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Interventi sulle scaffalature esistenti per la messa in sicurezza

sotto il profilo sismico SAIE, Bologna, 18 ottobre 2013

Ing. Barbara Orsatti

SCL Ingegneria Strutturale, Milano – www.scl-ingegneria.it

Norme di riferimento


Attualmente, oltre alle prescrizioni delle Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M.14/01/2008, nate per gli edifici, sono in vigore le seguenti Norme specifiche di settore, la cui applicazione – volontaria – è regolata dall’accordo Cliente – Fornitore, se non sussistono condizioni per cui la scaffalatura debba essere obbligatoriamente progettata con il DM2008:

Norma UNI/TS 11379:2010

FEM 10.2.08 v.1.04 - Maggio 2011

Condizioni di base


L’intervento di adeguamento deve essere attentamente valutato. Le scelte progettuali applicabili per portare la scaffalature ad avere una certa resistenza al sisma possono essere diverse, in funzione della tipologia di scaffalatura e delle sue caratteristiche costruttive.

Ma difficilmente una scaffalatura installata da più di 5-10 anni e non sismica, può essere resa antisismica al 100% con interventi economicamente vantaggiosi.

Più probabilmente si potrà raggiungere un «miglioramento» adeguando la scaffalatura al 60% del sisma d progetto previsto.

Condizioni di base


Se la scaffalatura è vecchia, potrebbe anche non rispettare i requisiti delle nuove norme di progetto anche in condizioni standard (EN15512, FEM10.2.07, FEM10.2.09, FEM10.2.06), che di base vanno sempre considerati, indipendentemente dalle condizioni di sismicità.

E’ fondamentale procedere passo passo con l’analisi della scaffalatura, agendo in cooperazione con il Cliente o utente finale, il quale deve reperire e fornire tutti i dati necessari per conoscere la scaffalatura e le condizioni al contorno (pavimentazione …!)

Percorso di progettazione


Analisi stato di fatto

◦ Valutazione danni

◦ verifiche EN15512

Analisi di vulnerabilità sismica:

◦ Analisi della struttura esistente con il 100% sisma SLU di progetto

◦ Analisi con 60% sisma SLU di progetto

Progetto di adeguamento:

◦ Scelta del nuovo schema statico

◦ Calcolo e verifica della struttura

◦ Carichi sulla pavimentazione

◦ Rispetto dei giunti sismici

Conferma o ridefinizione della portata in cond. standard

Rinforzo o sostituzione di componenti e collegamenti

Tasso di sfruttamento degli elementi in cond. sismica > 1.0

• Sostituzione dell’intera scaffalatura ?



Al termine di ogni fase è bene far seguire un’analisi costi / benefici di ogni successivo intervento

L’intervento di adeguamento/miglioramento deve essere economicamente sostenibile.

In alternativa è preferibile considerare la possibilità di sostituire l’intero impianto.

Il compito del Progettista è quello di eseguire un’analisi attenta dello stato di fatto, compreso lo stato di conservazione delle scaffalature, di proporre le soluzioni più adeguate al caso e di considerare tutte le criticità anche in relazione alla possibilità di esecuzione dei lavori



Insieme al Cliente si dovrà:

◦ definire i carichi di progetto, in modo chiaro ed il più possibile aderente alla realtà operativa del magazzino, al fine di progettare l’intervento garantendo un livello di sicurezza adeguato e sostenibile

◦ acquisire le informazioni sul comportamento sismico dell’edificio (modi di vibrare e caratteristiche della pavimentazione)

◦ valutare la possibilità di modificare il layout delle scaffalature nell’eventualità di dover aumentare i giunti sismici

Requisiti di base


Gli scaffali devono essere scollegati dalle strutture portanti dell’edificio, eventuali collegamenti preesistenti andranno rimossi

Nel progetto di adeguamento in condizioni sismiche lo scaffale deve essere considerato autoportante

Devono essere rispettati i giunti sismici, ovvero la distanza tra le scaffalature e gli elementi portanti dell’edificio deve essere tale da consentire ad entrambe le strutture di muoversi, evitando martellamenti reciproci.

Giunti sismici


Requisiti di base


E’ bene prevedere la presenza di dispositivi di protezione che impediscano la caduta delle unità di carico per proteggere le vie di fuga

Le scaffalature devono in ogni caso essere dotate degli accessori di sicurezza previsti in condizioni standard (paracolpi, antisgancio, fermapallet)

Analisi di vulnerabilità


Alcuni risultati di portapallet in diverse zone sismiche

ag = 0.06 g – a terra

ag = 0.071 g – 1° piano ag = 0.145 g – 1° piano

Direzione trasversale - Spalle


Esito dell’analisi sugli elementi:

◦ Insufficiente resistenza a stabilità delle diagonali

◦ Insufficiente resistenza a rifollamento del collegamento bullonato

◦ Insufficiente resistenza a taglio del bullone

Interventi

◦ Sostituzione o raddoppio dei profili

◦ Modifica delle pinze (se profili nuovi)

◦ Rinforzo locale del collegamento (piastre)

◦ Aumento numero di profilli

Direzione trasversale - Spalle


Esito dell’analisi sulle piastre di base:

◦ Insufficiente resistenza a flessione della piastra di base

◦ Insufficiente resistenza dei tasselli di collegamento al pavimento

◦ Insufficiente resistenza dei bulloni del collegamento base - montante

Interventi

◦ Sostituzione delle piastre (sono bullonate) -> valutare fasi di intervento

◦ Aggiunta di elementi esterni e nuovi ancoraggi

1) Tasselli meccanici (2 M12) NRd = 4.9 kN TSd,min,1 = 9.8kN VRd = 14.4 kN 2) Piastra di base – s=6mm – S235JR MF = T A MR,pl = C s2/4 fy /M MF / MR,pl < 1.0 TSd,min,2 = 3.4 kN 3) Bulloni di collegamento – 2 M8 cl.8.8 Taglio Rb = 13.44 kN Rb = (Hb2+ Vb2) Hb = T x B/D Vb = T/2 TSd,min,3 = 4.38 kN TRd = min (TSd,min,i ) = 3.4 kN

AZIONE SU 2 TASSELLI

SEZIONE CRITICA

AZIONI SUI BULLONI

T

s Hb

Vb

Piastre di base


Spalle


Direzione longitudinale


Scaffalatura NON controventata



Esito dell’analisi – BASSA SISMICITA’

◦ Insufficiente resistenza flessionale del collegamento alla base

◦ Insufficiente resistenza a stabilità dei montanti (solo in alcune condizioni)

Interventi – BASSA SISMICITA’

◦ Aggiunta corrente a terra

◦ Sostituzione piastre di base

◦ Aggiunta di elementi esterni alla base e nuovi ancoraggi

◦ Rinforzo esterno sul montante (interventi localizzati)



Esito dell’analisi – ALTA SISMICITA’

◦ Insufficiente resistenza flessionale del collegamento alla base

◦ Insufficiente resistenza a stabilità dei montanti

◦ Insufficiente resistenza dei connettori

◦ Insufficiente resistenza dei correnti in condizione sismica

◦ Possibilità di scivolamento dei pallet

Interventi – ALTA SISMICITA’

◦ Inserimento nuove strutture di controvento

◦ Sostituzione piastre di base, oppure:

◦ Aggiunta di elementi esterni alla base e nuovi ancoraggi

◦ Rinforzo esterno sul montante (interventi localizzati)

◦ Sostituzione dei correnti e/o aggiunta del bullone sul connettore

◦ Aggiunta elementi di protezione (terzo corrente, traversi, reti …)



Sistema di controvento aggiuntivo - controvento verticale



Sistema di controvento aggiuntivo – controventi orizzontali



Vista laterale



Dettaglio del collegamento in sommità

Conclusioni


L’adeguamento sismico di una scaffalatura esistente è possibile, ma richiede attente valutazioni.

L’intervento deve essere progettato anche alla luce delle reali possibilità di installazione nel magazzino già operativo

Uno studio di vulnerabilità ben concepito consente di evidenziare le criticità e di fare valutazioni su costi e benefici dell’intervento.

In alcuni casi può essere preferibile sostituire le scaffalature completamente

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