Strutture in calcestruzzo armato

 

Raramente utilizziamo calcestruzzo in interventi di recupero o di restauro, quindi normalmente i temi inerenti sono applicati a casi di nuova costruzione (come nel caso qui rappresentato, a seguito di demolizione di comparto industriale dismesso).

Il punto di partenza progettuale è ovviamente il progetto architettonico, e una notevole parte del progetto strutturale nasce direttamente sull'architettonico. Infatti il dimensionamento di una trave o di un pilastro in calcestruzzo è un problema analitico indeterminato, con più variabili che equazioni: ovvero possono essere progettate infinite travi che assolvono lo stesso ruolo. Pertanto diventa cruciale, prima di passare al modello di calcolo vero e proprio, il predimensionamento corretto di tutti gli elementi principali dell'impalcato, travi, pilastri, tasche strutturali per ventilazione, impianti o ascensori, in modo da controllare sul progetto architettonico il primo livello di compatibilità interdisciplinare.

Questo lo facciamo con un tool di calcolo proprietario, sviluppato ad hoc per ottenere indicazioni affidabili, direttamente in Archicad, sulle dimensioni delle sezioni strutturali e sui quantitativi di acciaio di armatura necessarie. Dopo questo passaggio, si sfruttano le vere potenzialità del BIM: il modello strutturale viene trasportato da Archicad al software di calcolo prescelto (abbiamo due-tre alternative a seconda delle necessità), ottenendo una perfetta coincidenza geometrica con l'architettonico.

A seguito dell'affinamento del modello (vincoli interni, carichi e combinazioni di carico, materiali, ecc.) si procede alla simulazione numerica vera e propria, utilizzando normalmente il metodo dell'analisi modale. Lo studio delle deformazioni (sia statiche che dinamiche) può suggerire alcune rettifiche, le quali vengono prima verificate per la loro efficacia strutturale, poi, sempre nell'interfaccia BIM, ne viene controllata la compatibilità con il progetto architettonico, che riceve le modifiche geometriche del caso.

Per l'esperienza che abbiamo acquisito, questo processo richiede al massimo uno o due passaggi; successivamente il modello di calcolo, ormai definitivo, può procedere nel produrre le relazioni di calcolo, i disegni esecutivi delle carpenterie, i dettagli costruttivi e quanto necessita alla computazione delle opere, in quanto viene utilizzata un'interfaccia BIM fra le quantità dei materiali inserite nel modello e il software di computazione analitica delle opere.

Ulteriori piccoli affinamenti possono riguardare il controllo dei conflitti di collisione con i passaggi impiantistici minori: questi vengono gestiti con l'impiego di un software apposito, in grado di confrontare il modello BIM impiantistico con il modello BIM strutturale, e ne viene valutata la rilevanza, prendendo decisioni (prima del cantiere) sull'introduzione di eventuali ulteriori forometrie nelle strutture oppure di modifiche parziali ai percorsi impiantistici previsti. L'obiettivo è intercettare quanto più possibile queste criticità in fase di progetto, in modo che il cantiere possa procedere con quanta maggiore efficacia possibile.

Il progetto di cui sopra presentiamo uno stralcio di impalcato, ha richiesto la produzione di oltre 200 tavole esecutive di cantiere, per realizzare circa 80.000 mc di volume edilizio complessivo. Grazie a questo livello di ingegnerizzazione, a gennaio si sono tracciate le fondazioni, ad agosto le coperture in legno erano in fase di montaggio. Solo 8 mesi.

In diversi contesti, abbiamo utilizzato di volta in volta calcestruzzo gettato in opera, precompresso, lastre in predalles, in calcestruzzo alveolare, travi REP, strutture miste acciaio-calcestruzzo, piastre nervate o alleggerite... le scelte di merito dipendono sempre dall'ottimizzazione delle esigenze progettuali, in confronto anche con le esigenze di cantiere per quanto a logistica, movimentazione, approvvigionamento, sequenze di montaggio e tempi di esecuzione.

Il progetto strutturale è quindi sempre discusso anche in termini di problematiche ergotecniche e di sicurezza del cantiere, risultando, ancora una volta, un prodotto altamente interdisciplinare.