U N I V E R S I T À D E G L I S T U D I D I F I R E N Z E

F A C O L T À D I I N G E G N E R I A

Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Edile

T E S I D I L A U R E A

PROGETTO DI UN ALBERGO, UN AUDITORIUM E UNA SALA

ESPOSITIVA IN PIAZZA GUIDO GUERRA A EMPOLI.

Relatori:

Prof. Arch. Ettore Guglielmi

Prof. Ing. Maurizio Orlando

Prof. Ing. Claudio Borri

Prof. Ing. Marco Pio Lauriola

Candidato:

Gianni Borgioli

Anno Accademico 2009/2010

I N D I C E

Introduzione ...................................................................................................................................... 3

L‟area dell‟intervento ........................................................................................................................ 4

Individuazione dell‟area .......................................................................................................... 4

Lo sviluppo storico di Empoli ................................................................................................ 6

L‟area di Piazza Guido Guerra ............................................................................................ 17

La situazione urbanistica ...................................................................................................... 25

Il piano attuativo ............................................................................................................ 29

Il project financing ........................................................................................................ 31

Il progetto........................................................................................................................................ 35

L‟auiditorium ........................................................................................................................... 38

Acustica e architettura ................................................................................................. 38

L‟evoluzione degli spazi per lo spettacolo ............................................................. 46

La flessibilità dello spazio ............................................................................................ 56

Il progetto ...................................................................................................................... 61

L‟albergo ................................................................................................................................. 66

Evoluzione dell‟ospitalità............................................................................................. 66

Il settore turistico .......................................................................................................... 67

Gli spazi dell‟albergo ................................................................................................... 69

Normative ....................................................................................................................... 74

Il progetto ...................................................................................................................... 81

Il progetto strutturale dell‟auditorium......................................................................................... 84

Le strutture degli auditorium ............................................................................................... 84

La struttura ............................................................................................................................. 106

Definizione delle azioni sulla costruzione ............................................................. 107

2

Criteri di modellazione della struttura ..................................................................... 118

Azione sismica ............................................................................................................ 137

Definizione degli spettri di progetto ...................................................................... 144

Verifica stato limite di danno .................................................................................... 162

Sollecitazioni stato limite ultimo ............................................................................... 163

La copertura dell‟auditorium ............................................................................................. 171

Verifica della trave in legno lamellare...................................................................... 174

Verifica trave in fase “0” ............................................................................................ 177

Verifica trave in fase “1” ............................................................................................ 179

Verifica dei connettori ............................................................................................... 183

Verifica trave in fase “∞” ........................................................................................... 187

Verifica sismica ............................................................................................................ 192

Le travi in calcestruzzo armato ......................................................................................... 193

Verifiche travi ............................................................................................................... 204

Verifica mensole tozze ............................................................................................. 213

Il solaio del piano terra....................................................................................................... 215

I pilastri in calcestruzzo armato ........................................................................................ 226

Verifiche pilastri ........................................................................................................... 233

Le pareti in calcestruzzo armato ...................................................................................... 249

Verifica del setto ......................................................................................................... 253

Conclusioni .................................................................................................................................... 260

Bibliografia ..................................................................................................................................... 261

S I N T E S I D E L L A T E S I

I N T R O D U Z I O N E

Il presente lavoro è nato dalla volontà di concludere il percorso universitario di studi

con un’esperienza progettuale che coinvolgesse le discipline studiate in questi anni.

La selezione del tema si è quindi orientata verso la ricerca di un area su cui progettare

un intervento.

La scelta è caduta su Piazza Guido Guerra ad Empoli ed è stata ispirata dalla scheda del

regolamento edilizio del Comune di Empoli riguardante il recupero di quest’area,

comunemente nota agli empolesi come “il Piaggione”.

L’interesse è determinato dalla varietà e l’ampiezza delle richieste, dalla posizione

dell’area a ridosso del centro storico e dalla sua storia particolare.

Il progetto si è evoluto partendo dallo studio dell’area, del suo sviluppo storico e delle

previsioni di piano. Il regolamento urbanistico richiede che nell’area venga realizzato un

auditorium ed una sala espositiva, con il meccanismo del project financing, lasciando la

possibilità di sfruttare la restante superficie edificabile.

Una volta definito il nuovo assetto dell’area sono stati progettati gli edifici che

maggiormente la caratterizzano: l’albergo, la sala espositiva e l’auditorium.

La progettazione dell’auditorium si è spinta fino al progetto esecutivo.

2

I N D I V I D U A Z I O N E D E L L ’ A R E A

Fig. 1 Individuazione dell’area sulla cartografia regionale.

La zona in oggetto di progettazione si trova ad Empoli (FI) ed è situata tra il centro

storico e la sponda sinistra dell’ Arno e più precisamente delimitata da viale Petrarca

(S.S. 67), viale Cesare Battisti e da piazza Guido Guerra. L’area, di proprietà

dell’Amministrazione Comunale, ha una superficie di oltre 37.000 m2 ed è attualmente

occupata dal Palazzo delle Esposizioni e da parcheggi di superficie. Il Regolamento

Urbanistico del Comune di Empoli, in vigore dal 2005, prevede per tale area un Piano

Attuativo, di cui tratteremo più avanti.

Fig. 2 Area d’intervento, immagine aerea.

3

L A S I T U A Z I O N E U R B A N I S T I C A

L’area in esame è rappresentata nella tavola 12 del regolamento urbanistico.

La zona è perimetrata da una linea tratteggiata rossa che indica che l’area è soggetta a

piano attuativo, la sigla PUA 1.1 fa riferimento alla scheda norma 1.1. La campitura a

righe oblique bianche e gialle, indica la zona di recupero. La campitura a quadri verdi

nella zona inferiore, rappresenta una destinazione a verde pubblico. Inoltre sono

presenti, con linee nere gli allineamenti obbligati.

E’prescritta la realizzazione di uno spazio espositivo di 1.000 m2 e di un auditorium di

almeno 600 posti. Sono ammesse destinazioni di tipo: commerciale, direzionale,

turistico ricettiva, alberghiera ed extra alberghiera, residenziale, pubbliche o d’interesse

pubblico. L’attuazione è prevista tramite project financing.

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I L P R O G E T T O

Fig. 3 Planimetria generale

L’area è in una posizione ottimale dal punto di vista dell’accessibilità, da un lato è

adiacente al centro storico, dall’altro è lungo la strada statale tosco-romagnola, che

attraversa Empoli in direzione est-ovest, ed è a ridosso del ponte che collega Empoli

con Sovigliana. L’intervento va a spostare il baricentro del centro città verso l’Arno e

quindi verso i quartieri aldilà del fiume, del comune di Vinci, andando così a

consolidare l’idea di città su due rive.

Le maggiori problematiche dell’area sono rappresentate dal collegamento pedonale

con via Ridolfi e dall’altra parte la strada statale n. 67 Tosco-Romagnola che la separa

dall’Arno. Il Piaggione rappresentava per i cittadini un luogo pubblico, una funzione

sociale di svago e di rapporto con il fiume, la presenza della statale, una strada a

scorrimento veloce che si è interposta tra l’Arno e il margine urbano, provocando un

5

forte abbassamento della qualità urbana dovuta alla presenza di traffico congestionato

in alcune ore della giornata e troppo veloce in altre. Questa situazione può migliorare

con la realizzazione di una nuova rete stradale, per il passaggio est-ovest della città,

che dovrebbe assorbire il traffico passante e permettere la trasformazione in strada

urbana della statale, consentendo l’uso di parte della sede stradale per pedoni e

ciclisti. Attualmente il tratto lungo l’area in esame non presenta neppure i marciapiedi.

L’avvio del progetto presuppone la scelta di demolire l’attuale palazzo delle

esposizioni, le motivazioni sono varie: Il cambiamento delle condizioni socio-

economiche ha annullato le necessità per cui era sorto, l’utilizzo attuale è saltuario e per

le più svariate necessità a cui viene adattato con risultati scadenti. Per la sua

riconvenzione occorre un radicale intervento sia dal punto di vista distributivo che

strutturale e impiantistico. La struttura necessita di una manutenzione urgente, in molti

punti i ferri d’armatura affiorano in superficie a causa del degrado, inoltre la sua

destinazione ne fa un edificio rischio elevato e, pur non essendo imposto dalla

normativa, un adeguamento sismico sarebbe auspicabile. L’edificio non ha particolare

valenza architettonica, è stato concepito come un oggetto a se stante e risulta alieno

all’intorno. Inoltre la posizione al centro del lotto non è favorevole, in quando va

separare la parte più vicina al centro storico dalla zona della pineta.

Il progetto prevede la creazione di una piazza su cui si affacciano tutti gli edifici,

collegata direttamente ad un giardino. Questo è ricavato dall’area occupata dal

parcheggio dove sono già presenti numerosi grandi pini. Al centro della piazza si

posiziona l’auditorium, l’elemento principale del progetto.

Il porticato presente sotto le due stecche di edifici con piano terra dedicato a negozi e

primo ad abitazioni, è il naturale prolungamento del percorso pedonale proveniente

dal centro storico, attraverso via Ridolfi. Gli edifici prevedono aperture che permettono

il passaggio verso la piazza e il giardino.

L’albergo è su un piano rialzato di due metri rispetto alla piazza e va a chiudere il lato

nord, in modo da proteggere la piazza dal traffico. Tutta la parte ovest della piazza è

occupata dal parcheggio interrato

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superficie volume

spazio espositivo ed auditorium 4.955 m2 36.904 m3

albergo 6.516 m2 23.621 m3

negozi e abitazioni 3.570 m2 11.603 m3

totale 15.041 m2 72.127 m3

parcheggi superficie posti

parcheggio interrato 8.532 m2 251

parcheggio albergo 3.536 m2 118

parcheggi superficie 654 m2 45

totale 12.722 m2 414

Fig. 4 viste dell’intervento in progetto.

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L ’ A U I D I T O R I U M

A cus t i c a e a r ch i t e t t u r a

Un tempo di riverberazione alto da un effetto di pienezza del suono che va a discapito

della chiarezza del suono, gli stili musicali sono nati anche in relazione a tipi particolari

di sala, in relazione all’ambiente acustico.

Per cantanti, musicisti e ascoltatori non è solo importante il tempo di riverberazione

(determinato dal volume dello spazio interno e dall'assorbimento totale del materiale

delle superficie) ma piuttosto il momento dell'inizio della vibrazione dello spazio, il

processo dello sviluppo graduale della risonanza, ovverosia la questione da dove, a

quale distanza temporale e in quale quantità le riflessioni sonore giungano ad un

possibile ascoltatore da una determinata posizione della fonte sonora.

Esistono molti criteri di valutazione acustica nella letteratura specializzata e in particolare

nella norma ISO 3382, inoltre si possono eseguire simulazioni al calcolatore di acustica

architettonica, tramite un modello tridimensionale alle cui superfici viene assegnato un

coefficiente di assorbimento e uno di diffusione per ogni frequenza.

Fig. 5 Tempi di riverberazione per tipologia di sala.

8

Valori di volume per posto a sedere adatti ad ottenere un’adeguata risonanza:

sala conferenze 4-6 m3

teatro di prosa 4-6 m3

spazio polifunzionale (musica e prosa) 6-9 m3

musica sinfonica 10-11 m3

chiese >10 m3

sale prova 15-50 m3

L a f l e s s ib i l i t à de l l o sp az io

La flessibilità dello spazio ovvero la capacità di adattamento alle diverse situazioni

(spettacolari) o esigenze (acustiche) mediante la convertibilità delle caratteristiche, è

obiettivo perseguito dai progettisti di luoghi dello spettacolo, a partire dagl i anni ’60,

con ricerche incentrate sulla flessibilità acustica. È necessario poter variare la sonorità

degli ambienti per rappresentare spettacoli di un repertorio molto vasto e di epoche

diverse, con esigenze foniche diverse, dagli spazi ampliamente riverberanti per gli

organi romantici agli spazi secchi per le composizioni barocche. Occorre quindi un

luogo capace di variare la forma, la dimensione, la sonorità, la funzionalità.

Solo i centri maggiori e le aree metropolitane, vale a dire dove è possibile un sicuro

riscontro economico dovuto alla consistente massa di pubblico, possono concedersi il

“lusso” di realizzare teatri e auditorium. Questo esclude la parte più cospicua del

territorio, caratterizzata da centri medio piccoli come Empoli, da una diffusa

partecipazione agli eventi artistici. La non economicità delle sale monouso, specifiche

per una tipologia di spettacolo, spinge verso la scelta della sala flessibile pluriuso, con

possibilità di alternare esibizioni appartenenti a tipi dissimili e promuovere l’uso della

struttura durante l’intera giornata alfine di coinvolgere il maggior numero di utenti.

La sala deve consentire rilevanti livelli di variabilità, sia dimensionale che acustica,

modificando la posizione di alcuni elementi, attraverso lo spostamento del soffitto

oppure elementi verticali per ottenere dimensioni ridotte.

Le condizioni di acustica ambientale sono adattabili nel momento in cui le superfici, di

preferenza delle pareti, siano acusticamente modificabili. Il caso più semplice è

rappresentato da rivestimento con tendaggio delle pareti fono riflettenti o dalla

movimentazione di tende a rullo fono assorbenti, motorizzate. Il successo delle misure

acustiche variabili è determinato dalla facilità di utilizzo e adattamento da parte

dell’utenza finale.

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I L P R O G E T T O

Fig. 6 Viste dell’auditorium e sala espositiva.

La possibilità di un territorio urbano di competere con altre realtà e porsi come polo di

attrazione non dipende esclusivamente dall’adeguatezza e dalla qualità delle sue

infrastrutture tradizionalmente a supporto dello sviluppo di insediamenti produttivi.

Dipende anche dalla sua capacità di offrire e strutture per tutte le attività che migliorano

la qualità della vita e dell’ambiente, attività che a loro volta creano e attirano nuove

figure imprenditoriali. È all’interno di questo tipo di considerazioni che si è collocato il

progetto per un auditorium, luogo per la musica, ma pensato strutturalmente flessibile

per rispondere ad un complesso di funzioni. Una struttura in grado di aumentare la

competitività del sistema urbano.

La forma quadrangolare di molte sale sinfoniche storiche appare la più adatta per doti

acustiche e di duttilità. Il volume dell’edificio è dimensionato su quello di una sala da

concerto di musica classica: 600 spettatori, per ottenere un tempo di riverberazione

accettabile occorre 10 m3 per spettatore, quindi 6000 m3. Valutando in prima

approssimazione un metro quadro per spettatore, occorre una sala di 600 m2 e

un’altezza di 10 m. Per adattare la sala ad utilizzazioni che necessitano di tempi di

riverberazione bassi il soffitto è dotato di pannelli mobili che permettono di diminuire

l’altezza della sala fino a 6 m ottenendo così 6 m3 per spettatore, volume ottimale per

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sale conferenze e teatri di prosa.

L’ingombro delle poltrone è di 60 cm di larghezza e 110 cm di lunghezza

considerando anche lo spazio antistante. La sala è divisa in due settori di 10 file, ogni

fila ha 30 poltroncine. Ogni fila è divisa in tre parti dai corridoi, il maggior spazio è dato

alla zona centrale con 14 poltrone (numero che è preferibile non superare per ragioni

di accesso), le due parti laterali sono costituite da 8 poltrone. i corridoi sono di 1,5

metri. Entrambi i settori sono costituiti da gradoni sfalsati di 15 cm in modo garantire a

tutti la visibilità del palco.

Per variare l’uso della sala occorre, oltre che cambiare il volume, mutare le superfici

assorbenti o riflettenti secondo l’impiego. Sopra al palco è previsto un panello

riflettente che il compito di indirizzare il suono dell’orchestra sulla sala, durante usi

diversi il pannello viene alzato, la parete di fondo è rivestita in materiale assorbente per

evitare echi fastidiosi per ogni uso. Le pareti laterali fono riflettenti garantiscono un

comportamento ottimale per i concerti di musica classica, ma pessimo per quanto

riguarda l’uso come sala conferenze, teatro di prosa o per concerti con musica

amplificata. Per risolvere questo problema le pareti sono rivestite da pannelli ad

assorbimento variabile, trasformando in questa maniera una sala musicale molto sonora

in un ambiente con una migliore intelligibilità verbale. Inoltre gli altoparlanti utilizzati

dovranno essere particolarmente direttivi, vale a dire che irradino esclusivamente verso

il pubblico. Per ottenere le giuste prestazioni acustiche occorre uno studio opportuno,

che esula dal contenuto di questa tesi.

Il progetto prevede accorpare l’auditorium e la sala espositiva ih modo da sfruttare in

comune alcuni spazzi, come l’ingresso, il guardaroba, il bar. La sala espositiva è di 1178

m2 ed è frazionabile in due. L’auditorium ha una sala da 600 posti posiziona al centro

dell’edifico, sul fronte e sul retro trovano posto gli uffici, le sale prova nonché il

deposito e i locali tecnici.

L’ingresso si volge verso il centro storico ed è l’elemento che si evidenzia arrivando

sull’area da via Ridolfi. La copertura della sala espositiva è realizzata con degli shed in

modo da avere illuminazione dall’alto su tutta la superficie. È stata considerata una

maglia strutturale regolare di 8,40 x 8,40 m in modo da favorire la prefabbricazione

degli elementi strutturali. La maglia scelta risulta ottima per le esigenze del parcheggio,

che si estende sotto l’auditorium, la sala espositiva e la piazza. Il parcheggio è di circa

8.500 m2 ed ha 251 posti, è diviso in due compartimenti dotati di rampa di uscita, le

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uscite pedonali sono due dotate di ascensore e una di sola emergenza.

Le due parti dell’edificio si differenzia tramite i rivestimenti utilizzati: per la sala espositiva

è stata scelta la pietra Santafiora tipo Leopard levigato; l’Auditorium è semplicemente

intonacato fino alla quota di 5,6 m (che corrisponde all’altezza della sala espositiva),

mentre al di sopra è applicato un rivestimento in doge in cotto Sannini T-type. Queste

hanno la funzione di elementi frangisole e evidenziano la parte superiore dell’auditorium

come un volume omogeneo che appare sospesero sulla piazza.

Fig. 7 Santafiora tipo Leopard levigato

Fig. 8 doghe in cotto Sannini T-type

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Fig. 9 sezione dell’auditorium.

Fig. 10 pianta del piano terra dell’auditorium e sala espositiva.

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Fig. 11 pianta del piano primo dell’auditorium

Fig. 12 Pianta piano interrato.

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L ’ A L B E R G O

Gl i s paz i de l l ’ a lbe r go

Gli elementi che costituiscono l’albergo variano con la destinazione della struttura e

delle sue dimensioni. In termini di superficie e di attenzione progettuale richiesta la

zona camere costituisce la parte più importante della struttura, occupa una percentuale

che in genere varia fra il 70 e l’80 del totale. Gli alberghi di alto livello presentano una

percentuale minore di area totale riservata alle camere, in quanto devono tener conto

di una gamma di servizi ausiliari quali l’area dedicata a varie tipologie di ristorazione,

l’area dedicata alle conferenze, quella per il tempo libero, palestra piuttosto, centro

benessere ecc..

L’area di ricevimento rappresenta lo spazio più caratteristico della struttura. Tramite

l’ingresso, si accede all’atrio dove sono presenti i servizi di accettazione, portineria e

segreteria. Tutto il pacchetto è detto front office e ha una relativa zona di attesa e di

sosta. L’area di ricevimento comprende anche locali sussidiari destinati ad uffici,

depositi bagagli, sevizi igienici e quant’altro. L’atrio costituisce la zona di circolazione, di

controllo e d’incontro più importante dell’organismo ricettivo, da qui accede alla zona

ascensori e alle zona accessorie, come bar e ristoranti.

La zona camere deve rispondere ad esigenze di fruizione, comfort, sicurezza,

benessere e privacy. La tipologia di camera più comune è quella doppia, rappresenta il

75% negli gli alberghi di tipo business, mentre in quelli di tipo leisure c’è uguale richiesta

di camere doppie e triple, circa il 40% ciascuno. Le camere con letto singolo sono

richieste soprattutto nell’attività business, circa il 15%, altra tipologia da considerare è la

camera suite, che indica un piccolo appartamento costituito da ingresso, salotto, una o

più camere contigue e bagno. Le scelte del progetto sono orientate verso due sole

dimensioni delle camere, una per le camere doppie e per le singole ed una per le

triple, e le suite.

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I L P R O G E T T O

Fig. 13 Viste dell’albergo.

L’ipotesi di questo insediamento alberghiero ha come obiettivo un tipo di clientela

business e di turismo itinerante per far fronte alla numerosa richiesta di posti letto che

normalmente si crea nelle zone a turismo diffuso e nelle realtà industriali evolute. Il

comune di Empoli non dispone di nessuna struttura alberghiera a quattro stelle di

carattere commerciale/congressuale ed anche i comuni del Circondario e quelli del

comprensorio del Cuoio non risultano sufficientemente attrezzati. Il possibile bacino

d’utenza di un insediamento di questo tipo è riferito non solo al territorio del comune

di Empoli, ma anche al distretto economico dell’ Empolese Val d’ Elsa ed al distretto

conciario di Santa Croce sull’ Arno. Inoltre dobbiamo considerare la crescita delle

attività in ambito turistico - rurale, che coinvolge soprattutto una parte del circondario

(ad esempio Vinci, Certaldo, Castelfiorentino, Montaione, Gambassi), ma che può avere

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ricadute importanti sull’intera area. Si tratta di un’ulteriore direttrice di sviluppo, a

complemento della posizione centrale dell’area rispetto al triangolo Firenze, Pisa, Siena.

L’hotel in progetto è di categoria 4 stelle e dispone di 108 camere. Come servizi

propone un ristorante per 150 persone, un tetto attrezzato a giardino con piscina e

bar, una sala convegni da 182 posti frazionabile in due da 70 posti, e da una sala

riunioni, inoltre l’attività congressuale è collegata con l’auditorium da 600 posti

adiacente. Sotto l’èdificio è presente un parcheggio con 120 posti auto, oltre ad uno

spazio per soste brevi di fronte all’albergo in grado di accogliere anche pullman.

L’edificio è costituito da cinque piani, quello interrato è occupato dal parcheggio, al

piano terra sono posizionati gli spazzi comuni e gli altri tre sono occupati da camere.

Nella zona centrale del piano terra troviamo la reception, il bar e gli uffici per la gestione

dell’albergo, l’accesso avviene sia dal lato lungo l’Arno che dalla piazza. Nella parte est

del piano terra si trova il ristorante, accessibile sia dal lato Arno che dalla piazza,

oppure direttamente dalla reception per i clienti dell’albergo.

La progettazione dell’albergo è iniziata cercando una maglia strutturale che ben si

adattasse alla distribuzione delle camere e del parcheggio sotterraneo. La maglia

strutturale quadrata di 8,4 x 8,4 m si adatta bene alle esigenze.

Le camere si basano su due dimensioni una di circa 23 m2 ed una di circa 33 m2 quella

più piccola può essere usata come camera matrimoniale standard o come singola,

quella più grande è utilizzabile come camera tripla o matrimoniale superiore,

denominata comunemente junior-suite, la camera suite è composta da due camere

piccole. Limitando a solo due dimensioni di camere è stato possibile soddisfare tutte le

richieste tipologiche.

Fig. 14 Pianta del piano interrato

17

Fig. 15 Pianta del paino terra.

Fig. 16 Pianta del piano tipo.

Fig. 17 Pianta del piano copertura

Fig. 18 Le camere tipo.

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I L P R O G E T T O S T R U T T U R A L E D E L L ’ A U D I T O R I U M

Le s t r u t t u re de g l i aud i to r i u m

Le strutture degli auditorium sono le più varie, la soluzione adottata dipende dalla forma

e dalle prestazioni richieste. Nella maggior parte dei progetti, soprattutto se le strutture

sono nascoste alla vista sia all’interno che all’esterno, vengono proposte soluzioni

tradizionali, in particolari reticolari in acciaio. Non mancano le soluzioni strutturali

particolari. Gli edifici con forme più complesse sono, in genere, risolti con strutture in

acciaio, che meglio si prestano a soluzioni speciali. Anche se le coperture sono spesso

con capriate in acciaio, sono in aumentando le soluzioni in legno lamellare. Non

mancano neppure le strutture miste: acciaio-calcestruzzo, legno-calcestruzzo e

capriate in legno e acciaio. Le strutture con soletta collaborante risultano

particolarmente indicate per migliorare l’isolamento acustico, il suono trasmesso per via

aerea è abbattuto maggiormente da strutture pesanti.

L a s t r u t t u r a

La struttura è costituita da telai in calcestruzzo armato su fondazione a platea. La maglia

dei pilastri è quadrata con luci di 8,4 m. In corrispondenza della sala la maglia si

interrompe e la luce in direzione trasversale arriva a 25,2 m. la copertura della sala è

realizzata con travi in legno lamellare collaboranti con la soletta in calcestruzzo. I solai

sono alveolari per il piano terra mentre per gli altri piani dove il carico è minore sono di

tipo predalle.

Fig. 19 Immagine della struttura

19

Fig. 20 Immagine della struttura

De f i n i z ione de l l e az ion i su l l a cos t r uz ione

Le azioni sono definite nel DM infrastrutture 14 gennaio 2008 e nella circolare

applicativa n. 617 del 2 febbraio 2009.

Vita nominale

la costruzione rientra nel tipo 2 della tabella 2.4.I, Opere ordinarie, ponti, opere

infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o di importanza normale.

VN ≥ 50 anni

Classe d’uso

L’auditorium prevede affollamenti significativi. Classe III

Il valore del coefficiente d’uso CU è definito, al variare della classe d’uso, secondo

Tabella 2.4.II. CU = 1,5

Periodo di riferimento per l’azione sismica

Le azioni sismiche su ciascuna costruzione vengono valutate in relazione ad un periodo

di riferimento VR che si ricava, per ciascun tipo di costruzione, moltiplicandone la vita

nominale VN per il coefficiente d’uso CU :

VR = VN CU = 75 anni

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Fig. 21 Pianta primo solaio

21

Fig. 22 Pianta secondo e terzo solaio.

22

Fig. 23 Pianta copertura.

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C r i t e r i d i mode l l az ione de l l a s t r u t t u r a

Il DM 14 Gennaio 2008 richiede che il modello della struttura sia tridimensionale e

rappresentare in modo adeguato le effettive distribuzioni spaziali di massa, rigidezza e

resistenza, con particolare attenzione alle situazioni nelle quali componenti orizzontali

dell’azione sismica possono produrre forze d’inerzia verticali (travi di grande luce,

sbalzi significativi, etc.). Nella definizione del modello alcuni elementi strutturali,

considerati “secondari”, e gli elementi non strutturali autoportanti (tamponature e

tramezzi), possono essere rappresentati unicamente in termini di massa, considerando

il loro contributo alla rigidezza e alla resistenza del sistema strutturale solo qualora essi

possiedano rigidezza e resistenza tali da modificare significativamente il

comportamento del modello. Gli orizzontamenti della struttura possono essere

considerati infinitamente rigidi nel loro piano, in quanto dotati di soletta in cemento

armato di almeno 40 mm di spessore, il solaio di copertura della sala è dotato di soletta

di 50 mm di spessore collegata da connettori a taglio.

Fig. 24 Modello SAP2000

Il modello della struttura è dettato da condizioni geometriche ed ipotesi progettuali. I

pilastri e le travi sono stati inseriti come elemeti “frame”, mentre i settui e gli ascensori

come elementi “shell”. Per verificare la bontà della meshiatura degli elementi shell è stata

infittita in un altro modello, una volta verificato che i risultati erano coerenti è stato

considerato valido questo modello, da un punto di vista computazionale più leggero, e

su di esso sono state svolte le successive analisi.

I primi modi di vibrazione riguardano le travi della copertura. Questi sono tutti modi

verticali che non influenzano l’analisi perché l’azione verticale non è considerata.

Essendo la trave di luce maggiore di 20 m l’effetto dell’azione sismica verticale deve

24

essere considerata, questo è stato fatto separatamente. I risultati dell’anali evidenziano il

buon comportamento dell’edificio, i primi due modi sono di sola traslazione e solo i

terzo presenta rotazione.

Fig. 25 Forma modale n°13, periodo 0,5196 s.

Fig. 26 Forma modale n°17, periodo 0,4938 s.

Fig. 27 Forma modale n°18, periodo 0,4235 s.

25

Fig. 28 Spettri di risposta elastici per i diversi Stati Limite

Fig. 29 Spettri di risposta SLV Fig. 30 Spettri di risposta SLD

26

So l l e c i t az ion i s t a to l i m i t e u l t i mo

Nell’edificio possiamo distinguere tre tipi di telaio:

Telaio 1 Telaio 2 Telaio 3

Riporto di seguito i grafici delle sollecitazioni delle tre tipologie di telai e dei due telai

laterali, nella combinazione “inviluppo slu”. La parte rossa corrisponde alla

combinazione “SLV” che considera l’azione sismica combinata con gli altri carichi. La

parte blu corrisponde alla combinazione fondamentale “SLU”, che considera i carichi

statici amplificati.

Fig. 31 Telaio 1.

Fig. 32 Telaio 2.

27

Fig. 33 Telaio 3, momento flettente.

Fig. 34 Telaio lato setto, momento flettente.

Fig. 35 Telaio lato setto, taglio

Fig. 36 Telaio lato setto, sforzo normale.

28

L A C O P E R T U R A D E L L ’ A U D I T O R I U M

Fig. 37 Pianta della copertura.

Fig. 38 Sezione trasversale sala auditorium.

La copertura è costituita da travi in legno lamellare collaboranti con la soletta in

calcestruzzo. Questa soluzione garantisce elevata rigidezza del solaio nel proprio

piano, stabilizza le travi impedendone lo svergolamento e permette la diminuzione

della freccia di inflessione rispetto alle sole travi in legno, inoltre la massa del

calcestruzzo garantisce un adeguato isolamento acustico della sala.

L’idea originale di far collaborare calcestruzzo e legno risale al 1956 ad opera di

Möhler, le prime importanti realizzazioni con elementi strutturali composti in legno-

calcestruzzo sono apparse in Svezia a partire dagli anni Settanta ed hanno avuto

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un’espansione industriale in Norvegia ed in Finlandia. La prima tecnica italiana di rinforzo

dei solai lignei è la Turrini-Piazza nel 1983 e appartiene alla famiglia dei connettori a

spinotti. Tale metodo è stato ideato fondamentalmente per interventi di recupero

strutturale di solai in legno riferiti alla casistica tipica italiana.

Fig. 39 Sezione longitudinale del sistema Turrini-Piazza.

Per la trasmissione delle forze di taglio si usano come spinotti dei tondini ad aderenza

migliorata impiegati normalmente per il C.A., piegati a forma di “L” e infissi tramite resina

epossidica nei fori creati nella trave. I migliori risultati si ottengono evitando una forte

concentrazione di sforzi di connessione in pochi punti, realizzando in altre parole un

collegamento tra legno e cls relativamente continuo, effettuato con connettori di

diametro non elevato e posti a distanza non eccessiva. La distanza tra gli spinotti a

taglio nelle zone di massimo sforzo non deve essere inferiore ad otto volte il diametro

stesso dello spinotto.

Tale sistema di connessione risulta deformabile per la presenza di scorrimenti non

trascurabili sulla superficie di contatto tra gli elementi connessi, dovuta alla

deformazione del connettore e a fenomeni di rifollamento del legno dovuto alle

caratteristiche fisiche del materiale, che subisce notevoli plasticizzazioni nelle zone

compresse dal connettore. Tale tensione deve essere adeguatamente distribuita su una

buona superficie di contatto aumentando il numero di connettori o aumentando la

dimensione di contatto del connettore (il diametro).

Le CNR-DT 206/2007 al punto 8.2 stabiliscono che la verifica a taglio delle sezioni

terminali di travi con intagli deve essere svolta tenendo conto dello stato tensionale

causato dall’intaglio, con riferimento all’altezza effettiva ridotta (hef) della sezione

trasversale.

30

Nel caso in cui siano presenti tensioni di trazione in corrispondenza dell’intaglio purché

la lunghezza del tratto rastremato sia non inferiore a 10 volte (h-hef) ed hef sia non

minore di h/2, si deve verificare quindi la seguente condizione:

valida per travi a sezione trasversale rettangolare con fibratura parallela all’asse

longitudinale della trave stessa.

E’ sconsigliabile l’uso di travi con intagli senza rastremazione o con lunghezza del tratto

rastremato inferiore a 10 volte (h-hef) senza che siano presi opportuni provvedimenti

per contrastare l’apertura delle fessure del materiale in zona tesa.

Per evitare tensioni perpendicolari alla fibratura in zona tesa, oltre a rispettare le

limitazioni imposte, la parte dritta e inclinata della trave sono raccordate con una curva

e vengono incollate due lamelle lungo tutta la parte inferiore della trave. In questo

modo nella parte inclinata le tensioni sono parallele alla fibratura dalle due lamelle.

Ve r i f i ca de l l a t r ave i n l e gno l ame l l a re

La trave è stata verificata in tre fasi:

Fase 0

La trave è posizionata sulla copertura e viene gettata la soletta in calcestruzzo. Prima di

collaborare con il calcestruzzo la trave in legno assorbe tutto il carico, le tensioni che il

carico permanente generano nella trave resteranno per tutta la vita della struttura, non

andranno mai sulla parte in calcestruzzo.

Fase 1

In questa fase il calcestruzzo e il legno collaborano e la trave deve essere verificata con

i carichi aggiunti alla fase 0. La tensione sul legno della fase 0 va sottratta alla resistenza

del legno.

Fase ∞

è necessario verificare sul lungo tempo a causa delle deformazioni viscose dei materiali.

Queste generano maggiori deformazioni e una migrazione delle tensioni dal

calcestruzzo al legno.

inoltre sono state effettuate le verifiche in caso d’incendio e sisma.

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Fig. 40 Sezione trasversale della trave.

Caratteristiche geometriche:

luce trave 24,70 m

luce di carico 2,1 m

spessore tavolato 4,5 cm

distanza baricentri 88,5 cm

larghezza trave 24 cm

altezza trave 160 cm

area trave 3840 cm2

momento d'inerzia 8192000 cm4

modulo di resistenza 102400 cm3

altezza trave agli appoggi 80 cm

larghezza efficace soletta 210 cm

altezza soletta 8 cm

area soletta 1680 cm2

momento d'inerzia soletta 8960 cm4

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Fig. 41 Particolare dell’appoggio sulla trave in cls.

Fig. 42 Particolare della trave.

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L E T R A V I I N C A L C E S T R U Z Z O A R M A T O

Fig. 43 Telaio 1

Fig. 44 Telaio 2

Trave 109-110-111-112

34

Fig. 45 Grafico momento sollecitante – momento resistente.

Fig. 46 Grafico taglio sollecitante – taglio resistente.

35

Trave 133-134-106-107-108

Fig. 47 Grafico momento sollecitante – momento resistente.

Fig. 48 Grafico taglio sollecitante – taglio resistente.

36

Trave 233-234-206-207-208

Fig. 49 Grafico momento sollecitante – momento resistente.

Verifica a taglio

Fig. 50 Grafico taglio sollecitante – taglio resistente.

37

Trave 408-412-416-420-424

Fig. 51 Grafico momento sollecitante – momento resistente.

Verifica a taglio

Fig. 52 Grafico taglio sollecitante – taglio resistente.

38

Fig. 53 Dettaglio della posa del solaio alveolare.

39

I P I L A S T R I I N C A L C E S T R U Z Z O A R M A T O

Ve r i f i che p i l a s t r i

Fig. 54 Telaio 1

Fig. 55 Telaio 2

40

PILASTRO N°7

Fig. 56 Sezione longitudinale pilastro

41

PILASTRO N°9

Fig. 57 Sezione longitudinale pilastro

42

Fig. 58 dettaglio del nodo 107.

43

L E P A R E T I I N C A L C E S T R U Z Z O A R M A T O

Fig. 59 Sezione longitudinale del setto.

44

C O N C L U S I O N I

Il lavoro svolto è partito da un attento studio del sito, dalla sua storia a al suo stato

attuale a l’analisi dell’intorno. Successivamente sono state analizzate le ipotesi di

intervento previste e scelto quella più adatta. Il passo successivo è stato la

pianificazione dell’area, gli edifici sono organizzati intorno alla piazza-giardino e sono

collegati fra di loro e con l’esterno tramite percorsi pedonali, in particolare la linea di

edifici lungo la strada è da considerarsi non come una barriera ma come un filtro che

separa la piazza dalla via ma ne facilità l’accesso con numerosi varchi.

Per la progettazione dell’albergo e dell’auditorium è stato necessario uno studio di

queste tipologie, in modo da capire le necessità e peculiarità che le caratterizzano.

L’auditorium è stato progettato come luogo per la musica, ma pensato strutturalmente

flessibile per rispondere ad un complesso di funzioni, come quella di sala congressi.

Per l’insediamento alberghiero è stato definito un tipo di clientela misto fra business e di

turismo ed è stato dotato di una propria sala convegni. Annessa all’auditorium c’è una

sala espositiva con cui condivide gli spazi di servizio.

Per completare l’esperienza progettuale è stata progettata la struttura dell’auditorium. Il

calcestruzzo armato è stato stimato il materiale più adatto per questo edificio, La

copertura della sala è stata risolta con l’utilizzo di travi in legno lamellare collaboranti

con la soletta in calcestruzzo.

La situazione di stallo in cui verte l’area che non può che avere come conseguenza il

degrado, inaccettabile per uno spazio cosi pregevole. Il lavoro svolto rappresenta una

soluzione volta creare sviluppo ed aumentare la competitività del sistema urbano.