Riqualificazione in acciaio di un edificio residenziale

Realizzazione di una sopraelevazione di un piano sfruttando le peculiarità dell’acciaio, materiale resistente e leggero.

Nella zona urbana residenziale di Faenza, comune in provincia di Ravenna, è stato progettato l’intervento di ristrutturazione edilizia di un’abitazione esistente, compreso di una sopraelevazione dell’attuale lastrico solare con un piano adibito ad attico, in acciaio e vetro, e l’installazione di un ascensore esterno per abbattere le barriere architettoniche tra il primo ed il secondo livello.

Strutturalmente, la realizzazione di un nuovo piano ha determinato la necessità di un adeguamento sismico del fabbricato esistente in c.a., possibile grazie ad interventi atti a conseguire i livelli di sicurezza previsti dalle attuali Norme Tecniche.

In un contesto in cui i locali interni risultavano ancora arredati e abitati, è stata sviluppata una soluzione innovativa che prevedeva la sopraelevazione di un piano tramite l’interposizione di un sistema di isolatori sismici alla sommità dell’edificio esistente, sfruttando le principali caratteristiche dell’acciaio per la realizzazione della nuova struttura.
La nuova sopraelevazione, “tarata” opportunamente in termini di massa, limita il movimento sismico del telaio inferiore, creando una sorta di sistema “Tuned Mass Damper (TMD) abitato”.

La planimetria dell’edificio nel suo complesso è all’incirca quadrata, caratterizzata da dimensioni in pianta di circa 16,5×16,4 m, costituita da un piano seminterrato e due piani fuori terra, per uno sviluppo in elevazione di 8,5 m.
La struttura portante è costituita da un telaio spaziale costituito da travi e pilastri in c.a., e da pareti in c.a. per il piano seminterrato e per il vano scala.

Il progetto

La nuova realizzazione della sopraelevazione è prevista mediante la nuova costruzione di un telaio in acciaio S275 e vetro ad uso civile-abitazione, di altezza netta pari a circa 3,7 m.

Questo ha richiesto la demolizione del solaio originale di copertura a falde, composto da un ulteriore solaio di muretti e tavelloni, e il consolidamento delle travi in c.a. esistenti nel sottotetto, tramite cordoli e plinti armati di appoggio delle nuove strutture in acciaio.

Per quanto riguarda la realizzazione della sopraelevazione, in corrispondenza della sommità dei pilastri in c.a., sono stati installati isolatori in gomma ad alta dissipazione di energia (High Damping Rubber Bearings, HDRB).
Gli HDRB sono stati imbullonati a piastre metalliche esterne che consentono il fissaggio alle strutture adiacenti mediante barre e iniezioni di resine epossidiche. La funzione principale degli isolatori sismici è quella di abbattere l’azione sismica riducendo le forze orizzontali che sollecitano la struttura in caso di terremoto.
Sopra gli isolatori è stato posizionato un grigliato in acciaio composto da travi HEA 200 e HEA 140, in sommità alle quali sono a loro volta collegati i pilastri in tubolari di sez 160x6mm, atti a sostenere una copertura formata da travi principali in profili Ipe 270 e secondarie in profili IPE 160, e pannelli coibentati in lamiera grecata. Il telaio è stato controventato mediante barre tondedi diametro 24.

I pilastri d’angolo e perimetrali esistenti in c.a. sono stati rinforzati mediante incamiciature in cemento armato ancorate esternamente alle strutture esistenti tramite barre innestate con resine epossidiche. Tale intervento ha permesso di conseguire l’aumento della capacità portante verticale e della resistenza a flessione e taglio della struttura.

L’intervento si è quindi sviluppato nelle seguenti fasi:

1. Demolizione coperto e rilievo dell’impalcato di sottotetto
2. Montaggio impalcature esterne
3. Realizzazione consolidamenti esterni dei pilastri mediante camicie in c.a.
4. Rinforzo cordolo di copertura e realizzazione di cordoli armati rinforzati
5. Posizionamento delle contropiastre e getto dei cordoli in c.a.
6. Posizionamento degli isolatori
7. Montaggio della struttura in acciaio

La ristrutturazione descritta è il frutto di un compromesso tra costi, tempi e strategie strutturali, conformi al DM 14.01.08, per le seguenti motivazioni:

• la proposta sviluppata risulta meno invasiva in termini di interventi necessari sulle strutture esistenti interne, riducendo contestualmente i tempi di intervento e il disagio per gli abitanti del fabbricato;
• a fronte di un maggiore costo iniziale per la posa in opera di isolatori sismici e di un limitato costo di manutenzione futuro, si riducono i costi di intervento di adeguamento delle strutture esistenti;
• le caratteristiche di resistenza e leggerezza dell’acciaio hanno permesso di limitare in maniera significativa l’incremento di peso della struttura;
• dal punto di vista numerico, le analisi svolte hanno evidenziato che, pur non incrementando significativamente il periodo proprio della costruzione esistente, le sollecitazioni (taglio e momento flettente) sugli elementi strutturali resistenti, in particolare i pilastri, vengono ridotti del 30% circa rispetto alla soluzione convenzionale, a parità di interventi sull’esistente, limitando quindi la massima forza orizzontale trasmessa alla struttura.

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