frenatura)
  • 77. PROCEDURA DI VERIFICA (5.1.4 NTC 2008) Solo agli Stati Limite. Le principali verifiche sono le seguenti:
  • 78. CAPACITÀ RESISTENTE DELLE SEZIONI IN ACCIAIO ALLO SLU: siccome dipende dalla classe della sezione, vediamone un esempio di determinazione: - Esempio di classificazione delle sezioni di un ponte: geometria: concio di pila: Piattabanda superiore: 800 x 40 mm Anima verticale: 22 Piattabanda inferiore: 1000 x 70 Saldature: X (10x10) : Y (10x10) concio di mezzeria: Piattabanda superiore: 600 x 30 mm Anima verticale: 16 Piattabanda inferiore: 1000 x 35 Saldature: X (8x8) : Y (8x8)
  • 79. Calcolo classe sezione: concio di pila: calcolo snellezza parti compresse Parte inferiore d’Anima (1730x22mm) Sezione di Classe 4
  • 80. concio di mezzeria: calcolo snellezza parti compresse Sezione di Classe 4
  • 81. RESISTENZE DI CALCOLO (4.2.4.1.1 NTC 2008) Facendo riferimento ad un acciaio strutturale non legato S 355:
  • 82. VERIFICHE DI RESISTENZA: Si effettua l’analisi sezionale della sezione mista secondo la teoria classica (fase 1 + fase 2 + fase 3), confrontando le tensioni di calcolo col valore di resistenza precedentemente determinato: s < fyd ( 338 MPa) Esempio verifica sezione mista con teoria classica:
  • 83. Sezione mista tipo: VERIFICA RESISTENZA SLU
  • 84.
  • 85. Nota - Schema del caso di analisi plastica (solo per classi di sezione 1 e 2):
  • 86. VERIFICHE DI STABILITA’ (imbozzamento dell’anima) (4.2.4.1.3.4 NTC 2008): Si svolge la verifica di imbozzamento allo stato limite elastico secondo la formulazione proposta dalle istruzioni CNR 10011/97 (normativa di comprovata validità, comunque a favore di sicurezza poiché non sfrutta le risorse post-elastiche), verificando: Dove 1 e t sono le tensioni agenti sul pannello (determinate nella analisi sezionale precedente) I coefficienti di imbozzamento k e kt sono riportati nella tab. seguente: - (oppure si può usare la procedura indicata nella Circolare 2 febbraio 2009 n.617 al punto C4.2.4.1.3.4)
  • 87. Esempio CNR 10011/97: Esempio NTC 2008:
  • 88. Si noti che anche gli irrigidimenti devono essere verificati. Ad esempio:
  • 89. VERIFICHE DI FATICA (4.2.4.1.4 NTC 2008): - Si calcolano le variazioni tensionali in varie parti strutturali (dettagli) coi carichi di fatica applicati sul modello ad elementi finiti del ponte - Si determina la classe di riferimento di fatica di ciascun dettaglio e la si penalizza con ulteriore coefficiente di sicurezza: Generalmente si effettua la verifica a vita illimitata (C4.2.4.1.4.6.1):
  • 90. Ad esempio per la saldatura longitudinale della trave da ponte composta deve essere verificata la seguente espressione: gMf*Ds≤ DsD = 0.737Dsc si ricade nel caso 2 della tabella seguente: scheda di verifica:
  • 91. GIUNTI: si riporta un giunto tipo di una travata da ponte: I bulloni sono M27 classe 10.9 e sono dimensionati ad attrito allo SLE. Viene anche effettuata la verifica di resistenza allo SLU sulla resistenza minore tra quella a taglio sul gambo del bullone e quella a rifollamento della lamiera. Il tutto parte dalla verifica sezionale fatta nella posizione del giunto progettato, verifica dalla quale si determinano: sup valore medio della tensione nella piattabanda superiore col quale si dimensiona la parte di giunto superiore inf valore medio della tensione nella piattabanda inferiore col quale si dimensiona la parte di giunto inferiore anima sup anima inf valori coi quali si dimensiona il giunto d’anima t medio anima
  • 92. Esempio Preserraggio bullone M27 classe 10.9 (secondo NTC 2008): Portata ad attrito del singolo bullone M27 classe 10.9 (secondo NTC 2008): (Valore per singola sezione di scorrimento)
  • 95. SOLETTA IN C.A. Si riportano alcune considerazioni relative alle verifiche locali sulla soletta effettuate su una soletta tipo (spessore 28 cm) con il seguente schema statico: Larghezza collaborante: Disposizione carico per sollecitazione massima in Campata (schema di carico 1): Direz. ponte Asse trave B B eff B eff = B + L/2 = 120+40+20+28+450/2 = 433 cm ( Momento flettente e Taglio ) Questa larghezza si utilizza per la determinazione della sollecitazione sulla striscia unitaria di campata di impalcato.
  • 96. Disposizione carico per sollecitazione massima sullo sbalzo e calcolo larghezza collaborante: oss. per il Taglio massimo l’impronta è vicina alla piattabanda, quindi il valore di “x” è inferiore, quindi anche Beff. Queste larghezze si utilizzano per la determinazione delle sollecitazioni sulla striscia unitaria di sbalzo di impalcato.
  • 97. Le sollecitazioni che ne seguono sono le seguenti: campata: Le sollecitazioni dai precedenti schemi sono riportate al metro di larghezza di soletta dividendo per la larghezza collaborante di soletta prima calcolata ( Beff): N.B. in fase 1, il peso proprio della coppella e del getto del calcestruzzo, è preso in carico dal sistema misto coppella + traliccio della coppella, che quindi deve essere verificato come illustrato nella pagina seguente:
  • 98. quindi il traliccio necessario e': 12/20/8 h=16
  • 99. sbalzo: N.B. nella parte a sbalzo il traliccio deve essere continuo per funzionare a sbalzo. Infatti in fase 1, il peso proprio della coppella e del getto del calcestruzzo, è preso in carico dal sistema misto coppella + traliccio della coppella Esempio coppella tralicciata per soletta ponte
  • 100. Verifiche di resistenza: Le resistenze di calcolo per la definizione dei domini di rottura sono le seguenti: Le sezioni tipo per le verifiche di resistenza allo stato limite ultimo sono quelle di seguito riportate:
  • 101. Di seguito si riporta l’orditura tipo della soletta di un ponte:
  • 102. Verifiche di fessurazione: Il nuovo DM 2008 (§ 4.1.2.2.4.2) prevede solo le combinazioni di carico quasi permanente e frequente: Con: w1 = 0.2 mm w2 = 0.3 mm w3 = 0.4 mm e con le seguenti combinazioni:
  • 103. PONTI IN ZONA SISMICA (cap. 7.9 DM 08): 7.9.2 CRITERI GENERALI DI PROGETTAZIONE La struttura del ponte deve essere concepita e dimensionata in modo tale che sotto l’azione sismica di progetto per lo SLV essa dia luogo alla formazione di un meccanismo dissipativo stabile, nel quale la dissipazione sia limitata alle pile o ad appositi apparecchi dissipativi. Il proporzionamento della struttura deve essere tale da favorire l’impegno plastico del maggior numero possibile di pile. Il comportamento inelastico dissipativo deve essere di tipo flessionale, con esclusione di possibili meccanismi di rottura per taglio. Gli elementi ai quali non viene richiesta capacità dissipativa e devono, quindi, mantenere un comportamento sostanzialmente elastico sono: l’impalcato, gli apparecchi di appoggio, le strutture di fondazione ed il terreno da esse interessato, le spalle se sostengono l’impalcato attraverso appoggi mobili o deformabili. A tal fine si adotta il criterio della “gerarchia delle resistenze” descritto nel seguito per ogni caso specifico. La cinematica della struttura deve essere tale da limitare l’entità degli spostamenti relativi tra le sue diverse parti. L’intrinseca incertezza che caratterizza la valutazione di tali spostamenti rende il loro assorbimento economicamente e tecnicamente impegnativo. In ogni caso, deve essere verificato che gli spostamenti relativi ed assoluti tra le parti siano tali da escludere martellamenti e/o perdite di appoggio. Quindi, siccome il coefficiente di struttura q=1 è imposto per l’impalcato, per le spalle e le fondazioni, la prassi è quella di usare q=1 per tutto il modello strutturale. Nel caso le pile ricevano sollecitazioni sismiche eccessive per il loro dimensionamento economico ed estetico, allora si dovranno prevedere dispositivi di isolamento sismico e/o dissipazione (cap. 7.10 NTC 2008).
  • 104. 1 PROGETTO STRUTTURE METALLICHE ing. Luca Romano - 2014 Ing. Luca ROMANO, libero professionista - Albenga Direttore Tecnico I QUADRO INGEGNERIA – GENOVA UFFICI DIREZIONALI DI FIERA MILANO, 2010 Argomenti: - Descrizione - Fondazioni - Carichi (p.p. + s.p. + s.a. + sisma + vento) - Predimensionamenti - Analisi (statica + dinamica + spettrale) - Verifiche - Elisuperficie - Spostamenti relativi edifici - Spostamenti facciate - Calcolo fondazioni
  • 105. CONCORSO INTERNAZIONALE Il progetto di questo edificio è stato affidato a seguito ad un concorso internazionale tra vari gruppi di architetti ed ingegneri. Si trattava di appalto integrato, nel quale un’impresa offriva la realizzazione di un edificio, partendo dall’idea, assumendosi l’onere della progettazione e della completa realizzazione, il tutto ad un prezzo chiuso. La proposta vincente era concepita come una torre dorata orizzontale, all’ingresso est di Fiera Milano. Di seguito alcune immagini del progetto vincente del concorso. 2 ing. Luca Romano - 2014 Localizzazione area di concorso Render di progetto
  • 106. 3 ing. Luca Romano - 2014 Render di progetto Vista laterale dell’edificio, nella sua destinazione attuale
  • 107. 4 ing. Luca Romano - 2014 Vista posteriore, con l’elisuperficie a sbalzo Vista laterale
  • 108. Il progetto prevedeva la realizzazione di un edificio lungo circa 130 metri, profondo 16 ed alto 60 metri. Considerate queste dimensioni, è stato necessario realizzarlo con un giunto trasversale, con due edifici adiacenti, denominati “A” e “B”, collegati nella porzione centrale dal foyer, dove è presente il giunto. Gli edifici A e B, collegati nella porzione centrale dal foyer, si sviluppano in altezza su 12 e 13 piani in elevazione e un piano interrato. In elevazione l’edificio A presenta forma pressoché rettangolare con dimensioni massime pari a 75.65x16.00 m. La parte centrale del foyer è destinata al collegamento verticale e orizzontale degli edifici, sono, infatti, presenti le rampe di scale prefabbricate di collegamento tra i diversi piani e le passerelle orizzontali che uniscono, a ciascun piano, i due edifici. 5 Descrizione edificio Sono due edifici adibiti ad uso ufficio e che si sviluppano in altezza su 12 e 13 piani rispettivamente. L’edificio B, invece, presenta pianta irregolare poiché la facciata verso Sud-Est ha andamento irregolare. I due edifici sono separati da un giunto strutturale in corrispondenza del picchetto 13. Si riporta nel seguito una carpenteria tipica di piano. ing. Luca Romano - 2014
  • 109. 6 ing. Luca Romano - 2014 Carpenteria piano tipo
  • 110. Ogni edificio ha con nuclei in c.a. e pareti di taglio, in grado di resistere alle forze orizzontali del vento e del sisma. Quindi la struttura è stata concepita con schema statico tipo pendolare, con colonne incernierate alla base, che resistono ai soli carichi statici verticali e con travi in acciaio incernierate alle colonne. La struttura è realizzata in carpenteria metallica, con travi e pilastri in acciaio e solai costituiti da lastre alveolari estruse tipo ‘Spiroll’ (lastre prefabbricate in cemento armato precompresso). Questa classica strategia è stata necessaria per realizzare la struttura in meno di un anno e rispettando il budget di progetto: Mentre in direzione longitudinale è possibile definire una maglia strutturale costante con passo pari a 6.25 m, in direzione trasversale è possibile individuare due campi che presentano luci e carichi diversi tra loro. Infatti è stato possibile definire un campo di luce pari a 4.25 [m], sottoposto ad un carico accidentale pari a 6.00 kN/m2 ed un campo di luce pari a 10.70[m] e carico accidentale pari a 2.00 kN/m2. 7 Descrizione opere in elevazione La funzione di controventamento è svolta dai nuclei in cemento armato dei vani scale e ascensori. - in cantiere sono state realizzate le fondazioni a platea, i nuclei ed i setti in c.a. - in officina sono state realizzate le strutture metalliche, poi montate in sito Core structures of the two buildings - floors in construction ing. Luca Romano - 2014
  • 111. I nuclei scale e ascensori sono stati realizzati con casseri rampanti, come si vede nella foto che segue; si notano anche le cassette in acciaio predisposte per la connessione delle travi in acciaio. 8 Casseforme rampanti per realizzare i nuclei in c.a. in avanzamento rispetto ai solai ing. Luca Romano - 2014
  • 112. In questo modo la struttura metallica è velocemente assemblabile con colonne pendolari alla base e travi incernierate: 9 ing. Luca Romano - 2014
  • 113. disposte in direzione longitudinale, sono costituite da profili composti saldati in acciaio sulla cui piattabanda inferiore vengono appoggiate le lastre di solaio; pertanto, il getto di completamento lascia in vista soltanto la piattabanda inferiore della trave. Con questo accorgimento è possibile ridurre notevolmente lo spessore complessivo dei solai. Le tipologie di travi utilizzate per il solaio tipo sono in numero pari a tre a causa dei diversi carichi cui sono soggette e sono riportate nell’immagine seguente: 10 TRAVI ing. Luca Romano - 2014 Sezioni travi composte Nodi trave - colonna
  • 114. Sono stati impiegati solai alveolari estrusi precompressi tipo ‘Spiroll’ di spessore pari a (30+5) cm disposti con orditura trasversale, con luce variabile quindi da 4.25 m a 10.70 m, appoggiati alla piattabanda inferiore delle travi composte e con getto di completamento in opera: 11 SOLAI Si riportano alcune intersezioni dell’appoggio solai – travi: Nel seguito si riportano le foto delle fasi costruttive dei solai: ing. Luca Romano - 2014
  • 115. 12 ing. Luca Romano - 2014 Posizionamento delle lastre di solaio Dettaglio dell’appoggio lastre – travi acciaio (estradosso e intradosso)
  • 116. Il foyer è un volume vuoto, con scale e passerelle per le connessioni verticali ed orizzontali ai vari piani. La parete vetrata frontale, posizionata in corrispondenza del giunto tra gli edifici, è stata realizzata con un complicato sistema incernierato, che permette spostamenti di traslazione e rotazione relativi tra i due edifici: si devono sempre rispettare i movimenti strutturali. La finestratura è sorretta da una struttura ad albero, incernierata all’edificio “B” a libera di muoversi nella connessione all’edificio “A”. In tutti questi casi la cinematica è importante per prevenire le rotture dei vetri; tutti gli spostamenti calcolati devono essere dati ai progettisti dei serramenti, che li devono prendere in conto. 13 FOYER Vista del foyer tra i due edifici vista del foyer dal basso, dall’ingresso ing. Luca Romano - 2014
  • 117. STRUCTURE “A” STRUCTURE “B” 14 L’importanza dei particolari si può notare nei dettagli di nodo che seguono: vista della comnnessione a cerniera e traslazione sull’edificio “A” ing. Luca Romano - 2014 Dettaglio pianta foyer
  • 118. In corrispondenza del foyer sono stati realizzati i corpi scale e le passerelle di collegamento tra gli edifici. Le passerelle consentono la connessione orizzontale dei due edifici e sono collegate ai setti dell’edificio B, mentre sono libere di muoversi in corrispondenza dell’edificio A, per assorbire i movimenti laterali termici e dovuti a vento e sisma. Le passerelle sono realizzate da travi IPE 500 con soletta gettata su solai in lamiera grecata hi-bond. 15 PASSERELLE ing. Luca Romano - 2014
  • 119. Si vuole porre l’attenzione anche sulle fasi realizzative di un’opera, quando lo schema statico finale non è ancora stato raggiunto. Prima di gettare l’ultimo solaio, il setto sul fondo del foyer, spesso 40 cm, risultava alto 54 metri, incastrato alla platea di base e staccato dall’edifico “A” da un giunto dimensionato dei massimi spostamenti relativi (evitare il martellamento). Era naturalmente instabile e, per poterlo realizzare, sono state poste in opera connessioni provvisorie per mezzo di tronchetti metallici: 16 FASI COSTRUTTIVE joint ing. Luca Romano - 2014
  • 120. Per scavare in vicinanza di edifici sono state infisse, preventivamente, palancole metalliche lunghe 10 metri, lungo tutto il perimetro dell’edificio: 17 FONDAZIONI E OPERE DI SOSTEGNO DELLE TERRE ing. Luca Romano - 2014 Positioning of steel sheet piles before digging
  • 121. L’adiacenza di Metropolitane Milanesi che non accettava pressioni sulle proprie strutture ha reso necessario scavare fino alla base dello scatolare del metro per realizzare un giunto di separazione e sostituire il terreno con misto cementato, steso a strati, per annullare ogni spinta del terreno: 18 Steel sheet piles and base of the mat foundation. On the left the existing Underground Concrete casting near the Underground, to prevent earth pressure against existing walls ing. Luca Romano - 2014
  • 122. Una particolare attenzione è stata posta alla valutazione dei cedimenti indotti sul manufatto esistente della Metropolitana che, per tutta l’estensione dell’edificio in oggetto, è posto nelle immediate vicinanze. Di seguito la sezione verticale con la metro sulla sinistra, la platea dell’edificio sulla destra e la zona di transizione in misto cementato: Metropolitane Milanesi ha chiesto la simulazione delle fasi costruttive, effettuata con una modellazione bidimensionale. La simulazione è stata effettuata in 5 fasi, per determinare i rischi di cedimenti chiesti dall’Ente: 19 ing. Luca Romano - 2014
  • 123. Le fondazioni sono costituite da una platea diffusa in cemento armato di spessore pari a 100 cm ad eccezione dell’area in prossimità dei setti ascensore e scale dove si prevede di aumentarne lo spessore a 150 cm. Inoltre la platea ha uno spessore ridotto a 40 cm fuori dall’impronta degli edifici, contro le palancole. La platea è armata con una maglia Φ20 passo 20x20 cm superiore e inferiore diffusa che sarà integrata con ferri aggiuntivi (Φ20, 24, 26) nelle aree a sollecitazione maggiore. Il getto della platea è avvenuto in varie fasi, posizionando l’interruzione in modo da avere una ripresa che risulti ortogonale alle linee di compressione e organizzando i getti successivi con la previsione di utilizzo di aggrappante. 20 Si è previsto di utilizzare calcestruzzo armato di classe di resistenza Rck30 e classe di esposizione XC2. ing. Luca Romano - 2014 Reinforcement of the mat foundation before casting
  • 124. 21 Si riporta nel seguito la carpenteria delle fondazioni: ing. Luca Romano - 2014 Carpenteria fondazioni
  • 125. 22 Analisi dei carichi Pesi propri e carichi permanenti: Si sono considerati i seguenti peso proprio e carichi permanenti sulla struttura: 1) Peso proprio solaio (alveolare estruso) g1= 4.85 kN/m2; 2) Pesi permanenti portati: a. Pavimento e sottofondo g2= 1.50 kN/m2; b. Tramezze g3= 1.50 kN/m2; c. Parete vetrata g4= 4.70 kN/m; d. Parete ventilata g5= 8.70 kN/m; e. Giardino pensile g6= 4.50 kN/m2; f. Pannelli fotovoltaici g7= 1.00 kN/m2; g. Elisuperficie struttura in alluminio g7= 0.39 kN/m2; h. Elisuperficie struttura in acciaio g7= 0.53 kN/m2; i. Vasca d’acqua antincendio tra i fili 21:23 e A:B, di 52 mq di superficie ed altezza 2.70 metri ing. Luca Romano - 2014 gw = 27 kN/m2; Sovraccarichi accidentali: Sono stati considerati carichi variabili distribuiti non minori da quelli desunti dalle “Norme tecniche per le costruzioni” In particolare: 1) Ambienti non suscettibili di affollamento (uffici non aperti al pubblico) q1= 2.00 kN/m2; 2) Ambienti suscettibili di affollamento (ristorante) q2= 4.00 kN/m2; 3) Archivi q3= 6.00 kN/m2; 4) Coperture non calpestabili q4= 1.00 kN/m2; 5) Sovraccarico elisuperficie: Si devono considerare due distinte condizioni di carico Parcheggio: q5= 2.50 kN/m2; Atterraggio: q6= 0.50 kN/m2; 6) Elicottero (AW139): V1= 66.71 kN; H1= 33.35 kN.
  • 126. La zona è a bassa sismicità, accelerazione ag=0.05 g, ma occorre comunque effettuare la verifica allo stato limite ultimo (SLV) e di danno (SLD) combinando l’azione sismica con le altre azioni secondo la formula seguente: Gli effetti dell'azione sismica vengono valutati tenendo conto delle masse associate ai seguenti carichi gravitazionali: 23 Azione sismica γEE+ γGGk + γPPk + Σ i (ψ2i γQQki) E = azione sismica per lo stato limite e per la classe di importanza in esame; GK = carichi permanenti al loro valore caratteristico; PK = valore caratteristico dell’azione di precompressione, a cadute di tensione avvenute; ψ2i = coefficiente di combinazione delle azioni variabili Qi; γE, γG, γP, γQ = coefficienti parziali pari a 1; QKi = valore caratteristico della azione variabile Qi. ing. Luca Romano - 2014 Q i Ei ki ψ k G Dove ψEi = ψ2i φ Nel caso in esame i valori di ψ2i sono riportati nel seguito: Uffici non aperti al pubblico: ψ2i = 0.30; Magazzini, archivi: ψ2i = 0.80; Coperture con neve: ψ2i = 0.20; Vento: ψ2i = 0.00. Nel caso in esame i valori di φ sono riportati nel seguito: Coperture: φ = 1.0; Archivi: φ = 1.0; Carichi indipendenti: φ = 0.5.
  • 127. 24 Il fattore di struttura q, per passare dallo spettro elastico a quello di progetto, tiene conto delle capacità dissipative della struttura e può essere valutato con la formula seguente: ing. Luca Romano - 2014 0 D R q q K K q0= fattore legato alla tipologia strutturale; KD= fattore che dipende dalla classe di duttilità; KR= fattore che dipende dalle caratteristiche di regolarità dell’edificio. Poiché le forze sismiche orizzontali sono interamente affidate ai nuclei ed ai setti in c.a., il comportamento strutturale di tale edificio va considerato ‘a mensola o a pendolo invertito’, che d’altronde rappresenta il più basso valore del coefficiente di struttura di normativa, quindi senz’altro conservativa. Considerando le azioni sismiche interamente affidate ai nuclei in c.a. si assume il valore di q0 pari a 3. Il coefficiente KD è funzione della categoria di duttilità delle zone dissipative, pertanto, considerando bassa duttilità si assume KD pari a 0.7 Non potendosi considerare l’edificio regolare in altezza, si pone il coefficiente KR pari a 0.8 Il valore del coefficiente di struttura viene quindi posto pari a: q q K K 3 0.7 0.8 0 D R = 1.68
  • 128. L’azione del vento sulla struttura è stata valutata separatamente per l’Edificio A e per l’Edificio B, secondo quanto indicato nel Documento CNR 207-2008 “Istruzioni, conforme alle NTC. Nella macrozonazione del territorio nazionale, la Lombardia ricade in Zona 1; ad essa sono associati i seguenti parametri: L’area in esame appartiene alla classe di rugosità del terreno C, pertanto la categoria di esposizione del sito è III cui sono associati i seguenti parametri: In base a questi parametri sono stati ricavati i valori della pressione agente in corrispondenza dei diversi piani, tenuto conto che per i primi 4.6 m gli edifici sono interrati e quindi non esposti all’azione del vento. 25 Azione vento velocità di riferimento del vento: vref = 25 m/s; altitudine: a0 = 1000m; coefficiente ka=0.01 (1/s). kr = 0.2; z0 = 0.10; zmin = 5. Il coefficiente di pressione CP sopravento è assunto pari a 0.8, quello sottovento pari a 0.4. Il coefficiente dinamico è dedotto dalla Figura L.9 della CNR 207-2008, relativa agli edifici aventi struttura portante in cemento armato o mista. I valori ottenuti per i due edifici sono i seguenti: Edificio A CD = 0.97 in direzione x (direzione parallela al lato maggiore dell’edificio) CD = 0.89 in direzione y (direzione parallela al lato minore dell’edificio) ing. Luca Romano - 2014
  • 129. 26 Edificio A Azione vento direzione x quota H (m)= 5 7.4 11.1 14.8 18.5 22.2 25.9 29.6 33.3 37 40.7 44.4 vel. media del sito VM(z)= 19.6 21.5 23.5 25.0 26.1 27.0 27.8 28.5 29.0 29.6 30.0 30.5 vel. Picco Vp(z)= 32.7 34.9 37.1 38.7 39.9 40.9 41.8 42.5 43.1 43.7 44.2 44.7 press. cinetica di picco qp(z)= 667.0 760.2 861.7 936.8 996.8 1047.0 1090.3 1128.3 1162.4 1193.2 1221.4 1247.3 ing. Luca Romano - 2014 776.4 884.9 1003.0 1090.4 1160.3 1218.7 1269.1 1313.4 1353.0 1388.9 1421.7 1451.9 Azione vento direzione y quota H (m)= 5 7.4 11.1 14.8 18.5 22.2 25.9 29.6 33.3 37 40.7 44.4 vel. media del sito VM(z)= 19.6 21.5 23.5 25.0 26.1 27.0 27.8 28.5 29.0 29.6 30.0 30.5 vel. Picco Vp(z)= 32.7 34.9 37.1 38.7 39.9 40.9 41.8 42.5 43.1 43.7 44.2 44.7 press. cinetica di picco qp(z)= 667.0 760.2 861.7 936.8 996.8 1047.0 1090.3 1128.3 1162.4 1193.2 1221.4 1247.3 712.4 811.9 920.3 1000.5 1064.6 1118.2 1164.4 1205.0 1241.4 1274.3 1304.4 1332.2 1600.0 1400.0 1200.0 1000.0 800.0 600.0 400.0 200.0 0.0 CONFRONTO PRESSIONI 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 p (N/mq) z (m) Vento x Vento y
  • 130. Travi: predimensionamento come travi semplicemente appoggiate, in solo acciaio, tasso Colonne: predimensionamento a sola forza assiale, calcolando le superfici di influenza per 27 Predimensionamenti Solaio: H = L/35 e schede produttore: di lavoro 160 MPa: Wnec = M / s ogni piano e la forza N risultante a varie altezze, tasso di lavoro 160 MPa: ing. Luca Romano - 2014 Anec = N / s
  • 131. L’analisi dei due edifici è stata svolta separatamente con un codice di calcolo generale agli elementi finiti, Straus 7. I solai sono modellati con elementi di tipo “load patch”, ovvero elementi in grado di simulare la reale distribuzione del carico verticale ad essi applicato, sulle travi sottostanti. I carichi agenti sulle travi di perimetro dovuti alla presenza della facciata piena sono stati simulati con masse distribuite su di esse, mentre quelli dovuti alla facciata vetrata e alla passerella di servizio, sono stati applicato, ove necessario, come forze e momenti distribuiti. I pesi propri sono gestiti in automatico dal codice di calcolo, una volta inseriti materiali e la forza di gravità, mentre i sovraccarichi permanenti ed accidentali sono stati inseriti come diverse condizioni di carico in seguito combinate per massimizzare sia le sollecitazioni che le deformate. Le travi e le colonne in acciaio sono state modellate come elementi “beam” di sezione e geometria tale da rispecchiare esattamente la struttura progettata. Il valore del parametro Kw di Winkler è stato indicato dalla relazione geologico – tecnica e conservativamente assunto col valore Kw = 3 kg/cm3. Con tale modellazione si stimano le sollecitazioni in platea, le pressioni trasmesse al terreno, che sono indipendenti dal valore di Kw introdotto, e si stima la variabilità dei cedimenti funzione delle pressioni trasmesse dalla platea nelle varie zone. 28 Metodi di analisi I setti in cemento armato sono stati modellati come elementi piastra. La platea è stata modellata con elementi piastra su suolo elastico alla Winkler. Questa metodologia permette la corretta valutazione dell’interazione terreno-struttura. ing. Luca Romano - 2014
  • 132. 29 ing. Luca Romano - 2014 Vista del modello FEM Sono state effettuati tre diversi tipi di analisi: 1. analisi statica lineare (combinazioni SLE, SLU e loro inviluppi) 2. analisi dinamica modale 3. analisi spettrale con la tecnica dello spettro di risposta 4. analisi su modelli parziali per le verifiche in fase di costruzione
  • 133. 30 Analisi statica lineare. Ad esempio per l’edificio A, col primo tipo di analisi sono stati risolti 8 diversi casi di carichi e 37 diverse combinazioni come indicato nella tabella seguente: ing. Luca Romano - 2014
  • 134. 31 ing. Luca Romano - 2014
  • 135. La seconda analisi è stata quella in frequenza, con la quale sono stati determinati i principali modi di vibrare di ciascuna struttura. Sono stati presi in considerazione tutti i modi con massa partecipante superiore al 5% e comunque un numero di modi sufficiente affinché la massa totale partecipante fosse superiore all’85% in tutte le direzioni. 32 Analisi dinamica modale. Per la struttura A sono stati calcolati i primi 80 modi di vibrare. Nell’immagine seguente si riportano le immagini dei primi sei modi di vibrare per l’edificio “A”: Modo 1: primo modo flessionale nella direzione del lato corto dell’edificio modo 2: primo modo flessionale nella direzione del lato lungo dell’edificio modo 3: primo modo torsionale modi secondari degli impalcati ing. Luca Romano - 2014
  • 136. Il terzo tipo di analisi è quella sismica, che si esegue con la tecnica dello spettro di risposta, considerando un’eccitazione sismica alla base. Lo spettro utilizzato è quello di norma: una curva spettrale funzione del periodo. La struttura è stata analizzata sottoponendo i due modelli agli elementi finiti ad un sisma in direzione x e uno in direzione y. Le sollecitazioni risultanti e gli spostamenti complessivi sono stati calcolati con la regola SRSS (radice quadra 33 Analisi spettrale con la tecnica dello spettro di risposta. Essendo la zona a bassa sismicità è stato usato uno spettro con accelerazione 0,05 g. della somma dei quadrati): i ing. Luca Romano - 2014 2 dove per αi si intende l’iesima componente modale. i Tali operazioni sono svolte in automatico dal codice di calcolo utilizzato. Lo spettro di progetto utilizzato per il calcolo è indicato nella figura seguente: Spettro di progetto
  • 137. Di seguito si riporta il risultato dell'analisi con la tecnica dello spettro di risposta, tenendo conto di un sisma in direzione x e uno in direzione y, ad esempio per l’edificio “A”. 34 Controllo Spostamenti sismici (drift di piano) ing. Luca Romano - 2014 Spostamenti edificio A lungo “y” per sisma “Y”: Spostamenti edificio A lungo “x” per sisma “X”:
  • 138. È stato fatto un controllo sugli spostamenti di interpiano, moltiplicando i valori derivanti da’analisi spettrale per il coefficiente di struttura Q, in modo da associare il tutto ad uno spettro elastico e non di progetto. Gli spostamenti sono stati combinati con la regola SRSS. Si riportano nella tabella seguente i valori massimi, associati al sisma in direzione trasversale “Y” per ogni piano, col relativo controllo dello spostamento relativo tra i piani: 35 Controllo spostamenti interpiano Numero piano Quota [cm] ing. Luca Romano - 2014 Spostamento assoluto [cm] Spostamento differenziale di piano [cm] Verifica limiti di drift (<0.005 h) PT 0 0 - - - P1 460 0,141 0,141 2,3 OK P2 830 0,4154 0,2744 1,85 OK P3 1200 0,7713 0,3559 1,85 OK P4 1570 1,226 0,4547 1,85 OK P5 1940 1,7491 0,5231 1,85 OK P6 2310 2,9541 1,205 1,85 OK P8 3050 3,6022 0,6481 3,7 OK P9 3420 4,2732 0,671 1,85 OK P10 3790 4,9539 0,6807 1,85 OK P11 4160 5,638 0,6841 1,85 OK P12 4530 6,3204 0,6824 1,85 OK P13 4900 7,1253 0,8049 1,85 OK
  • 139. I carichi agenti sono compatibili con i valori massimi ammissibili indicati dal prefabbricatore (vedi tabella 1). I carichi agenti sono compatibili con i valori massimi ammissibili indicati dal prefabbricatore (vedi tabella 1). 36 VERIFICA SOLAI Per quanto riguarda la verifica dei solai è stato fatto riferimento alle tabelle fornite dal fornitore. Verifica solaio luce l=4.25 [m] Carichi agenti: Peso proprio solaio: p1= 4.85 [kN/m]; Carichi permanenti: p2= 3.00 [kN/m]; Sovraccarico accidentale – archivi: q2= 6.00 [kN/m]; Verifica solaio luce l=10.70 [m] Carichi agenti: Peso proprio solaio: p1= 4.85 [kN/m]; Carichi permanenti: p2= 3.00 [kN/m]; Sovraccarico accidentale – uffici non aperti al pubblico: q1= 2.00 [kN/m]; ing. Luca Romano - 2014 Tabella 1 –tabella di dimensionamento del produttore
  • 140. Le massime sollecitazioni agenti e le verifiche sulla trave in acciaio tipo 1, considerata incernierata alle colonne, sono riportate nel seguito. 37 VERIFICA TRAVI Esempio verifica trave tipo 1 Carichi agenti: Peso proprio trave: p1=1.60 [kN/m] Carichi permanenti: p2= ) ing. Luca Romano - 2014 10.70 (4.85 3.00) ( =58.68 [kN/m] 2 4.25 2 10.70 4.25 Sovraccarico accidentale: q1= ) (6.00 =23.24 [ kN/m] 2 ) (2.00 2 Caratteristiche statiche: Wx = 1627 [cm3]; Jx = 30876 [cm4]. Verifiche a resistenza e a deformazione: Trave : Tipo 1 Acciaio: Fe 510 fd = 3550 Kg/cm 2 Tensione predim.= 2400 Kg/cm 2 E (kg/cmq)= 2.10E+06 Kg/cm 2 CARICHI: Peso Proprio trave, p= 1.60 Kg/cm Carico distribuito perm. = 58.68 Kg/cm Carico distribuito acc. = 23.24 Kg/cm Carico concentrato mezz. P= 0 kg carico distr.SLU= 119.252 Kg/cm Carico conc. mezz. P (SLU)= 0 kg LUCE = 604 cm
  • 141. 38 sollecitazioni SLE: Taglio massimo = q*l/2 + P/2 25 223 K g ing. Luca Romano - 2014 Momento Mq = 1/8 x (q x l2) = 3808679 Kgcm Momento MP = 1/4 x (P x l) = 0 Kgcm Momento tot. Mtot = Mq + MP = 3808679 Kgcm Modulo necessario W min = M/sadm = 1587 cm3 sollecitazioni SLU: Taglio massimo = q*l/2 + P/2 36014 Kg Momento Mq = 1/8 x (q x l2) = 5438130 Kgcm Momento MP = 1/4 x (P x l) = 0 Kgcm Momento tot. Mtot = Mq + MP = 5438130 Kgcm caratteristiche trave: W (cm 3) = 1627 Jx (cm 4) = 30876 Hanima (cm)= 24 spessore anima (cm)= 1 VERIFICHE: verifiche flessione SLU: ss = Mtot/W 3342 Kg/cm2 < 3550 verifiche taglio SLU: t = V/(Ha*t) 1501 Kg/cm2 < 2050 verifica deformata SLE: freccia, fq = 5/384(ql4)/(EJ) = 2.232 cm freccia, fP = 1/48(Pl3)/(EJ) = 0.000 cm freccia, ftot = fq + fP = 2.232 cm rapporto L/f= 271
  • 142. 39 VERIFICA COLONNE Si riportano nel seguito le sollecitazioni di forza normale SLU agenti sulle colonne di un modello ing. Luca Romano - 2014 Sollecitazioni al singolo piano Verifica di resistenza e stabilità
  • 143. Dall’analisi delle tensioni allo SLU, integrando sugli elementi plate che formano nuclei e setti, si determinano le sollecitazioni globali che servono per la verifiche nel dominio di rottura della sezione: 40 VERIFICA NUCLEI DI CONTROVENTO E SETTI ing. Luca Romano - 2014 Distribuzione tensioni SLU nei setti e nuclei
  • 144. 41 ing. Luca Romano - 2014 Distribuzione tensioni nel nucleo al piano “n” di verifica Integrazione tensioni dominio rottura del nucleo al piano “n” La verifica deve essere effettuata su tutte le combinazioni SLU
  • 145. 42 VERIFICA A TAGLIO PARETI SL (N;mm) sollecitazioni agenti dimensioni parete staffe Sollecitazione resistenti ing. Luca Romano - 2014 MATERIALI acciaio cls ftk = 540 Rck (MPa) = 30.0 fctm = 2.6 gs = 1.15 c = 1.5 fctk05 = 1.8 fyk (Mpa) = 430 fck = 24.9 fctk95 = 3.4 fyd = 374 fcd = 16.6 trd = 0.30 Es = 206000 f'cd = 14.1 Ec = 31220 eyd = 0.00182 V (kN) Vsd (kN) Nsd (kN) b0 (mm) l (mm) c (mm) z l (mm) d (mm) Arm. Long. tesa Asl (mm2) (°) st (mm) n.braccia passo (mm) Vrd1 (kN) Vrd2 (kN) Vcd (kN) <Vrd1 Vwd (kN) Vrd3 (kN) = Vcd+Vwd Vdd (kN) Vfd (kN) VRd,s (kN) = Vdd + Vfd Vsd<VRd2 Vsd<VRd3 Vsd<VRd,s ' (1.6-d) k ' cp (N/mm2) fywd (rad) cot( ) Asw (mm2) SETTO S1 SLU ACC1_VENTOX 12 18 2006.29 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 995 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.10 373.9 1.571 0.000 101 SLU ACC1_VENTOY 47 71 2128.71 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 1012 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.17 373.9 1.571 0.000 101 SLU ACC2_VENTOX 10 15 1868.14 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 977 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.03 373.9 1.571 0.000 101 SLU ACC2_VENTOY 49 73 1990.57 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 993 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.09 373.9 1.571 0.000 101 SLU ACCTOT_VENTOX 12 19 2115.44 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 1010 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.16 373.9 1.571 0.000 101 SLU ACCTOT_VENTOY 47 70 2237.86 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 1027 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.23 373.9 1.571 0.000 101 SLU ACCTOT_VENTO -Y 61 91 2329.15 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 1039 5320 1449 693 >Vsd/2 2142 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 2.00 0.576 0.576 1.28 373.9 1.571 0.000 101 SLU VENTOX 14 21 1936.47 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 986 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.06 373.9 1.571 0.000 101 SLU VENTOY 70 106 2111.37 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 1010 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.16 373.9 1.571 0.000 101 SLU VENTO -Y 83 124 2241.78 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 1027 5320 1449 693 >Vsd/2 2142 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 2.00 0.576 0.576 1.23 373.9 1.571 0.000 101 x + 0.3y 11 17 2617.9 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 1078 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.44 373.9 1.571 0.000 101 1x - 0.3y 40 59 2624.88 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 1079 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 1.44 373.9 1.571 0.000 101 -1x + 0.3y 47 71 692.87 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 818 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 0.38 373.9 1.571 0.000 101 -1x - 0.3y 19 28 701.98 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 819 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 0.39 373.9 1.571 0.000 101 0.3x + 1y 42 63 477.7 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 789 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 0.26 373.9 1.571 0.000 101 0.3x - 1y 59 89 572.11 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 802 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 0.31 373.9 1.571 0.000 101 -0.3x + 1y 52 78 508.05 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 793 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 0.28 373.9 1.571 0.000 101 -0.3x - 1y 34 51 602.46 400 4550 45 4095 4505 11574 90 8 2 200 806 5320 725 693 >Vsd/2 1417 1082 5778 6860 verificato verificato verificato 0.006 0.006 -2.91 1.00 0.576 0.576 0.33 373.9 1.571 0.000 101
  • 146. Le combinazioni di carico SLE sono usate per il controllo degli spostamenti con le limitazioni imposte dalle norme. Gli spostamenti sotto la spinta del vento sono necessari, negli edifici alti, per dimensionare i serramenti delle facciate. Nell’immagine che segue si evidenziano gli spostamenti trasversali dovuti al vento che soffia sulla facciata lunga e la relativa verifica globale: 43 SLE – VERIFICA SPOSTAMENTI ing. Luca Romano - 2014 2.83 cm < H/500
  • 147. Le combinazioni di carico SLE sono usate per il controllo delle tensioni massime di esercizio con le limitazioni imposte dalle norme. 44 SLE – VERIFICA TENSIONI DI ESERCIZIO Serviceability limit states: envelope stress in all members ing. Luca Romano - 2014
  • 148. Il modello è quello generale, costituito da elementi beam per travi e pilastri, elementi bidimensionali per i setti in cemento armato e i nuclei ascensore, elementi piastra su suolo alla Winkler per la platea di fondazione, master link node per simulare la rigidezza di piano, elementi load-patch per attribuire i carichi dei solai. Questa metodologia permette la corretta valutazione dell’interazione terreno-struttura: la stima dei cedimenti differenziali ed il calcolo esatto delle loro influenze nelle sollecitazioni sulla struttura. Si riportano nel seguito i diagrammi esempi relativi ai cedimenti, le pressioni sul terreno valutati in SLE rare, i momenti massimi e minimi valutati in SLU sulla platea in cemento armato per i due edifici A e B oggetto del dimensionamento. Si riportano, inoltre, i diagrammi che individuano le aree in cui dovrà essere disposta l’armatura integrativa al lembo superiore e al lembo inferiore nelle due direzioni principali x,y. 45 CALCOLO FONDAZIONI La platea è stata modellata con elementi piastra su suolo elastico alla Winkler, col valore Kw = 3 kg/cm3. Si stimano: - sollecitazioni in platea - pressioni sul terreno - cedimenti ing. Luca Romano - 2014
  • 149. 46 Valutazione dei cedimenti ing. Luca Romano - 2014 Cedimenti Edificio A - SLE
  • 150. 47 Valutazione delle pressioni sul terreno: P = Kw * cedimento ing. Luca Romano - 2014 Pressioni sul terreno Edificio A - SLE
  • 151. 48 Valutazione dei momenti sulla platea ing. Luca Romano - 2014 Mmax XX - Edificio A - SLU
  • 152. Si prevede di utilizzare per la platea calcestruzzo armato di classe di resistenza Rck30 e classe di esposizione XC2. La platea sarà armata con una maglia Φ20 passo 20x20 superiore e inferiore diffusa, si riportano nel seguito le immagini relative ai campi di copertura della rete (indicati in grigio): Mres = 0.9*d*ss *As 49 ing. Luca Romano - 2014 Mmax XX - Edificio A
  • 153. 50 ing. Luca Romano - 2014 Mmax YY - Edificio A In corrispondenza delle aree soggette a maggiori sollecitazioni verranno disposti ferri aggiuntivi superiori e inferiori così come indicato nelle tavole di orditura della platea
  • 154. ELISUPERFICIE L’elisuperficie, per soddisfare la certificazione ENAC, deve consentire l’atterraggio di elicotteri tipo AW139. Il diametro esterno della pista doveva essere pari a 25.00 [m], cui si deve aggiungere la rete metallica di protezione di larghezza pari a 2.00 [m]. L’elisuperficie è costituita da elementi in alluminio dello spessore di 15 cm [cm] che poggiano su un traliccio di travi in acciaio. La struttura in acciaio poggia su colonne in acciaio presenti sui fili A e C dell’edificio. Le travi principali, disposte trasversalmente, sono costituite da profili HEM 900, o profili di pari caratteristiche statiche, che presentano sbalzo massimo pari a 10.00 [m] e campata massima tra A e C pari a 14.95 [m]. Appoggiate sopra queste ultime, le travi secondarie e l’anello perimetrale, costituite da profili tipo HEB320. Le travi sono disposte ad interasse pari a 4.25 [m], presentano luce libera tra gli appoggi pari a 6.25 [m] e hanno sbalzi massimi, in direzione longitudinale, pari a 2.98 [m]. La struttura in acciaio poggia su colonne, anch’esse in acciaio, presenti sui fili A e C dell’edificio. La scelta di non considerare l’appoggio sul picchetto B nasce dall’esigenza statica di avere la campata delle travi principali dell’elisuperficie, tra il filo A e il filo C, di lunghezza paragonabile allo sbalzo presente oltre il picchetto C per evitare il manifestarsi di sollecitazioni di trazione sulle colonne. L’anello perimetrale è composto da una spezzata di 32 elementi uguali, tali da far percepire, dal basso, la struttura il più possibile vicino ad una circonferenza. La dimensione massima degli elementi è pari a 2.43 [m]. 51 building ing. Luca Romano - 2014 10 m
  • 155. In accordo con le norme ICAO è stato considerato un carico uniformente distribuito pari a 0.5 kN/m2, applicato in combinazione con il carico dell’elicottero in atterraggio, ed un carico di 3.00 kN/m2, applicato in combinazione con il carico dell’elicottero in parcheggio. E’ l’equivalente statico del carico dinamico da impatto generato dall’elicottero in atterraggio. Il carico è quello dovuto al peso del massimo decollo (MTOW) del più pesante elicottero accolto dall’elisuperficie, moltiplicato per il rispettivo fattore di carico e applicato in direzione orizzontale e verticale, diviso in parti uguali in due punti che rappresentano il carrello principale dell’elicottero. Si riporta nel seguito la tabella relativa all’elenco delle combinazioni di carico previste dalla normativa ICAO. 52 Analisi dei carichi Pesi propri e carichi permanenti: Si sono considerati i seguenti peso proprio e carichi permanenti sulla struttura: Peso proprio solaio (impalcato alluminio) g1= 0.39 kN/m2; Carico variabile: Atterraggio q1= 0.50 kN/m2; Parcheggio q2= 2.50 kN/m2; Carico accidentale Componenti verticali: 1) Stato limite accidentale (Atterraggio di emergenza): 1.3x2.5x MTOW; 2) Stato limite ultimo: 1.3x1.5x MTOW; 3) Stato limite di esercizio: 1Xmtow. Componenti orizzontali: 1) Tutte le combinazioni di carico: 1.6x0.5x MTOW; Elicottero di progetto: Modello: AW 139; Peso massimo decollo (MTOW): 6800 [daN]; Lunghezza fuori tutto: 16.7 [m]. ing. Luca Romano - 2014
  • 156. 53 ing. Luca Romano - 2014 Modello completo Verifica travi principali: Travi principali – Momento flettente (ICAO C)
  • 157. 54 ing. Luca Romano - 2014 Travi principali –Taglio (ICAO C) Travi principali –spostamenti verticali Δz (ICAO B)
  • 158. 55 ing. Luca Romano - 2014 Travi principali –σmax (ICAO C) Sollecitazioni travi secondarie: Travi secondarie – Momento flettente (ICAO A)
  • 159. Si riportano nel seguito gli spostamenti massimi dei corpi A, B e C che costituiscono il complesso direzionale di Fiera Milano. Come già precisato nelle premesse i corpi B e C costituiscono, dal punto di vista strutturale, un unico edificio e, pertanto, nel modello di calcolo sono stati considerati come un tutt’uno. Gli spostamenti massimi delle strutture sono stati valutati per le condizioni di carico dovute al vento (x e y), al sisma (x e y) e al gradiente termico ΔT pari a 25°C. Per la determinazione della dimensione del giunto strutturale, sono stati valutati i massimi avvicinamenti in direzione x dovuti alle tre condizioni di carico sopra riportate, applicando il coefficiente di sicurezza 56 SPOSTAMENTI RELATIVI DEGLI EDIFICI Si riporta nella seguente tabella i massimi spostamenti nelle due direzioni per i due edifici. Corpo A Corpi B e C Vento (dir. x) 0.41 [cm] Vento dir. x 0.12 [cm] Vento (dir. y) 4.00 [cm] Vento dir. y 4.20 [cm] Sisma (dir. x) 3.75 [cm] Sisma dir. x 3.22 [cm] Sisma (dir. y) 8.58 [cm] Sisma dir. y 9.61 [cm] Gradiente termico ΔT (dir. x) 1.61 [cm] Gradiente termico ΔT (dir. x) 0.85 [cm] F =1.4. VENTO: 0.41 0.12 0.53 1.4 0.75 F x cm SISMA: 3.75 3.22 6.97 1.4 9.76 F x cm TERMICO: 1.61 0.85 2.46 1.4 3.45 F x cm Pertanto il giunto strutturale tra il corpo A e i corpi B e C è stato posto pari a 10 cm ing. Luca Romano - 2014