La ristrutturazione e l'adeguamento sismico del Megastore Benetton a Verona | Ingegneri.info

La ristrutturazione e l’adeguamento sismico del Megastore Benetton a Verona

Il recupero, la ristrutturazione e l’adeguamento sismico di un edificio del ’500 sono stati resi possibili grazie alla realizzazione di tutta la parte di telaio strutturale con tecnologia NPS® New Performance System, curata da Tecnostrutture

© BENETTON GROUP
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Un edificio del ’500 in via Mazzini a Verona, vincolato dalla Soprintendenza alle Belle Arti, è la sede del nuovo Megastore Benetton.

Lo stabile insiste su un’area di circa 700 mq con uno sviluppo di 3 piani fuori terra, e negli anni ’50 furono apportate sostanziali modifiche strutturali. Notevole quindi lo sforzo di recupero, ristrutturazione e adeguamento sismico, per il quale si è ricorsi al Sistema NPS® di Tecnostrutture per i lavori descritti.

L’intervento richiesto a Tecnostrutture prevedeva il completo smantellamento dei piani interni, il mantenimento dell’involucro edilizio esterno e la creazione di una nuova struttura interna con un layout costituito da 2 piani destinati ad uso commerciale e 2 piani destinati ad uso residenziale.

La soluzione strutturale NPS® adottata ha permesso un notevole risparmio di costi e di tempo in quanto sono state eliminate la quasi totalità delle opere provvisionali ed è stata utilizzato il solaio esistente per mantenere stabile il pilastro per tutti i 15 m di altezza.

Una curiosità: il progetto architettonico originale prevedeva la controsoffittatura e il rivestimento in cartongesso degli impalcati e dei pilastri. Ad opere ultimate, vista la qualità dei dettagli e la gradevole finitura estetica del sistema NPS®, la committenza ha preferito lasciare l’intera struttura a vista nei comparti espositivi del Megastore.

Vincoli progettuali

  1. Intervento di ristrutturazione finalizzato all’adeguamento sismico della struttura esistente e al miglioramento delle strutture dei fabbricati contigui;
  2. mantenimento dell’involucro edilizio esistente, essendo un immobile vincolato dalle Belle Arti: pareti perimetrali, forometrie, copertura;
  3. impossibilità di intervenire all’esterno del perimetro del fabbricato per la presenza di strade, viali pedonali e altri fabbricati;
  4. necessità di realizzare una nuova struttura all’interno dell’involucro edilizio esistente;
  5. garanzia dei requisiti prestazionali, tali da consentire l’accesso alle nuove attività e destinazioni d’uso dei diversi livelli (piano terra e primo commerciali e restanti residenziali), oltre che l’integrità dell’involucro esistente alle azioni sismiche previste per norma;
  6. sostenimento in fase transitoria e definitiva l’involucro edilizio esistente;
  7. riduzione delle masse sismiche, ovvero del peso proprio della struttura per migliorare il comportamento dell’edificio;
  8. garanzia dei requisiti minimi di resistenza e duttilità;
  9. resistenza al fuoco per i primi due impalcati;
  10. richiesta la progettazione della struttura.

Vincoli di cantiere

  1. Limitata possibilità di movimentazione del materiale: no gru di cantiere, limitazione del peso a massimo 10 q e lunghezza a massimo 6,5 m;
  2. interferenza con le strutture provvisionali e le fasi di demolizione delle strutture interne esistenti;
  3. tempistiche strette: 3 mesi dal progetto alla realizzazione;
  4. rinvenimento di reperti storico-archeologico all’interno del cantiere.

La richiesta iniziale

Prevedeva la demolizione di alcune parti di solaio, la realizzazione di alcuni setti in calcestruzzo fino alla copertura, l’esecuzione delle opere provvisionali a sostegno della copertura e delle opere di carpenteria metallica sia dei pilastri sia dell’impalcato di copertura. A seguire la rimozione delle opere provvisionali e la realizzazione degli impalcati.

La soluzione Tecnostrutture con tecnologia NPS® New Performance System

Tecnostrutture ha proposto la realizzazione di tutta la parte di telaio strutturale con tecnologia NPS® New Performance System composto da: pilastri NPS® in acciaio successivamente riempiti di calcestruzzo, travi miste acciaio-calcestruzzo NPS® e solaio in lamiera grecata. In questo modo è stato possibile minimizzare le operazioni e gli interventi di messa in sicurezza in fase transitoria delle strutture esistenti, così come la contemporanea esecuzione delle opere di demolizione e realizzazione delle nuove strutture con ottimizzazione delle tempistiche di esecuzione e realizzazione delle opere in maggior sicurezza. E’ stata inoltre minimizzata la presenza di ponteggi e opere provvisionali per l’esecuzione dei lavori in quota e puntellazione dei nuovi solai.

La proposta progettuale in grado di rispondere alle esigenze e ai vincoli visti in precedenza, prevedeva un sistema costruttivo “up-down”, secondo i seguenti step:

  1. realizzazione dei setti in calcestruzzo e delle colonne miste acciaio-calcestruzzo NPS® dal livello interrato alle coperture del fabbricato per la messa in sicurezza, in fase transitoria e definitiva dei solai a falde, previa realizzazione di tutte le opere fondali necessarie, mediante parziale demolizione dei solai esistenti nei soli punti di passaggio delle nuove strutture verticali, appositamente posizionate in modo da poter interferire il meno possibile con le orditure principali verticali/orizzontali esistenti;
  2. posa dei profili in acciaio di rinforzo definitivo delle orditure di copertura secondo i nuovi schemi di progetto con appoggio alle nuove strutture verticali realizzate;
  3. demolizione completa del quarto solaio, realizzazione del nuovo impalcato con travi NPS® e lamiera grecata alla quota prevista, mediante appoggi e mensole predisposti su pilastri NPS® e setti in c.a.;
  4. allo stesso modo di cui al punto precedente si è proseguito con demolizione completa e immediata realizzazione con travi NPS® e lamiera grecata degli altri impalcati fino a quota livello terra, sempre mediante appoggi e mensole predisposti su pilastri NPS® e setti in c.a.

Fasi progettuali

Una delle prime richieste della committenza è stata la verifica della compatibilità e dei parametri di progetto del nuovo sistema costruttivo proposto da Tecnostrutture, mediante modellazione FEM dell’intera struttura del fabbricato. Inizialmente si è resa quindi necessaria un’intensa attività progettuale con il progettista principale dell’opera per la verifica della compatibilità della struttura proposta e il rispetto dei parametri prestazionali attesi in termini di spostamenti e risposta della nuova struttura. La modellazione è stata effettuata considerando le proprietà geometriche e meccaniche effettive delle travi NPS® e dei pilastri NPS®, ipotizzando di utilizzare calcestruzzi alleggeriti preconfezionati per il getto degli impalcati, al fine di ridurre le masse sismiche.

Grazie all’utilizzo delle travi NPS® in corrispondenza del perimetro del fabbricato, è stato possibile realizzare degli ancoraggi alle murature perimetrali più efficienti e senza intaccare l’involucro esterno dell’edificio (la soluzione con piastre di ancoraggio dall’esterno non era gradito dalla Soprintendenza ai Beni culturali e dall’impresa per problematiche di fattibilità). In questo modo è stato possibile considerare le murature perimetrali come effettive masse reagenti con incremento degli sforzi trasmessi al nuovo telaio strutturale, ma con notevoli benefici, semplificazione e attendibilità del comportamento strutturale. I risultati della modellazione FEM del telaio interno costituente la nuova “ossatura” portante dell’edificio sono stati confrontati con quelli ottenuti dal progettista principale dell’opera risultando ampiamente compatibili. Sono seguite ulteriori rielaborazioni e verifiche da parte del progettista principale dell’opera con l’utilizzo dei parametri di progetto degli elementi NPS®, atte a dimostrare il miglioramento della risposta sismica globale degli edifici dell’intero isolato adiacenti a quello oggetto d’intervento.

Dettagli progettuali innovativi del sistema NPS®

Le particolari condizioni al contorno derivanti dalla progettazione e dalle esigenze logistiche e di cantiere, hanno reso necessaria l’introduzione di nuovi elementi di dettaglio ai prodotti della gamma NPS®. Riportiamo di seguito la descrizione di alcuni di questi.

Pilastri NPS® PDTI®

La necessità di realizzare pilastri multipiano dal livello interrato alla copertura e di avere elementi singoli di ridotte dimensioni e peso limitati, hanno necessariamente condizionato la progettazione di questi elementi   rispetto agli    standard di produzione. La necessità di avere degli elementi verticali snelli in grado di sostenere in fase transitoria le azioni trasmesse dalla copertura alle fondazioni e quella di garantire la continuità delle armature delle travi in fase definitiva, hanno fortemente condizionato la progettazione dei tradizionali nodi dei pilastri in corrispondenza dei piani.

Nella soluzione proposta e realizzata, i pilastri NPS® PDTI® (Pilastri a Dilatazione Trasversale Impedita) di sezione rettangolare 300×300 mm realizzati con tubo spessore 10 mm, in corrispondenza dei nodi prevedono la realizzazione di 4 tubi di dimensione 100×100 posti ai vertici della sezione 300×300, all’interno dei quali è stato possibile garantire la continuità delle armature longitudinali della gabbia interna e il passaggio del calcestruzzo per l’intera altezza del pilastro, lasciando i necessari spazi per il successivo inserimento delle armature di continuità delle travate previste.

I fenomeni d’instabilità in fase transitoria della colonna parzialmente realizzata sono stati evitati realizzando dei getti provvisori con calcestruzzo successivamente demolito, in corrispondenza dei fori su solaio (dimensioni 1,00×1,00 m circa) realizzati per permettere il montaggio degli elementi. In questo modo la luce di libera inflessione di ogni elemento in fase transitoria è stata ridotta dai 23-24 m a massimo quella di 2 interpiani consecutivi, ovvero 6-7 m, con notevoli benefici in termini di dimensioni delle sezioni e utilizzo dei materiali.

La particolare conformazione del nodo trave pilastro così descritta, la necessità di realizzare elementi di limitati ingombri e peso e i ridotti spessori per la realizzazione delle pavimentazioni sopra solaio, hanno posto in evidenza la necessità di realizzare elementi con lunghezza non superiore al singolo interpiano, giuntati in posizioni diverse dagli standard previsti per questa tipologia di pilastri.

Nella soluzione proposta e realizzata, le giunzioni dei pilastri PDTI® sono state realizzate in corrispondenza della mezzeria di ogni interpiano, ovvero dove risultano minime le sollecitazioni flettenti derivanti dall’analisi sismica, attraverso barre filettate, dadi, flange e fazzoletti di irrigidimento interni alla sezione della colonna.

Le flange di giunzione sono state posizionate in modo da prevedere la possibilità di regolare in altezza e garantire la verticalità di ogni elemento, agendo sui bulloni di giunzione.

Tali operazioni sono state possibili realizzando delle finestre sulla camicia del pilastro da tamponare con apposite piastre al momento del getto. Il foro centrale sulla piastra di supporto ai bulloni permetteva il passaggio del conglomerato cementizio in fase di getto e quindi la continuità strutturale dell’elemento pilastro in fase definitiva.

Al fine di garantire il corretto riempimento e costipamento del conglomerato cementizio all’interno degli elementi, si è optato per l’utilizzo di calcestruzzi ordinari classe C28/35 autocompattanti (SCC).

L’armatura interna longitudinale e trasversale del pilastro posizionata in stabilimento a corretta distanza dal bordo esposto al fuoco del pilastro, è progettata per garantire la resistenza al fuoco R=90’ per i livelli a destinazione commerciale.

Travi NPS®

Tutti i vincoli progettuali e logistico/ cantieristici volgevano a schemi strutturali in cui era necessario minimizzare il numero degli elementi verticali (a tal proposito ricordiamo che si sono resi necessari solo 6 pilastri centrali per sorreggere solai di 700 mq di superficie per 5 piani, al netto dei setti), con conseguente necessità di utilizzare orditure di travi principali e secondarie di luce elevata. Le travi avevano sezioni tipologiche di 40×45 cm (travate principali e perimetrali all’edificio) e 30×35 cm per le orditure secondarie a sostegno dei solai in lamiera grecata.

Ogni trave risulta dimensionata e verificata alle sollecitazioni derivanti dall’analisi FEM dell’intero edificio, considerando l’inviluppo di quelle più gravose, tra cui quelle dovute al sisma.

Altro requisito fondamentale è che tutti gli elementi dovevano essere autoportanti in fase di montaggio e getto dei solai, al fine di evitare ogni opera provvisionale, con notevole riduzione dei tempi di esecuzione; in questo modo terminato il montaggio di una porzione di solaio, si poteva procedere immediatamente alla demolizione della porzione al livello inferiore in totale sicurezza.

Anche per questi elementi la limitazione di lunghezza e pesi, ha determinato la necessità di realizzare delle giunzioni mediante bullonature, con flange e fazzoletti di rinforzo in gra- do di garantire la continuità degli elementi.

Una volta demolito il solaio, la particolare conformazione dei nodi sui pilastri PDTI® ha consentito l’agevole inserimento delle armature di continuità agli appoggi delle singole travi, siano esse costituite da barre in acciaio B450C che connessioni NPS® (utilizzate nei casi di elevate sollecitazioni flettenti ai nodi).

In corrispondenza degli appoggi previsti sui setti in c.a. sono state previste delle apposite “tasche” di alloggiamento delle estremità travi, in corso d’opera sostituite da mensole metalliche e tasselli di fissaggio. La particolare conformazione delle travi, posizionate adiacentemente alle murature perimetrali, ha permesso l’esecuzione di tasche a “coda di rondine” che corredate di opportuna armatura in acciaio B450C, hanno permesso l’efficace connessione delle pareti perimetrali agli impalcati, garantendone l’ancoraggio ad ogni livello.

Al fine di ridurre le masse sismiche dovute al peso proprio degli elementi strutturali costituenti l’impalcato, si sono utilizzati calcestruzzi preconfezionati classe C28/35 alleggeriti con inerte in argilla espansa.

Per garantire i requisiti di resistenza al fuoco richiesta ai livelli delimitanti i piani commerciali, è stata prevista opportuna armatura in acciaio B450C posizionata in stabilimento a corretta distanza dai bordi esposti al fuoco e progettata per garantire la resistenza la fuoco R=90’.

In corrispondenza degli appoggi di ogni trave a questi livelli è stato previsto l’innalzamento del dispositivo di appoggio in prima fase (martello) rispetto all’intradosso finito della trave, in modo da avere un adeguato ricoprimento di calcestruzzo e quindi garantire i requisiti di resistenza al fuoco previsti.

Variazioni in corso d’opera

Il rinvenimento dei reperti archeologici al livello interrato in fase di scavo e realizzazione delle fondazioni, unitamente all’arrivo delle festività natalizie (ovvero alla chiusura al traffico veicolare del centro storico), oltre che altri imprevisti nel corso delle lavorazioni, hanno inevitabilmente comportato forti scostamenti temporali ai termini di consegna, che hanno indotto la committenza a richiedere la consegna anticipata dei livelli a chiusura dei piani commerciali e successivamente la realizzazione del solaio 4.

La flessibilità del sistema NPS® ha permesso di effettuare le operazioni di demolizione e rifacimento dei solai secondo, primo e terra soddisfando le esigenze della committenza, con il solo onere di realizzare opere provvisionali aggiuntive (non previste inizialmente) a sostegno parziale dei solai a falde di copertura, rimosse successivamente al termine del solaio a quota +12.90.

Una curiosità: il progetto architettonico originale prevedeva la controsoffittatura e il rivestimento in cartongesso degli impalcati e dei pilastri. Ad opere ultimate, vista la qualità dei dettagli e la gradevole finitura estetica del sistema NPS®, la committenza ha preferito lasciare a vista lintera struttura nei comparti espositivi del Megastore.

Sintesi progettuale

L’esperienza maturata in questo specifico intervento, ci ha permesso di constatare che, a differenza dei sistemi costruttivi prefabbricati o semi-prefabbricati presenti oggi sul mercato, il sistema NPS® risulta essere estremamente flessibile alle più svariate esigenze e altamente performante in termini di sfruttamento delle caratteristiche prestazionali dei materiali e di riduzione dei tempi e costi di esecuzione dell’opera anche nell’ambito degli interventi di ristrutturazione edilizia.

La soluzione NPS® adottata ha permesso un notevole risparmio di costi e di tempo in quanto sono state eliminate tutte le opere provvisionali ed è stata utilizzato il solaio esistente per mantenere stabile il pilastro per tutti i 15 m di altezza.

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