N° 17 - Novembre 2012 - Hilti Italy

Il sistema Hilti HIT per l’ancoraggio del torrino di varo della struttura di trasferimento di Torre INTESA SANPAOLO

Applicazioni antisismiche nella base Nato Dal Molin di Vicenza

Utillizzo del sistema Ferroscan PS200 per la diagnostica strutturale di edifici da sottoporre ad interventi post-sismici

Il sistema PS 1000 X-Scan

SISMO 2012: Hilti c’è!

Progetti & Tecnologie

N° 17 - Novembre 2012

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Se volete ricevere consulenza in merito a progetti di vostra competenzao siete interessati a pubblicare su progetti&tecnologie un lavoroda voi eseguito con sistemi e soluzioni Hilti, contattate la redazione.

Hilti. Passione. Performance.Hilti Italia S.p.A.- P.zza Montanelli, 20 - 20099 Sesto San Giovanni (MI) - www.hilti.it - [email protected] -

progetti&tecnologie N° 17 - Novembre 2012

SommarioPagina 1

Caso studio


Caso studio

Applicazioni antisismiche nella base Nato Dal Molin di Vicenza

Caso studio

Utillizzo del sistema Ferroscan PS200 per la diagnostica strutturale di edifici da sottoporre ad interventi post-sismici

Caso studio

Il sistema PS 1000 X-Scan

Caso studioSISMO 2012: Hilti c’è!

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Editore: Hilti Italia S.p.A.,Piazza Indro Montanelli 20,20099 Sesto San Giovanni (MI),Tel. 02 212721 r.a., Fax 02 25902182

Direttore di pubblicazione:Alberto Casagrande

Redazione:Mariarosa Pepe, Annalisa Gramegna

Registrazione presso il Tribunale di Milano ex Art. 5 L. 47/1948: No 418 del 30/06/03Hanno collaborato:Mariano BrunoMario GabaldoLivia PaolucciAlvaro GibernauAntonio MavelliMarcello Bolognesi

Le informazioni contenute in questa pubblicazione si basano sulle nostre migliori conoscenze attuali: ogni raccomandazione ed ogni conclusione è data da parte nostra senza alcuna responsabilità. Gli utilizzatori dovranno pertanto valutare la validità dei prodotti facendo, in funzione delle loro esigenze, prove specifiche di idoneità.

Impressum

La pubblicazione è indirizzata a società, studi tecnici e di progettazione inseriti nel database di Hilti Italia S.p.A.È vietata la riproduzione totale o parziale di testi, articoli e immagini pubblicate su questa rivista, sia in forma scritta sia su supporti magnetici, digitali, ecc. senza previa autorizzazione da parte dell’Editore.

1. IntroduzioneLa torre che ospiterà il nuovo centro direzionale di Intesa San Paolo è la prima opera in fase di realizzazione che inau-gura, a Torino, una nuova sta-gione di progetti di edifici alti dopo decenni in cui la cultura urbana italiana si era mostrata fredda rispetto a questa icona della modernità.Il nuovo grattacielo si colloca ai margini del centro storico del-

la città, dove servizi e struttu-re pubbliche sono fortemente concentrate, in un’area di im-portanza strategica nell’ambito delle previsioni urbanistiche a medio e lungo termine e og-getto del progetto di riquali-ficazione noto come “Spina Centrale”.La torre, in fase di realizza-zione dal maggio del 2010, si svilupperà fuori terra come un edificio a pianta rettangolare,

di dimensioni massime circa 36 x 60 m, con l’asse princi-pale longitudinale orientato in direzione nord-sud. Esso sarà costituito da 37 piani per un’al-tezza di circa 160 m. La parte interrata occupa invece l’inte-ro lotto edificabile disponibile, con un’impronta di 159 x 44 m (dimensioni all’interno dei diaframmi di contenimento) e sarà costituita da 6 piani, per una profondità complessiva di

25 m. La torre ospiterà uffici e spazi operativi di Banca Inte-sa Sanpaolo su 26 piani nella parte centrale. Saranno inoltre realizzati spazi aperti anche al pubblico sui rimanenti 11 pia-ni, nella parte bassa dell’edifi-cio, dove è previsto un centro congressi, e nella parte alta, con la realizzazione di strut-ture per servizi alle persone (ristorante, spazi espositivi, terrazze panoramiche) così

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A cura di Ing. Francesco Manna – Fhecor - Ingenieros Consultores, S.A.Ing. Gianni Croce – Sintecna s.r.l.Ing. Mariano Bruno – Field Engineer – Piemonte/Liguria/Valle d’Aosta, Hilti Italia spa

Fig. 1: Vista Del Cantiere


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contrasto alla profondità di cir-ca 10 m dal piano campagna e da un sistema di pali in c.a. per la fondazione provvisoria del suddetto solaio. L’opera di contenimento vera e propria è rappresentata da un diafram-ma in c.a. di spessore 1.20 m e profondità di oltre 40 m, per consentire lo scavo fino alla profondità di 25 m da piano campagna.

2. Descrizione dell’inter-ventoLa collaborazione tra Hilti e l’impresa costruttrice dell’ope-ra, la Rizzani De Eccher, nasce

da creare un profondo legame con il tessuto urbano e la vita della città.Da un punto di vista struttu-rale il grattacielo si configura come una mensola in struttura mista di acciaio, di cui sono costituite le sei megacolonne e le strutture reticolari di trasfe-rimento, e calcestruzzo (per i solai e il “core”), sviluppata in elevazione e poggiante su un basamento in calcestruzzo im-postato a circa 25 m al di sotto del piano campagna. Il sistema fondale del grattacielo è costi-tuito da opere di contenimen-to perimetrali, da un solaio di

dalla necessità di realizzare il collegamento del piede po-steriore del torrino provvisorio, da impiegarsi per il varo della struttura di trasferimento, alla sommità del diaframma peri-

Fig. 2: Schema del torrino provvisorio per varo struttura di trasferimento

Fig. 3: Vista assonometrica della strut-tura di trasferimento in carpenteria me-tallica

Fig. 4: Struttura metallica di trasferimento realizzata in cantiere

in poi, infatti, prevede l’utilizzo di quattro torrini metallici prov-visori (foto) da impiegarsi per il sollevamento della travatura reticolare metallica (foto).Dall’analisi strutturale realiz-zata dallo Studio di proget-tazione Sintecna di Torino e dallo studio Fhecor Ingenieros Consultores di Madrid, col-laboratori in fase esecutiva dell’impresa Rizzani De Ec-cher, il traliccio provvisorio è risultato soggetto ad un carico verticale fortemente eccentri-co che determina una coppia di azioni fra loro in equilibrio alla base del torrino: l’una di compressione sui piedi posti in adiacenza al basamento della megacolonna ed una di trazione in corrispondenza dei piedi posizionati in sommità del diaframma laterale di con-tenimento delle terre.Mentre per la reazione di com-pressione non sono stati ipo-tizzati problemi particolari in quanto l’impronta dei piedi del torrino insiste sul basamento in calcestruzzo delle megaco-lonne, è risultata invece neces-saria un’approfondita proget-tazione del collegamento dei piedi in trazione all’interno del diaframma. Tale collegamento, che deve essere in grado di garantire il trasferimento di un’azione ca-ratteristica di “sollevamento” pari a 2500 kN baricentrica rispetto allo spessore del co-ronamento del diaframma, è stato realizzato mediante un sistema di barre di precom-pressione tipo dywidag f 40 mm ancorate con la resina Hilti HIT-RE 500 in modo da “spi-nottare” la trave di ripartizione dei carichi al diaframma.

2.1. Valutazione delle azioniLe barre di precompressione utilizzate nel collegamento della trave di ripartizione al coronamento del diaframma devono essere in grado di ga-rantire il contatto tra i due ele-menti impedendo distacchi e permettendo, in questo modo, di avere un controllo a priori sulla tensione presente nelle barre.Al fine di ottenere questo risul-tato, è stato imposto alle barre un tiro che andasse ad equili-

brare l’azione esterna applica-ta attraverso il piede del torri-no provvisorio. Lo scarico del torrino in corrispondenza della trave di coronamento, nelle condizioni di servizio, è risulta-to pari a Nk=2500.0 kN.Questo corrisponde ad uno sforzo in condizioni ultime pari a:

Nsd = gq · Nk = 1.50 · 2500.0 = 3750.0 kN

Essendo il carico introdotto dalla torre di varo provvisoria centrato rispetto alla geome-tria della sezione di contatto tra trave di ripartizione e co-ronamento e rispetto alla po-sizione delle barre, le stesse devono garantire una com-pressione uniforme sul con-tatto in grado di equilibrare la forza di sollevamento. Al fine di avere un ulteriore margine di sicurezza il progettista ha rite-nuto opportuno che lo sforzo trasmesso dalla precompres-sione fosse almeno pari alla reazione del torrino incremen-tata del 25%.

Nbarre = 1.25 · Nsd = 4687.5 kN

In base alla geometria prevista sono presenti, per ogni torrino, in totale 24 barre per il colle-gamento dell’intera struttura di ripartizione del carico, di con-seguenza, si hanno 12 barre per ciascun piede del torrino provvisorio.Conseguentemente ciascuna barra impiegata deve essere in grado di garantire una forza di precompressione pari a:

Ni= Nbarre / n°barre = = 4687.5 / 12 = 390.6 kN

Valutazione della profondità di ancoraggio delle barreLa profondità di perforazione per l’inserimento delle barre di precompressione deve garan-tire di ancorare le stesse in una posizione tale che le armature verticali del diaframma siano ancorate (Lanc ≈ 120 cm) e che la diffusione degli sforzi possa coinvolgere un numero ade-guato di barre di armatura len-ta, come è rappresentato nello schema seguente:

Come risulta possibile osser-vare dalla figura i ferri di arma-tura verticali terminano 30 cm al di sotto dell’estradosso della trave di coronamento. Le bar-re verticali presenti sono pari a Ø32 mm lato scavo (con una lunghezza di ancoraggio di 103 cm nel calcestruzzo C30/37 con cui sono realiz-zati i diaframmi ed i cordoli) e Ø40 mm lato terreno (con una lunghezza di ancorag-gio di 129 cm). Considerando una lunghezza di 120 cm i ferri Ø32 mm del diaframma sono interamente ancorati mentre i ferri Ø40 mm risultano ancorati per una forza di trazione pari al 93% di quella di snervamento e quindi completano il loro an-coraggio in una frazione dello spazio destinato alla diffusione del carico, che considerando una diffusione degli sforzi di precompressione con pen-denza 3/2 risulta essere pari a 37,5 cm.Al di sotto del livello da cui inizia la diffusione dell’azione delle barre si andrà a svilup-pare l’ancoraggio delle barre di precompressione.La lunghezza di ancoraggio di progetto lbd per ancorare la forza trasferita dalla bar-ra nell’ipotesi di una tensione di aderenza uniforme è stata calcolata come indicato nei paragrafi 8.4.3 e 8.4.4 dell’Eu-rocodice 2, e in particolare, la tensione ultima di aderenza fbd è stata desunta dall’An-nex 9 della certificazione ETA 08-0105 rilasciata in data 30/07/2008 per l’ancorante chimico Hilti HIT-RE 500.In base ai dati di input è risul-tata necessaria una lunghezza di ancoraggio pari a 1140 mm,

e, sommando a tale lunghezza la distanza tra le barre verticali e la superficie del coronamen-to pari a 300 mm, l’ancoraggio delle barre verticali del diafram-ma pari a 1200 mm e l’altezza in cui avviene la diffusione dei carichi pari a 375 mm, sono stati realizzati dei fori per l’in-ghisaggio delle barre dywidag di profondità pari a 3015 mm.

3. Esecuzione dell’ap-plicazione La messa in opera di quan-to progettato è stata una sfi-da interessante e complessa, trattandosi, in Italia, del primo ancoraggio di barre post-in-stallate con resina epossidica Hilti con tali profondità di posa. Per superare le difficoltà legate alla perforazione (di diametro pari a 52 mm) in profondità è stata utilizzata la migliore tec-nologia Hilti nel campo del ca-rotaggio continuo svolgendo le operazioni in modo accurato ed evitando interferenze tra fori adiacenti. L’inghisaggio vero e proprio è stato realizzato seguendo una procedura stilata dal Polo Tecnico Hilti che specificava in dettaglio la procedura prevista dalla certificazione ETA 08-0105 per l’applicazione della resina HIT-RE 500.I fori sono stati adeguatamente puliti, in ripetuti passaggi, con aria compressa soffiata me-diante apposito ugello forato e con una spazzola di acciaio montata su un trapano elettri-co per la rimozione della pol-vere; il raggiungimento delle parti più profonde è stato pos-sibile grazie alle prolunghe e ai connettori presenti nel sistema Hilti HIT.

Fig. 5: Piastra di collegamento del torrino provvisorio al diaframma in calcestruzzo

Fig. 6: Ancoraggio barre di precompressione

metrale di contenimento del terreno. La soluzione proposta per il varo della struttura di trasferi-mento, su cui graveranno i ca-richi della torre da livello sette

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Dopo aver effettuato la pulizia del foro si è proceduto alla fase più “delicata”: l’iniezione della resina. In questa fase, infatti, è importante evitare la creazione di sacche o bolle d’aria che possano causare sia una forte pressione in fase di inserimen-to della barra post-installata, con rischi per l’operatore, sia impedire un indurimento ade-guato dell’adesivo e un’ade-renza ottimale riducendo così la lunghezza di ancoraggio ef-fettiva.È stato possibile evitare questi rischi utilizzando gli accesso-ri previsti dalla certificazione per l’iniezione a tali profondi-tà, un sistema di tubi flessibili è stato collegato da una parte al dispenser pneumatico Hilti P8000, a sua volta collegato ad un compressore, e dall’altra ad un ugello per iniezione di diametro pari al foro carotato di 52 mm.Partendo dall’estremità inferio-re del foro è iniziata l’iniezione

della resina che, spingendo sull’ugello, ne permetteva la lenta risalita in modo da ave-re un costante controllo del livello di resina iniettata. Una volta raggiunto il quantitativo di resina stabilito (dato dal-la differenza tra volume foro e volume barra da installare), è stata inserita la barra dywi-dag con movimento rotatorio al fine di distribuire la resina uniformemente su tutta la sua superficie.

4. Prova di carico sugli inghisaggiA partire dal 15 Giugno 2011 sono state testate con prove di carico a trazione tutte le 96 barre che sostengono i quattro torrini provvisori previsti per il sollevamento della struttura di trasferimento della torre. Il test di carico è stato con-dotto da un operatore della ditta fornitrice delle barre con un martinetto pneumatico ci-lindrico con l’ausilio del brac-

cio meccanico di una gru di cantiere che permettesse la movimentazione della pesante attrezzatura in condizioni logi-stiche difficili.L’esito del campo prove è sta-to soddisfacente avendo otte-nuto per le diverse barre valori di trazione e di spostamento assiale in linea con quanto pre-visto in fase di progettazione e specifica dell’applicazione.

5. ConclusioniL’intervento strutturale ana-lizzato riguardante l’ancorag-gio dei piedi di quattro torrini provvisori da impiegarsi per il sollevamento della travatura reticolare di transfer della Torre Intesa Sanpaolo mette in luce non solo l’efficacia dell’utiliz-zo di resine epossidiche per connessioni di ferri post-instal-lati ma soprattutto l’efficacia dell’intera applicazione utiliz-zata, dalla perforazione, la pu-lizia del foro fino all’inghisaggio vero e proprio delle barre.

La progettazione delle struttu-re in cemento armato avviene secondo normative italiane ed europee, nessuna norma, tut-tavia, si occupa dell’utilizzo dei ferri post-installati; pertan-to certificazioni, linee guida e il know-how sviluppato negli anni dai produttori/fornitori in questo campo, svolgono un ruolo determinante per colma-re le lacune legislative.Il sistema Hilti HIT, validato dal Benestare Tecnico Europeo che consente la progettazio-ne di connessioni con ferri di ripresa post-installati nel cal-cestruzzo utilizzando prodotti approvati secondo Eurocodice 2, si è dimostrato una soluzio-ne completa ed efficace anche con una profondità di ancorag-gio importante come testimo-niato dal nostro caso studio, esempio di eccellente sinergia fra progettista, cantiere e pro-duttore.

Siamo quasi giunti alla fine. La costruzione della nuova base Nato di Vicenza è inizia-ta ufficialmente nei primi mesi del 2008, il complesso ultima-to prevede la realizzazione di una cinquantina di strutture ed edifici di varie dimensioni, la maggioranza dei quali rea-lizzati ex novo, alcuni invece ristrutturati, su una superficie complessiva di circa 6 ettari. In questi giorni il cantiere sta vivendo le sue fasi conclusi-ve, ed il risultato è la creazio-ne di una nuova piccola città. Una delle caratteristiche prin-cipali del progetto è quella di seguire sia le norme italia-ne che quelle americane. Le scelte progettuali da questo punto di vista sono state par-ticolarmente attente a coniu-gare i vari aspetti dei diversi codici, garantendo quindi un

Applicazioni antisismiche nella base Nato Dal Molin di VicenzaA cura di Mario Gabaldo, Hilti Italia Spa

elevato standard costruttivo in termini di qualità dei mate-riali, di rispetto per l’ambien-te e, fondamentalmente, di sicurezza in caso di sisma. Su tutti questi argomenti, e in particolar modo in quello ri-guardante la progettazione antisismica, la Hilti è stata in grado di fornire un contribu-to tecnico in diversi campi di applicazione, anche piuttosto particolari, fornendo le soluzio-ni più adeguate.

1. Ancoraggio di ele-menti secondariPer alcuni componenti pesanti di impianti elettrici e meccanici, è stata richiesta la progettazio-ne antisismica del sistema di ancoraggio, con relativa valida-zione di un progettista abilitato. In particolar modo sono state studiate le piastre di ancorag-

gio a terra dei quadri elettrici e delle pompe idrauliche sot-toposte ad azione sismica, stimata secondo il paragra-fo 7.2.3, “CRITERI DI PRO-GETTAZIONE DI ELEMENTI STRUTTURALI “SECONDARI” ED ELEMENTI NON STRUT-TURALI” del DM 14.01.2008. Seguendo le direttive delle NTC si è arrivati alla definizio-ne di una forza statica equiva-lente orizzontale Fa, che funge da modello della reale azione sismica attesa. Tale forza Fa è stata applicata al baricen-tro della massa da ancora-re e si sono ricavati in que-sto modo eventuali momenti agenti sulla piastra di base. Il tutto è stato verificato poi con il software di calcolo Hilti Pro-fis Anchor, che ha permesso la corretta modellazione della pia-

stra e delle condizioni di carico. Per quanto riguarda gli anco-ranti, la scelta è ricaduta su tasselli dotati della certificazio-ne ETA europea per calcestruz-zo fessurato, opzione 1 previ-sta dall’ETAG 001 (European Technical ApprovalGuideline), e della certificazione antisismica ICC-ES, che segue linee guida americane e che prevede test di simulazione sismici secon-do le ACI 355.2. Ancoranti di questo tipo sono ad esempio quello chimico HIT RE 500-SD e quello meccanico HSL-3.

2. Prove di caricoLe suddette certificazioni, che al momento rispecchiano lo stato dell’arte, sono basate sul-la teoria del Concrete Capacity Design (CCD) e quindi prevedo-no come materiale base su cui fissarsi il calcestruzzo, con uno

Fig. 1: Rendering a volo d’uccello del complesso una volta ultimato

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spessore minimo di 100 mm. Nella pratica edilizia però non sempre tutti i para-metri minimi delle certi-ficazioni sono rispettati. Per applicazioni più leggere, ad esempio per impianti meccani-ci staffati a solaio o a parete, non è sempre stato possibile fissarsi su calcestruzzo pieno, avendo come materiale base in alcuni casi pareti in blocchetti alleggeriti o solai tipo prédalles.

In queste situazioni critiche si è molto spesso fatto ricor-so ad ancoranti che possono funzionare comunque in ma-niera efficace, come ad esem-pio il tassello a vite HUS-H. Tale ancorante possiede la certificazione su calcestruzzo fessurato basata su ETAG, è stato testato secondo le ACI 355.2 ed è stato provato nu-merose volte su calcestruz-zo di spessore molto ridotto.

Fig. 3: Azione sismica applicata al baricentro del quadro elettrico

Fig. 4: Esempio di disegno esecutivo per supporti di impianti

Fig. 2: Possibili approcci progettuali per punti luce

Per avere la garanzia che il fissaggio supporti una certa portata, nonostante il mate-riale base non sia compreso nei certificati, sono state fat-te diverse prove di estrazione in sito. In genere gli ancoranti sono stati accettati in quanto hanno dimostrato un elevato margine di sicurezza rispetto alle azioni statiche equivalenti derivanti da sisma previste da progetto.

3. Staffaggi antisismici di impiantiSempre nell’ottica di rispet-tare le diverse normative internazionali, è stato forni-to ad imprese e studi tecni-ci un importante aiuto nella progettazione dei supporti per impianti resistenti al si-sma. Anche in questi casi si è utilizzata la formula delle NTC2008 contenuta nel pa-ragrafo 7.2.3, vista in prece-

denza, per ricavare le azioni orizzontali statiche equivalen-ti, ma nella realizzazione dei dettagli si è tenuto conto di varie specifiche statunitensi come le UFC-3-310-04 per gli impianti elettrici o le NFPA13 per gli impianti sprinkler. Nello specifico queste norme forniscono indicazioni e detta-gli costruttivi al fine di rendere il sistema di staffe sufficiente-mente rigido per resistere alle azioni sismiche o, al contrario, se il tipo di impianto lo per-mette (ad esempio nel caso di alcuni punti luce), sufficien-temente flessibile da garantire la mobilità degli oggetti ap-pesi evitando che si danneg-gino o che vadano a danneg-

Fig. 7: Prova di carico di ancorante HUS-H su materiale base non standard

Fig. 5: Verifica del sistema di ancoraggio con Hilti Profis Anchor

giare altri apparati limitrofi. Anche le “Linee di indirizzo per la riduzione della vulnerabilità dell’impiantistica antincendio – Ministero dell’Interno” del 2011 danno alcune indicazioni in merito a come dovrebbero essere realizzati i supporti per gli impianti meccanici.

Secondo tali linee guida in ge-nerale è consigliabile seguire le seguenti indicazioni:

• I sostegni delle tubazioni devono essere sufficiente-mente rigidi da garantire che qualsiasi movimento sia soli-dale a quello della struttura;

• Non controventare un siste-ma meccanico od elettrico a due parti differenti della struttura che possano ri-

Fig. 8: Particolare di staffa antisismica per l’installazione di punti luce

spondere in modo diverso durante il sisma;

• I tasselli devono garantire il trasferimento delle forze si-smiche (vedi paragrafo 1);

• I controventi ideali vanno installati con un angolo di 45°, ossia con rapporto base altezza B:H pari a 1:1. Evi-tare installazioni con angolo maggiore di 2:1.

In funzione del carico agen-te, la progettazione di questo tipo di supporti Hilti è sta-

Fig. 6: Staffaggio per impianti meccanici ed elettrici

ta svolta con profili di bina-rio a sezione aperta (sistema MQ) o chiusa (sistema MI). Il progetto inizialmente consi-dera le azioni agenti sui profili studiandoli come se si trat-tasse di sistemi di travi, per poi andare a verificare i vari collegamenti angolari sotto la spinta delle medesime forze. Si verificano in questo modo tutti gli elementi componenti il sistema di staffaggio, com-presi i controventi, che nella maggioranza dei casi sono

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stati realizzati con un an-golo di 45°, e gli ancoraggi. Il tutto è stato verificato con il software Hilti Profis Installa-tion, che permette di ottenere le verifiche dei singoli com-ponenti, gli output grafici e le distinte dei materiali complete.

4. ConclusioniIl progetto della base Nato “Dal Molin” ha richiesto lo studio e l’approfondimento di molte

Fig. 9: Progetto e verifica dello staffaggio con Hilti Profis Installation

tematiche strettamente legate alla sicurezza sismica, basata in parte anche su codici statu-nitensi. I vari interventi di con-sulenza e progettazione sono stati dislocati in numerosi edi-fici del cantiere.

Hilti ha dato il suo contributo nella progettazione di alcuni si-stemi di ancoraggio, corredati poi dalla validazione di un pro-fessionista esterno, e avendo a disposizione tasselli certificati sia chimici (HIT RE500-SD) che

meccanici (HSL-3) anche se-condo norme americane ICC comprensive di test sismici, e quindi in linea con le aspettati-ve della committenza.

Nei casi non coperti da cer-tificazione, è stata fornita massima assistenza in can-tiere per l’esecuzione di pro-ve di carico sui tasselli ed è stata accertata, ad esempio, l’efficacia del tassello HUS-H su calcestruzzo in condizioni non standard.

Per quanto riguarda i sup-porti per impianti, la nostra consulenza si è spinta fino alla progettazione esecutiva di numerose staffe resistenti a sisma.

Quanto studiato e realizzato in questa grande opera è la di-mostrazione dell’intesa che si è raggiunta fra studi di proget-tazione, direzione lavori, impre-se esecutrici ed il Servizio Tec-nico Hilti.

Le norme tecniche italiane per le costruzioni, il D.M. del 14 gennaio 2008 e la Circola-re n. 617 del 2 febbraio 2009, giudicano la valutazione del-la sicurezza delle costruzioni esistenti un problema di im-portanza fondamentale. In par-ticolare, sono stati introdotti i concetti normativi di “livello di conoscenza” e “fattore di confidenza”, che disciplinano il progetto degli interventi sulla struttura modificandone i pa-rametri di capacità in funzione del livello di conoscenza rag-giunto (geometria, dettagli co-struttivi e materiali costituenti). L’appendice al capitolo C8 del-la Circolare stabilisce, per la tipologia di struttura esistente, le procedure di identificazione e classificazione dei dati ne-cessari per la determinazio-ne del livello di conoscenza. Nelle costruzioni in muratura risulta chiara l’esigenza nor-mativa di conoscere le tipo-logie murarie impiegate per la costruzione, nelle loro carat-teristiche principali, e la qua-lità dei collegamenti, verticali ed orizzontali. L’identificazione di tali dettagli costruttivi deve essere inoltre realizzata in situ su aree di limitate dimensio-ni che, nello stesso tempo, siano rappresentative dell’e-lemento strutturale indagato, ovvero siano in grado di fornire un parametro di omogenei-tà soddisfacente per l’analisi. Nelle condizioni reali, un fab-bricato in muratura con vita utile superiore ai cento anni, presenta modifiche alla strut-tura originaria sia a livello

Utillizzo del sistema Ferroscan PS200 per la diagnostica strutturale di edifici da sottoporre ad interventi post-sismici Autore del testo Ing. Danilo Ranalli – Membro tecnico del Dipartimento di Ingegneria delle Strutture, delle Acque e del Terreno Università degli Studi dell’Aquila Coordinatrice Ing. Livia Paolucci, Hilti Italia Spa

locale che globale, con in-terventi realizzati spesso in epoche differenti e, quindi, con materiali e tecniche dif-

Fig. 1: Indagini su murature in pietra rinforzate con intonaco armato

formi dalla prima costruzione. Gli esempi specifici trattati in questo articolo riguardano le strutture in muratura sotto-

poste ad interventi di miglio-ramento e/o adeguamento perché danneggiate a seguito degli eventi sismici verificatisi

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nell’aprile 2009 sul territorio aquilano.

La presenza di corpi di fabbri-ca realizzati prevalentemente con murature “a sacco” (due paramenti in pietrame acco-stati o debolmente ammorsati con nucleo di materiale incoe-rente) e collegati tra loro me-diante semplici appoggi alla struttura preesistente, presup-pongono una continua evolu-zione dell’aggregato determi-nata occasionalmente da eventi eccezionali, ma spesso obbli-gata da esigenze urbanistiche. L’impossibilità oggettiva di quantificare le variazioni strut-turali realmente presenti sul fabbricato, rispetto alle poche informazioni reperibili dall’a-nalisi storica e dalle documen-tazioni progettuali depositate, impone la necessità di rea-lizzare indagini in situ capaci di analizzare le caratteristi-che costruttive su un numero congruo di zone distinte della struttura, in modo da raggiun-gere un livello di conoscenza adeguato, utilizzando metodi diagnostici ad impatto mini-mo sulle aree da esplorare, ovvero velocizzando i tempi di esecuzione e minimizzan-do il parametro di invasività. In questo contesto le indagi-ni di tipo “no dig”, o non di-struttivo, rappresentano la soluzione diagnostica ottima-le per ottenere l’informazione iniziale e più importante di omogeneità strutturale pre-cedentemente espressa. In particolare, l’utilizzo del Fer-roscan per le costruzioni in muratura può rappresentare una valida alternativa alle tec-niche tradizionali di indagine per identificare determinate tipologie di caratteristiche strutturali e spazializzare tali informazioni sull’intera super-ficie dell’elemento analizzato. Come già accennato, nell’ap-pendice al capitolo C8 della Circolare n. 617 si definiscono in forma tabellare i valori di ri-ferimento dei parametri mec-canici, minimi e massimi, per diverse tipologie di muratura, riferiti alle condizioni minime: malta di caratteristiche scar-se, assenza di ricorsi e/o lista-ture, paramenti semplicemen-te accostati o mal collegati,

Fig. 2: Indagini su solai in putrelle e mattoni forati di latterizio

Fig. 3: Indagini su solai in putrelle e mattoni pieni di latterizio

muratura non consolidata, tessitura a regola d’arte (cfr. tabella C8A.2.1).

Inoltre, nel caso in cui la muratura presenti caratteri-stiche migliori rispetto alle condizioni sopra descritte, le norme assegnano, per ognuna delle tipologie mu-rarie classificate, una serie di coefficienti migliorativi dei parametri meccanici, riferiti a caratteristiche specifiche presenti (cfr. tabella C8A.2.2). Nell’esempio riportato in fi-gura 1, viene documentata visivamente una casistica di lavorazioni piuttosto diffusa nell’area aquilana prima de-gli eventi sismici del 2009. In generale, l’intervento di con-solidamento di una muratu-ra, secondo classificazione, a conci sbozzati con para-mento di limitato spessore e nucleo interno, prevedeva la realizzazione di un intonaco armato a base cementizia, con rete metallica di oppor-tune dimensioni, applicato

sulla sola superficie esterna, o su entrambi i paramenti con interconnessioni puntuali. Secondo normativa, un tale trattamento può migliorare i parametri di resistenza e di modulo fino a raddoppiare i loro valori minimi e massimi, ed è quindi rilevante determi-nare in situ l’estensione del-la lavorazione sulle murature portanti. La tecnica di misura con strumentazione Ferro-scan in assetto “quickscan”, permette in questi casi di pro-durre il massimo risultato in tempi brevi e con copertura integrale delle superfici. I re-port dei dati di output rilasciati dal software di elaborazione, riportati in figura 1, identifi-cano in maniera univoca la presenza della rete elettrosal-data, individuando elementi metallici nelle due direzioni di scansione, ed il suo corretto inserimento all’interno dello spessore cementizio.

Gli esempi di figura 2 e figura 3 rappresentano un ulteriore

utilizzo del Ferroscan, in as-setto “quickscan”, finalizzato alla determinazione dei det-tagli costruttivi di orizzonta-menti antichi e recenti. Nelle richieste normative è infatti necessario conoscere le tipo-logie di solaio presenti e, nel caso di orizzontamenti piani, il tipo e la direzione di orditu-ra presente, oltre che il passo degli elementi principali. Tali informazioni risultano eviden-ti negli output di programma rappresentati nelle due figure: oltre alle informazioni geome-triche osservabili visivamente, sono presenti altre informa-zioni indispensabili alla pro-gettazione, quali ad esempio la mancanza di rete elettro-saldata per entrambi i solai analizzati. In figura 2 si rileva inoltre la presenza di elementi metallici all’interno dei forati di laterizio, con passo pressoché costante.

I casi prodotti in questo artico-lo rappresentano naturalmen-te soluzioni di indagine di una

piccola parte delle problema-tiche cui il responsabile della progettazione degli interventi deve rispondere. Si ritiene co-munque rimarcare che i van-taggi ottenibili con una tecnica a semplice contatto migliorano il livello di conoscenza della struttura perché integrano ed estendono i dati diretti delle tecniche tradizionali, come i saggi esplorativi. La strumen-tazione Ferroscan, anche nella modalità base di lavoro, ga-

rantisce una risposta in tempo reale al problema in termini di distribuzione della caratteristi-ca costruttiva da osservare.

Così come è stato dimostrato negli esempi applicativi sopra citati, il suo utilizzo in fase di ri-cognizione preliminare permet-te infatti di verificare, in modo pressoché immediato, la pre-senza o meno di elementi di ir-rigidimento su elementi struttu-rali sia verticali che orizzontali.

Tali informazioni, ottenute da una campagna di indagi-ni in sito e successivamente inoltrate mediante rapporti di prova al responsabile della progettazione, possono influ-ire in modo determinante sia sulla tipologia degli interven-ti che sulla quantità stessa delle lavorazioni, garantendo nel primo caso una maggiore adeguatezza della progetta-zione per il miglioramento e/o adeguamento della struttura,

ma anche ottimizzando i co-sti del procedimento con una determinazione più raffinata delle singole voci di prezziario. La versatilità del metodo può inoltre rivestire una notevole importanza anche nelle fasi di avanzamento lavori, quan-do la scelta della tipologia di intervento più appropriata su una situazione esistente può influire economicamente sulla rendicontazione finale del can-tiere.




Negli ultimi anni, un numero sempre maggiore di professio-nisti ha iniziato ad utilizzare, la tecnologia radar GPR (Ground Penetrating Radar), per le inda-gini indirette. Questa tecnolo-gia, che è nata nel campo della geofisica, si basa sull’analisi delle riflessioni delle onde elet-tromagnetiche trasmesse nel mezzo da investigare. Nel cor-so degli anni, tale tecnologia è stata introdotta anche nel campo delle indagini strutturali non distruttive, consentendo la rilevazione di elementi diversi all’interno di strutture in cal-cestruzzo (muro, trave, solaio o pilastro), coprendo così le tante applicazioni nel campo dell’edilizia.

La Hilti, con l’obiettivo di es-sere pioniera in questo seg-mento di mercato, ha lanciato il nuovo sistema Hilti PS 1000 X-Scan che permette di forni-

Il sistema PS 1000 X-ScanA cura di Alvaro Gibernau Hilti Italia Spa, Ing. Antonio Mavelli Hilti Italia Spa

Fig. 1: Scansione verticale in modalità Imagescan

re con immediatezza e sem-plicità immagini 2D e 3D di differenti tipologie di elementi, contenuti all’interno dell’invo-lucro edilizio. Questo attrezzo, affiancandosi al già collauda-to sistema PS 200 Ferroscan, che consente di stimare po-sizione, profondità e diame-tro delle armature, permette alla Hilti di offrire due sistemi avanzati di rilevamento tra di loro complementari.

Il PS 1000 X-Scan utilizza 3 an-tenne che emettono e ricevono, attraverso il calcestruzzo, im-pulsi di energia elettromagne-tica a frequenza costante di 2 GHz, ciò consente di avere una migliore qualità del dato ed una migliore risoluzione verticale. I dati, che vengono analizzati in maniera istantanea, sono resti-tuiti nella forma di immagini a colori, facilmente interpretabili, degli oggetti nascosti fino alla profondità massima di 300 mm.

Il sistema PS 1000 X-Scan è costituito da uno scanner manuale con display a colori, da un’unità monitor portati-le per l’utilizzo in sito e da un Software per la gestione delle immagini e dei dati raccolti. Tutto questo sistema senza cavi consente di realizzare le scansioni in tempi ridotti e in-crementare la produttività in cantiere.

Le principali applicazioni dello strumento sono:

• Controlli non distruttivi e rile-vamento di elementi nasco-sti in strutture di calcestruz-zo armato, prefabbricato o gettato in opera, strutture di calcestruzzo precompresso (es. trefoli)

• Rilevamento di tubazioni in metallo, anche di grosso dia-metro, in plastica e/o multi-strato (es. impianti di carico e scarico a parete e a pavi-mento) e di cavi elettrici, per evitare danni in caso di per-forazioni

• Localizzazione di struttu-re armate per connessioni post-installate di ferri di ri-presa

• Localizzazioni di piastre e profili metallici

• Determinazione di differenti strati di calcestruzzo

Da un punto di vista operativo Il PS 1000 X-Scan, può essere utilizzato in tre diverse modali-tà: scansione Quickscan, regi-strazione Quickscan e Image-scan:

1) La scansione Quickscan permette una localizzazione veloce degli oggetti nonché la loro visualizzazione fron-tale ed in sezione diretta-mente sullo schermo dello scanner. Questa modalità di uso è utile nel caso in cui si abbia la necessità di riporta-re direttamente sulla super-ficie investigata quello che rilevo.

2) La registrazione Quickscan consente di acquisire scan-sioni della lunghezza massi-

ma di 10 metri che possono essere elaborate attraverso il monitor o il software in for-ma di immagini a colori 2D e 3D. Durante la scansione veloce ho sempre la possi-bilità, sullo schermo dello scanner, di selezionare di-rettamente la profondità di partenza e lo spessore di rilevazione al fine di visua-lizzare differenti strati nel materiale base (approccio multi-layer).

3) L’Imagescan diversamente dal Quickscan, che esegue una scansione monodire-zionale, esegue la scansio-ne di aree estese con l’aiuto della griglia di riferimento (600x600 mm, 1200x1200 mm) restituendo immagi-ni 2D e 3D a colori. Sullo schermo dello scanner e sul monitor sono rappresentate la vista frontale, o per me-

glio dire la sezione frontale, vista la possibilità di selezio-nare la profondità di parten-za e lo spessore del mate-riale base, e le due sezioni trasversali, ciò mi consente di avere attraverso un’unica videata il controllo dell’inte-ro processo di rilevazione.

I vantaggi dell’intero sistema possono essere riassunti in quattro punti:

• Chiara localizzazione di di-versi tipi di oggetti in calce-struzzo anche al di sotto di strutture armate, ossia pos-sibilità di visualizzare diversi ordini di armature e non solo, per profondità differenti.

• Immediata visualizzazione e interpretazione dei risultati in 2D direttamente sullo scher-mo dello scanner.

• Facile elaborazione sul mo-nitor, PSA 100, di piani 2D,

viste 3D o sezioni trasversali a colori per una migliore in-terpretazione dei risultati o per una possibile stampa (il monitor, dotato di ingresso USB, permette la creazione di file PDF direttamente su un dispositivo di archiviazio-ne di massa).

• Possibilità di creare report e documentazione attraverso l’uso del software.

Grazie alla sua semplicità d’u-so, alla possibilità di gestione di dati in cantiere e alla sem-plicità di interpretazione delle immagini 2D e 3D, il sistema Hilti PS 1000 X-Scan ha l’am-bizione di portare i controlli non distruttivi in ambito strutturale in una nuova era.

Fig. 3: Imagescan - pavimento radianteFig. 2: PS 1000 X Scan - Sistema completo

Fig. 4: Maglia di armatura con elemento sottostante in 2D e 3D




Si è tenuto al Quartiere Fieristi-co di Ferrara, dal 19 al 21 set-tembre scorsi, “SISMO 2012”, il primo salone italiano intera-mente dedicato alla conoscen-za, alla prevenzione e alla mi-tigazione del rischio sismico. L’evento, organizzato in con-comitanza con “RemTech”, sa-lone sulla bonifica dei siti con-taminati e della riqualificazione del territorio, ha registrato la presenza di 4000 visitatori pro-venienti da tutto il mondo, 150 espositori con 15 paesi rappre-sentati.

Hilti Italia S.p.A. ha parteci-pato come espositore, con uno stand allestito con tutte le soluzioni Hilti per quanto riguarda la gamma di anco-ranti certificati in zona sismi-ca (Ancoranti meccanici HDA, HSL-3, HST, HUS, ancorante

SISMO 2012: Hilti c’è! A cura di Ing. Bolognesi Marcello, Hilti Italia Spa

chimico HIT-RE 500 SD) e con caratteristiche indicate per la messa in sicurezza degli edifici lesionati (HIT HY-200, certifi-cato su calcestruzzo fessura-to, e HIT HY-70 per murature), attrezzi per la perforazione, demolizione e taglio diaman-te (carotaggio continuo e le

nuove punte aspiranti HDB), sistemi di rilevamento della presenza di acciaio nel calce-struzzo (PS 200 e PS 1000). Particolare interesse è sta-to dimostrato dai visitato-ri nei confronti proprio di questi ultimi prodotti, con il nuovo X-Scan PS 1000, si-

stema di rilevamento a tecno-logia radar, a farla da padrone. L’X-Scan PS 1000 è infatti in grado di rilevare la presenza di discontinuità nel calcestruz-zo, quali ferri di armatura e/o tubazioni, e stabilire lo spes-sore del calcestruzzo stesso, fino a 30 cm di profondità, con

Fig. 1: Stand Hilti Italia durante la fiera di “Sismo 2012” a Ferrara

Fig. 2: Esempio di rappresentazione 2D e sezionata di un Im-agescan nello schermo del PS 1000 X-Scan

Fig. 3: Esempio di rappresentazione 3D per una visualizzazione puntuale attraverso il PSA 100 monitor.

possibilità di visualizzazione delle scansioni in 3D anche in sito, grazie al monitor PS100. Lo strumento si rivela pertan-to fondamentale nell’ambito dell’analisi strutturale degli edifici esistenti ai fini dell’ade-guamento sismico degli stessi, così come per studiare gli in-terventi migliorativi senza inter-ferire con le armature esistenti.

Da sottolineare il fatto che Hilti fosse l’unico espositore nell’ambito del proprio core

Fig. 4: Seminario tecnico “La progettazione degli ancoranti in zona sismica”

business (powertools e anco-ranti in particolare).

All’interno dello stand si sono alternati vari collaborato-ri Hilti, facenti parte del ser-vizio Tecnico, del Supporto alla Vendita e del Marketing. Nel corso dei tre giorni del Sa-lone, sono stati sviluppati circa 100 contatti (principalmente progettisti e imprese edili) sot-to forma di consulenze tecni-che, offerte e invio di ulterio-re documentazione tecnica.

Parallelamente al Salone, si è svolta una serie di incontri tecnici sulla prevenzione del ri-schio sismico, tenuti da alcuni degli espositori più importanti, e anche in questo caso Hilti è stata presente con un seminario dal titolo “La progettazione de-gli ancoranti in zona sismica”, relatori gli Ingg. Marcello Bolo-gnesi e Michele Di Sario, facenti parte del Servizio Tecnico Hilti. Il Seminario, della durata di un’ora, ha avuto come ogget-to, in particolare, gli aspetti

normativi e progettuali relativi agli ancoranti in zona sismica. Attualmente, non essendo di-sponibile in Europa un criterio di omologazione degli ancoran-ti in zona sismica, è possibile fare riferimento alla normativa U.S.A. (ACI 308-318-355) per avere la possibilità di certifica-re e dimensionare gli ancoranti in zona sismica, e proprio que-ste norme sono state oggetto dell’incontro tecnico, che ha riscosso un buon successo di pubblico.



N° 17 - Novembre 2012 - Hilti Italy

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