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Articoli tecnico-scientifici di riferimento

Codice di prevenzione incendi: nuove sfide ed opportunità per l'ingegneria strutturale


Il presente documento ha per obiettivo l’illustrazione dei punti più innovativi del nuovo codice normativo con particolare riferimento al settore dell’ingegneria strutturale.

AUTORI
  • Ing. Claudio Mastrogiuseppe - Ministero dell'Interno - CNVVF
  • Ing. Luca Ponticelli - Ministero dell'Interno - CNVVF
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IL CODICE DEI CONTRATTI PUBBLICI E LA PROGETTAZIONE DELLE PRESTAZIONI DI RESISTENZA AL FUOCO DELLE STRUTTURE DI ACCIAIO


Con riferimento all’evoluzione normativa del settore, le ultime attività della Commissione per la Sicurezza delle Costruzioni di Acciaio in caso di Incendio sono state indirizzate a chiarire alcuni aspetti della progettazione delle strutture di acciaio in caso di incendio, tra cui il codice dei contratti pubblici e la progettazione delle prestazioni di resistenza al fuoco delle strutture di acciaio. Nel presente articolo è affrontato il tema della progettazione delle prestazioni di resistenza al fuoco, con specifico riferimento alle strutture di acciaio e composte acciaio-calcestruzzo, tenendo conto di quanto previsto per la progettazione delle opere pubbliche nel Codice dei contratti pubblici, attualmente in fase di revisione.

AUTORI:
M. Antinori, A. Marino, E. Nigro, S. Pustorino

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APPROFONDIMENTI SUI DECRETI MINISTERIALI




ARTICOLI SULLA SICUREZZA INCENDIO



APPLICAZIONE DELLA FIRE SAFETY ENGINEERING AD UN EDIFICIO ESISTENTE

L'articolo analizza l'utilizzo dei criteri della FSE per la valutazione della resistenza al fuoco di una struttura in acciaio esistente, seguendo l'approccio prestazionale, come previsto dalle più recenti normative in ambito di sicurezza antincendio e presentando a conclusione dati reali e tipologie d'intervento migliorative.

AUTORI
  • Donatella de Silva, Antonio Bilotta, Emidio Nigro - Di.St., Dipartimento di Strutture per l’Ingegneria e l’Architettura - Università di Napoli Federico II

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ANALISI DEL COMPORTAMENTO DI VERNICI INTUMESCENTI PER LA PROTEZIONE AL FUOCO DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO

Negli ultimi decenni le autorità hanno riconosciuto che la sicurezza antincendio può essere raggiunta attraverso approcci analitici che sono in grado di descrivere come si evolvono gli incendi reali e come si comportano le strutture reali. L'industria delle costruzioni metalliche, che ha effettuato la maggior parte delle ricerche per migliorare la sicurezza antincendio degli edifici attraverso l'applicazione della Fire Safety Engineering (FSE), trae chiaramente beneficio da questi nuovi approcci. La FSE è una disciplina che utilizza modelli accurati agli elementi finiti (EF) per prevedere le reali prestazioni delle strutture in condizioni di incendio e delle misure di protezione antincendio. La memoria è finalizzata a migliorare la modellizzazione agli EF di strutture in acciaio protette da rivestimenti intumescenti (IC). I risultati di circa 50 test di scala di laboratorio nel for-no sono mostrati per esaminare l'effetto del fattore di sezione, dello spessore a secco della IC, della forma dei campioni e delle curve di incendio di input, al fine di definire le proprietà termiche di una IC equivalente da test su piccola scala che può essere utilizzata per modellare gli elementi protetti in scala reale.

AUTORI
  • Prof. Emidio Nigro - Università degli Studi di Napoli Federico II - Commissione per la Sicurezza delle Costruzioni in Acciaio in caso di Incendio
  • Ingg. Antonio Bilotta, Donatella de Silva - Università degli Studi di Napoli Federico II
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METODI PER LA VALUTAZIONE DELLA CAPACITÀ PORTANTE DI COLONNE TUBOLARI RIEMPITE DI CALCESTRUZZO IN CONDIZIONI DI INCENDIO

Le colonne composte acciaio-calcestruzzo, come quelle con profili tubolari riempiti di calcestruzzo, manifestano un'ottima resistenza e stabilità sia a temperatura ambiente che in condizioni incendio. Infatti, la presenza del calcestruzzo fornisce sia un buon grado di vincolo all’instabilità locale e globale che una naturale protezione contro l’aumento delle temperature nell’acciaio sotto incendio. L'Eurocodice 4 (EN1994-1-2) suggerisce metodi semplificati per la progettazione e la verifica di alcuni tipi di colonne composte soggette ad incendio. Le Commissioni tecniche nazionali ed europee preposte all'aggiornamento dei codici, che includono alcuni autori di questo lavo-ro, stanno conducendo attività per aggiornare tali metodi semplificati. In questo quadro, il presente lavoro riassume alcune attività in corso del Project Team SC4.T4 dedicato alle colonne composte con sezioni tubolari riempite di calcestruzzo. Nella memoria la capacità portante delle colonne composte è calcolata mediante metodi di calcolo semplificati e accurati proposti in letteratura. I confronti tra i risultati ottenuti applicando i vari metodi fornisce utili indicazioni per ulteriori possibili miglioramenti.

AUTORI
  • Prof. Emidio Nigro - Università degli Studi di Napoli Federico II - Commissione per la Sicurezza delle Costruzioni in Acciaio in caso di Incendio
  • Ingg. Antonio Bilotta, Alberto Compagnone - Università degli Studi di Napoli Federico II
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L’APPROCCIO INGEGNERISTICO ALLA SICUREZZA STRUTTURALE IN CONDIZIONI DI INCENDIO DI AUTORIMESSE DI EDIFICI CIVILI

L’approccio ingegneristico alla sicurezza antincendio, noto in ambito internazionale come Fire Safety Engineering (FSE), può essere definita come una multi-disciplina basata sull’applicazione dei principi della scienza e dell’ingegneria agli effetti dell’incendio, al fine di salvaguardare la vita umana e tutelare i beni immobili e le proprietà attraverso la quantificazione del rischio di incendio e l’individuazione di adeguate misure di protezione e prevenzione. Nel presente lavoro gli aspetti peculiari della Fire Safety Engineering (FSE) per la verifica delle strutture in caso di incendio vengono descritti con riferimento alle vigenti norme nazionali (Norme Tecniche per le Costruzioni, 2008; Decreti del Ministero dell’Interno del 2007, Norme Tecniche di Prevenzione Incendi D.M.Int. 03/08/2015, chiamato nel seguito anche Codice di Prevenzione Incendi) ed europee (Eurocodici Strutturali). In sintesi, l’applicazione della FSE richiede, tra l’altro, la scelta del livello di prestazione richiesto, la definizione degli scenari d’incendio di progetto, la scelta dei modelli di incendio e di valutazione dei flussi termici e l’analisi termo-meccanica della struttura con modelli di calcolo avanzati. Particolare attenzione viene, poi, rivolta al caso delle autorimesse aperte ventilate, per le quali, con riferimento alla definizione degli scenari d’incendio di progetto, sono disponibili i risultati di importanti lavori di ricerca teorica e sperimentale condotti in ambito europeo, che sono alla base della recente pubblicazione della nuova Regola Tecnica Verticale (RTV) sulle autorimesse riportata nel capitolo V6 del Codice di Prevenzione Incendi (D.M.Int. 21/02/2017). Le informazioni fornite dalle suddette ricerche, e riprese come detto nella recente RTV sulle autorimesse, sono state utilizzate già nell’anno 2009 per l’applicazione della FSE al caso studio delle autorimesse, caratterizzate dalla presenza di colonne portanti di acciaio a sostegno di una sovrastruttura isolata sismicamente, collocate al piano terra degli edifici realizzati nell’ambito del Progetto C.A.S.E. per L’Aquila. Il caso studio reale esposto di seguito rappresenta in sostanza una sintesi dell’attività di consulenza tecnica svolta dagli autori, ai sensi del D.M.09/05/2007, tra ottobre e dicembre 2009, nell’ambito della procedura di richiesta di deroga per il rilascio del Certificato di Prevenzione Incendi.

AUTORI
  • Prof. Emidio Nigro - Università degli Studi di Napoli Federico II - Commissione per la Sicurezza delle Costruzioni in Acciaio in caso di Incendio
  • Ingg. Giuseppe Cefarelli, Anna Ferraro - Università degli Studi di Napoli Federico II
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APPLICAZIONE DELL'APPROCCIO INGEGNERISTICO PER IL PROGETTO IN CASO DI INCENDIO
DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO DI EDIFICI INDUSTRIALI  
L’evoluzione dei criteri normativi e degli strumenti di calcolo a disposizione dei progettisti consente la possibilità di verifica delle prestazioni che la struttura portante deve garantire per verificare la sicurezza in caso di incendio. In tal modo, per una certa tipologia di edifici industriali, in particolare quelli monopiano, l’approccio ingegneristico è diventato una concreta alternativa all’approccio prescrittivo per la verifica della sicurezza strutturale in caso di incendio. Facendo riferimento ai risultati di un recente progetto di ricerca europeo, nel presente lavoro sono state analizzate alcune applicazioni dei criteri di calcolo previsti dalla normativa vigente per valutare le prestazioni della struttura portante di un edificio industriale necessarie per la verifica strutturale in caso di incendio condotta mediante l’applicazione dell’approccio ingegneristico. Questa memoria è frutto delle attività 2014 condotte dalla Commissione Tecnica per la Sicurezza delle Costruzioni di Acciaio in caso di Incendio, istituita da Fondazione Promozione Acciaio.

AUTORI
  • Ing. Sandro Pustorino - Structura Engineering - Commissione per la Sicurezza delle Costruzioni in Acciaio in caso di Incendio
  • Ing. Paola Princi - Structura Engineering
  • Ing. Claudio Mastrogiuseppe - Ministero dell'Interno - CNVVF
  • Ing. Luca Ponticelli - Ministero dell'Interno - CNVVF
  • Ing. Chiara Crosti - Università di Roma "La Sapienza"
  • Prof. Emidio Nigro - Università degli Studi di Napoli Federico II - Commissione per la Sicurezza delle Costruzioni in Acciaio in caso di Incendio
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MODELLI DI INCENDIO SEMPLIFICATI ED AVANZATI PER LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA STRUTTURALE ANTINCENDIO DI EDIFICI INDUSTRIALI IN ACCIAIO

Il presente lavoro riguarda la modellazione termo-fluidodinamica degli scenari d’incendio in compartimenti di grande estensione, caratteristica tipica degli edifici di tipo industriale. Con riferimento ad un capannone industriale con struttura portante in acciaio e destinazione d’uso deposito intensivo di legna, si sviluppano nel lavoro analisi termo-fluidodinamiche con tre differenti modelli d’incendio: modelli di incendio localizzati, modelli a zona e modelli di campo termo-fluidodinamico per l’applicazione dell’approccio ingegneristico, confrontandone i risultati ottenuti sia in termini di temperature ambientali che in termini di temperature negli elementi strutturali. Questa memoria fa parte delle attività dedicate allo studio della sicurezza antincendio di capannoni industriali di acciaio, condotte dalla Commissione Tecnica per la Sicurezza delle Costruzioni di Acciaio in caso di Incendio, sostenuta da Fondazione Promozione Acciaio.

AUTORI

  • Prof. Franco Bontempi - Università di Roma "La Sapienza" - Commissione per la Sicurezza delle Costruzioni in Acciaio in caso di Incendio
  • Ing. Chiara Crosti - Università di Roma "La Sapienza"
  • Ing. Claudio Mastrogiuseppe - Ministero dell'Interno - CNVVF
  • Ing. Luca Ponticelli - Ministero dell'Interno - CNVVF
  • Prof. Emidio Nigro - Università degli Studi di Napoli Federico II - Commissione pe rla Sicurezza delle Costruzioni in Acciaio in caso di Incendio 
  • Ing. Anna Ferraro - Università degli Studi di Napoli Federico II
  • Ing. Sandro Pustorino - Structura Engineering - Commissione per la Sicurezza delle Costruzioni in Acciaio in caso di Incendio
  • Ing. Paola Princi - Structura Engineering
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SICUREZZA STRUTTURALE IN CASO DI INCENDIO DI EDIFICI ESISTENTI IN ACCIAIO: UN POSSIBILE APPROCCIO GENERALE E APPLICAZIONE AL CASO DELLE VERNICI INTUMESCENTI

La sicurezza in condizioni d’incendio delle strutture esistenti è una tematica di forte interesse socio-economico e di elevato impatto sociale sia per edifici a destinazione industriale e commerciale, che per edifici ad uso civile. La verifica dei requisiti minimi di resistenza al fuoco di manufatti di ingegneria civile si effettua attraverso il rispetto di normative cogenti, predisposte al fine di garantire, in condizioni di incendio, la sicurezza degli occupanti e delle squadre di soccorso nonché l’assenza di collasso strutturale o un danneggiamento strutturale limitato. Quando tale resistenza non è abbastanza elevata, è necessario proteggere dall’incendio le strutture in acciaio. Le protezioni al fuoco più comuni (vernici intumescenti, lastre, carter, intonaci a spruzzo e anche calcestruzzo nelle sezioni composte) riducono il riscaldamento durante l’incendio. Le vernici intumescenti sono spesso scelte per valenza non solo strutturale, bensì anche architettonica ed estetica. La vernice intumescente quando esposta alle elevate temperature aumenta di volume, assorbendo calore e formando uno strato protettivo. All’aumento di volume corrisponde una riduzione di densità. Per eseguire analisi con modelli di calcolo avanzati, al fine di valutare la resistenza al fuoco di elementi strutturali protetti, è necessario conoscere le caratteristiche termiche dei materiali che lo costituiscono, compresi i protettivi. Nel caso di edifici esistenti, è rara la disponibilità di una caratterizzazione termica dei sistemi di protezione passiva ed è quindi opportuno eseguire prove sperimentali. Recentemente sono state svolte prove sperimentali con lo scopo di caratterizzare il comprtamento al fuoco di una vernice intumescente esistente applicate su una struttura risalente agli anni 80. Si riportano i risultati più significativi, con lo scopo di evidenziare il significato pratico della campagna sperimentale che ha riguardato: misure di spessore, prove di adesione e prove in forno.
 
AUTORI
  • Ing. Donatella de Silva - Università degli Studi di Napoli Federico II
  • Ing. Antonio Bilotta - Università degli Studi di Napoli Federico II
  • Prof. Emidio Nigro - Università degli Studi di Napoli Federico II - Commissione per la Sicurezza delle Costruzioni in Acciaio in caso di Incendio
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