LE STRUTTURE IN ACCIAIO DELLA NUOVA BIBLIOTECA TECNICO-SCIENTIFICA DEL CAMPUS DELL’UNIVERSITA’...

7/24/2019 LE STRUTTURE IN ACCIAIO DELLA NUOVA BIBLIOTECA TECNICO-SCIENTIFICA DEL CAMPUS DELLUNIVERSITA DEGLI

1/8

XXV CONG RESSO C .T.A .

LE STRUTTURE IN ACCIAIO DELLA NUOVA BIBLIOTECA

TECNICO-SCIENTIFICA DEL CAMPUS DELLUNIVERSITA

DEGLI STUDI DI SALERNO

THE STEEL STRUCTURES OF THE NEW SCIENTIFIC

LIBRARY OF THE CAMPUS OF THE UNIVERSITY OFSALERNO

ing. Alfonso Adinolfi,

Libero professionistaVia Vittorio Veneto 1 trav. 1,

84010 San. Marzano sulSarno (SA)

[email protected]

ing. Fabio Iannone, PhD

Libero professionistaVia Cutinelli 1,

84081 Baronissi (SA)

[email protected]

ing. Massimo Latour, PhD

Universit degli Studidi Salerno

via Giovanni Paolo II, 13284084 - Fisciano (SA)

[email protected]

ABSTRACT

In this paper some design issues regarding the steel structures of the scientific and technical libraryof the University of Salerno are presented. The main framing of the library is made of reinforced

concrete and it is constituted by five stories in elevation, plus three floors underground. However,for architectural, technical and economic reasons, the use of steel in some cases has been consideredby the designer more appropriate. The main design aspects of the internal pedestrian bridges, the

staircase, the sector office, the glass facade and the roof structures are presented, focusing on thetypical problems of the integrated structural design. The design criteria used to solve the problemsrelated to the thermal effects on the exposed structures and those related to connections between

concrete structures and steel parts are also briefly presented.


2/8

SALERNO 1-3 OTTOBRE 2015

SOMMARIO

In questo lavoro vengono presentate le principali opere in acciaio progettate nellambito dei lavori

di realizzazione della biblioteca tecnico-scientifica dellUniversit degli studi di Salerno. Lorgani-smo strutturale presenta tre piani interrati e cinque in elevazione con ossatura portante in c.a.. Tut-tavia sia per scelte architettoniche che per necessit tecnico-economiche, ladozione di soluzioni

realizzate in carpenteria metallica in alcuni casi si rivelata pi adatta. Si illustrano i principaliaspetti progettuali che hanno condotto alla realizzazione delle passerelle pedonali, della scala prin-cipale, del comparto uffici, della facciata posteriore e delle strutture di copertura soffermandosi

sulle problematiche tipiche della progettazione strutturale integrata. Inoltre, seppur in maniera sin-tetica, si illustrano le scelte progettuali adottate per risolvere le problematiche relative agli effetti

termici agenti sulle strutture esposte e quelle relative ai collegamenti con particolare riferimento aquelli acciaio-calcestruzzo.

1 LA BIBLIOTECA E LE SUE PARTI IN ACCIAIO

1.1 Genesi progettuale

Ledificio della biblioteca tecnico-scientifica si sviluppa su otto piani in elevazione di cui tre risul-tano interrati; laltezza complessiva di circa 38m di cui 27m fuori terra. Lossatura strutturale

principale in cemento armato e la resistenza sismica delledificio viene affidata ai nuclei distribuitisul perimetro delledificio, sottostrutture queste destinate ad ospitare i vani per le scale di emer-genza, i vani ascensore ed i cavedi impiantistici.

Il progetto architettonico sviluppato dal prof. arch. Nicola Pagliara ha previsto la realizzazione dialcune parti della biblioteca con strutture in carpenteria metallica a vista; altri elementi strutturali

invece erano originariamente previsti in cemento armato ma rivestiti con carterizzazioni aventi loscopo di conferire un aspetto finale la cui natura fosse diversa dal cemento.

Fig. 1. Schemi planimetrici a diversa quota con individuazione planimetrica delle strutture inacciaio progettate

La progettazione esecutiva delle opere in acciaio, conferita direttamente dallimpresa esecutriceagli autori del presente lavoro, inizia a cantiere avviato e con buona parte delle strutture in c.a.

gi eseguite. Alle ben note difficolt di un progetto esecutivo si sono pertanto aggiunte quelle deri-vanti dalla celere tempistica legata alle esigenze di cantiere. La prima fase progettuale ha richiesto

un rapido quanto attento studio documentale, affrontando gli aspetti architettonici ma anche strut-turali ed impiantistici; diversi sopralluoghi di cantiere si sono resi necessari per fissare lo stato deiluoghi su cui si sarebbe poi operato. Tale fase preliminare terminata con lelenco delle porzioni

Scale principali

Passerella pedonaleall'ingresso

Pianta

quota

+17.20Pianta

copertura

Passerella a sbalzoPasserella pedonaleposteriore

Facciata posterioreCorpo uffici

Fumaioli

Copertura a volta

Pianta

quota

+3.66

3.34

Pianta

quota

+12.72


3/8

XXV CONGRESSO C .T.A.

strutturali da realizzare in carpenteria metallica: la passerella pedonale al piano terra posta allespalle dellingresso, la scala principale di collegamento dei cinque piani fuori terra, la passerella asbalzo posta al terzo piano con il sovrastante corpo uffici che affacciano sullingresso, la passerella

pedonale allultimo piano di collegamento tra le terrazze posteriori, la facciata posteriore intera-mente vetrata cos come la copertura costituita da un unico grande lucernario a volta, infine i fu-

maioli posti in vetta e nei quattro angoli della biblioteca.

1.2 La passerella pedonale al piano dellingresso

Allatto della progettazione esecutiva di tale elemento, le due travi principali HEA450 con i relativi

trasversi HEA160 erano a pi dopera ma non ancora montate. La progettazione in tal caso statavolta al miglioramento del comportamento flessionale della passerella ed alla cura dei dettagli re-

lativi ai collegamenti, con particolare attenzione agli appoggi di estremit sulla struttura in c.a.. Inparticolare, la soletta in c.a. dimpalcato stata resa parzialmente collaborante alle travi principali

attraverso linserimento di connessioni laterali realizzate impiegando barre filettate M16. Agli ap-poggi della passerella si sono previste apposite selle atte a favorire le dilatazioni termiche ed aminimizzare i momenti flettenti che, sulle travi in c.a. di supporto, si sarebbero tradotti in una tor-

sione aggiuntiva.

Fig. 2. Schema planimetrico e sezione di progetto. Foto di un particolare del montaggio e della

passerella prima del getto della soletta collaborante.

1.3 Le scale principali

La struttura delle scale principali si colloca allinterno di un colonnato costituito da pilastri

64x64cm in c.a.. Le rampe, aventi una larghezza netta di 2,4 m, sono state realizzate mediantecosciali UPN240 retti da travi principali IPE360 disposte in semplice appoggio tra i pilastri in c.a..Il calpestio dei gradini e dei pianerottoli realizzato mediante lastre di granito dello spessore di


4/8


40mm poggianti su delle sottostrutture in acciaio sempre a vista. Il progetto architettonico preve-deva che in corrispondenza dei pianerottoli le lastre di granito venissero interrotte dallestradossodei profili metallici che, pertanto, sono rimasti a vista oltre che calpestabili. Analogamente le esi-

genze architettoniche richiedevano uno stacco tra gradini e cosciali ottenuto inserendo, tra la sotto-

struttura dei gradini e quella dei cosciali, dei distanziali di 20mm realizzati con anelli di tubo 20

aventi uno spessore di 2mm.Per le particolari esigenze di montaggio invece, poich il colonnato era gi stato realizzato, per il

posizionamento di precisione delle IPE360 ed il successivo fissaggio ai pilastri in c.a. mediante gliancoranti meccanici calcolati, si previsto lutilizzo di squadrette temporanee di sostegno delle

travi principali.

Fig. 3. Vista 3D del modello strutturale in Mastersap. Foto del collegamento tra una traveprincipale ed un pilastro in c.a e del collegamento gradino-cosciale.

1.4 La passerella a sbalzo

La passerella a sbalzo altro non che una balconata posta al terzo piano della facciata principale,

avente dimensioni in pianta pari a 7,5m di lunghezza e 4m di larghezza. Il calpestio, realizzato conun grigliato elettrosaldato, fissato ad una orditura secondaria di travi realizzate con un doppioprofilo L80.

Fig. 4. Vista 3D del modello strutturale in Mastersap. Foto della passerella a sbalzo prima dellin-stallazione dei tiranti.


5/8


Le travi principali invece sono ottenute dallaccoppiamento di UPN240 mediante bullonatura delleali a due piatti supplementari da 10mm, posti uno superiormente e laltro inferiormente.Limpalcato cos realizzato, opportunamente controventato nel proprio piano, stato incernierato

alla retrostante struttura in c.a. ed appeso al solaio del quarto impalcato mediante una doppia coppia

di tiranti Detan 36mm in acciaio S460 della Halfen, fissati alle travi longitudinali di bordo a circa

1/3 ed 2/3 della loro lunghezza.

1.5 Il corpo uffici

Una parte degli uffici della biblioteca collocata al quarto piano, in un corpo posizionato parzial-

mente a sbalzo sullingresso principale e tra i nuclei ascensore. Le dimensioni di tale corpo sono:lunghezza 12m, larghezza 5,8m ed altezza 3,8m.

La struttura in acciaio impiegata composta da due reticolari trasversali di estremit su cui poggiail telaio frontale a tre campate. Le colonne sono profili HEB300, le travi principali dimpalcato

sono HEA340 mentre quelle secondarie sono IPE200, le diagonali delle reticolari un accoppia-mento di profili UPN120.Gli impalcati, di calpestio e di copertura, sono collaboranti poich realizzati con soletta su lamiera

grecata solidarizzata alle travi per via dei connettori Tecnaria CTF 12/80 adottati.La dilatazione termica dellimpalcato di calpestio stata garantita adottando idonei apparecchi

dappoggio della TIS disposti su sei mensole in c.a. appositamente realizzate.

Fig. 5. Foto del corpo uffici in fase di realizzazione, visto dallesterno e dallinterno. Foto di unapparecchio dappoggio TIS (tipo fisso) e vista 3D del modello strutturale in Mastersap.


6/8


1.6 La passerella pedonale posteriore

Questultima passerella pedonale si colloca alla quota di +17m sul lato posteriore della biblioteca.

Ordita su una luce di 17,4m tra i nuclei scala in cemento costituisce una passerella a via superiore,il grigliato di calpestio pertanto disposto sui dei trasversi che risultano integrati in una strutturareticolare disposta tutta inferiormente. Tali profili secondari sono realizzati sia con L80 accoppiati

che con profili HEA120. Per i due correnti superiori si prevista una IPE300 mentre per lunico

corrente inferiore si utilizzato un tubo 140 dello spessore di 4mm. Montanti e diagonali di col-

legamento tra i correnti sono stati ottenuti accoppiando profili UPN140 disposti su un piano incli-nato di 140 rispetto allorizzontale.

Gli appoggi sono stati ovviamente progettati al fine di consentire le necessarie dilatazioni termichedella struttura.

Fig. 6. Foto di un nodo inferiore in fase di realizzazione, foto della passerella assemblata a pi

dopera e nella fase di sollevamento-istallazione.

1.7 La facciata posteriore ed il lucernario di coperture

Fig. 7. Foto del collegamento di base delle colonne in fase di realizzazione, foto di alcune travipreviste per la realizzazione della facciata posteriore.


7/8


Fig. 8. Immagine del modello 3D realizzato in Mastersap, foto della colonna composta utilizzatanella facciata posteriore.

La facciata posteriore e il soprastante lucernario a volta costituiscono una superficie vetrata di oltre500mq. La facciata, originariamente prevista con struttura intelaiata in c.a. da rivestire con carter

in alluminio, stata riprogettata completamente in carpenteria. A partire dai collegamenti di base,dove stato necessario predisporre nuovi collegamenti per le colonne, alla trave reticolare di testata

dove la facciata culmina collegandosi.

Fig. 9. Foto del collegamento asolato dellestremit superiore delle colonne con la trave reticolare

di testata, foto dei dispositivi di appoggio istallati sulla trave di testata per consentire le dilatazionitermiche del lucernario.

La facciata, larga 16,8m ed alta 16,3m, impiega sia colonne che travi a sezione composta. Le prime

ottenute saldando due profili UPN300 alle estremit di un piatto danima da 350x10mm, le secondeaccoppiando due profili UPN300 con piatti da 8mm bullonati alle ali dei profili. Lestremit supe-riore della facciata culmina al di sotto di una trave reticolare progettata in sostituzione di una origi-

naria trave in c.a.. A tale reticolare, assemblata prevalentemente con profili UPN240, viene affidatoil compito di contrastare lazione del vento agente sulla facciata posteriore e sorreggere parte del


8/8


peso soprastante lucernario a volta. In particolare, colonne e lucernario sono collegati alla travaturareticolare di testata mediante vincoli idonei a consentire le necessarie dilatazioni termiche ma, nelcontempo, efficaci a contrastare azioni da vento e sisma. Il lucernario a volta, a pianta rettangolare

(16,3m per 17,5m circa), possiede unaltezza in chiave di circa 3,3m e grava per tre lati sui pilastriin c.a. dellandrone e per il quarto sulla trave reticolare.

Fig. 10. Foto della trave reticolare di collegamento tra la facciata posteriore ed il lucernario

Fig. 11. Foto del lucernario a pi dopera ed in fase di montaggio sui dispositivi di appoggio.

Il lucernario realizzato incrociando due sistemi di capriate. Quelle trasversali aventi il correntesuperiore ad arco realizzato con profili UPN140 accoppiati ed il corrente inferiore orizzontale con

profilo HEA160, mentre per le capriate longitudinali possiedono sia il corrente superiore che quelloinferiore realizzato con due UPN140. Diagonali e montanti dei due sistemi sono realizzati con ac-

coppiamento di profili UPN80 mentre il controvento di piano, necessario per conferire la dovutarigidezza oltre che ripartire le azioni orizzontali sui dispositivi di vincolo predisposti, realizzato

sfruttando i correnti inferiori dei due sistemi di capriate con laggiunta di crociere realizzate me-

diante tubi 90 da 3mm di spessore.

2 DATI GENERALI

Committente: Universit Degli Studi di SalernoArchitetto: prof. arch. Nicola Pagliara

Impresa esecutrice carpenterie: Idroimpianti srlProgettisti opere in carpenteria: ingg. A. Adinolfi, F. Iannone, M. LatourDirettore dei lavori: ing. Nicola Galotto

Software di calcolo utilizzato: Mastersap della AMV srl

3 PAROLE CHIAVE

Biblioteca, strutture, acciaio, telai, controventi, reticolari, collegamenti.

LE STRUTTURE IN ACCIAIO DELLA NUOVA BIBLIOTECA TECNICO-SCIENTIFICA DEL CAMPUS DELL’UNIVERSITA’...

Documents

Transcript of LE STRUTTURE IN ACCIAIO DELLA NUOVA BIBLIOTECA TECNICO-SCIENTIFICA DEL CAMPUS DELL’UNIVERSITA’...