Costruzioni civili ed industriali in acciaio
Costruzioni ad uso civile
Le costruzioni in carpenteria metallica si distinguono in tre principali categorie:
01. Strutture metalliche in carpenteria pesante
Costruzioni realizzate con struttura portante in profili laminati, con tamponamenti, copertura e solai interamente a secco (senza getti in opera) o in sezione mista acciaio e calcestruzzo gettato in opera. La maggior parte delle strutture in acciaio adottano questo sistema costruttivo, dagli edifici multipiano ad uso residenziale, uffici e servizi agli edifici ad uso industriale e commerciale, alle strutture per impianti sportivi.
Per secoli l’acciaio ha dato prova dei grandi vantaggi derivanti dal suo utilizzo in alcuni degli edifici più famosi al mondo. L’acciaio non è però esclusivamente un materiale dall’alto potenziale meccanico, ma offre innumerevoli vantaggi sia nella scelta dell’involucro, sia nell’isolamento termoacustico, sia nell’edilizia sostenibile. Queste qualità hanno reso l’acciaio la scelta privilegiata dagli architetti, specialmente nella realizzazione di edifici multipiano.
Di seguito viene mostrato un esempio di composizione per un edificio multipiano, con particolare attenzione ai prodotti in acciaio impiegati per ciascun componente edilizio.
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1) Struttura principale (travi e colonne)
2) Travi composte saldate
3) Travi integrate nel solaio
4) Solai in lamiera grecata
5) Rivestimento di facciata: "Doppia pelle vetrata"
6) Involucro dell'edificio
7) Laminati mercantili e profili sottili
8) Copertura in pannelli metallici coibentati
9) Sistemi di giunzione
Trattamenti protettivi
02. Strutture metalliche in "Cold Formed Steel" (carpenteria leggera)
Costruzioni realizzate con struttura in profili sottili sagomati a freddo in acciaio CFS (Cold Formed Steel), la quale garantisce la massima integrabilità con i prodotti dell’edilizia “a secco” (tamponamenti, solai e coperture) e permette inoltre di realizzare involucri altamente prestazionali ed energeticamente efficienti. Questa tecnologia costruttiva, completamente a secco, si presta benissimo per edifici residenziali mono o plurifamiliari, scuole ed uffici fino a tre/quattro piani fuori terra, oltre che per interventi di ampliamento e sopraelevazione del costruito.
Tra leggerezza e sostenibilità
L’attuale richiesta del mercato delle costruzioni ruota intorno al concetto di casa sicura, efficiente e confortevole, in una parola “tecnologica”.
In seguito all’avvicendarsi di eventi naturali straordinari è andata sviluppandosi una maggior sensibilità rispetto al tema della sicurezza strutturale. Per questo il comportamento della struttura specie nei confronti dei carichi orizzontali ed in particolare del sisma è materia di ricerca sia in campo industriale che accademico.
La sinergia tra questi due settori permette di sviluppare nuove tecnologie. Su questa linea si pongono soluzioni costruttive innovative che impiegano per le strutture profili in acciaio sagomati a freddo (Cold Formed Steel).
Un innovativo sistema costruttivo in profili sottili formati a freddo
I vantaggi offerti dall’utilizzo di questa tipologia di elementi, quali la leggerezza, l’elevata efficienza strutturale, la durabilità, la rapidità e la semplicità di montaggio si traducono nell’offerta di un sistema costruttivo estremamente competitivo e versatile. Ne risulta una tecnologia costruttiva che consente la costruzione di fabbricati di piccole-medie dimensioni e la realizzazione di sopraelevazioni ed ampliamenti.
La massima integrabilità dei profili in cold-formed con i prodotti dell’edilizia “a secco” permette inoltre di realizzare involucri altamente prestazionali ed energeticamente efficienti.
Il sistema strutturale
Il sistema di finitura
03. Strutture composte acciaio-calcestruzzo
Costruzioni realizzate con struttura composta da profili laminati in acciaio ed elementi in calcestruzzo armato. La loro caratteristica principale è quella di sfruttare al meglio le prestazioni di entrambi i materiali, in un sistema strutturale realmente unificato che consente di superare i limiti di ciascun materiale preso singolarmente. Anche questo sistema costruttivo viene utilizzato per la realizzazione di edifici multipiano, industriali e commerciali.
Generalità
Vantaggi del sistema composto acciaio-calcestruzzo
Gli elementi costruttivi
Sistemi strutturali per strutture composte
Costruzioni ad uso industriale
01. Capannoni monopiano
Le realizzazioni di capannoni monopiano rappresentano una parte significativa del mercato italiano delle costruzioni non residenziali. La tipologia costruttiva che identifichiamo come “capannone”, compendia oggi diverse destinazioni d’uso richieste dalla vita moderna: da fabbricato adibito ad unità produttiva ed attività artigianali, a centro di distribuzione e logistico per attività di deposito, vendita ed espositiva.
La multi-funzionalità delle costruzioni industriali in acciaio (che possono essere indistintamente venduti o locati per svariate attività) rende i capannoni “industriali” la tipologia costruttiva su cui si investe maggiormente: sul totale delle costruzioni non residenziali annualmente costruite, la quota di mercato è salita oltre il 65%.
In tutto il mondo i capannoni si realizzano prevalentemente in acciaio, sfruttando le caratteristiche e le prestazioni di questo materiale costruttivo che ben si sposano con le necessità di avere fabbricati funzionali, competitivi e ad alto reddito.
L’uso dell’acciaio nelle costruzioni industriali non si limita alla sola struttura portante esterna: lo stoccaggio delle merci prevede principalmente l’uso interno delle scaffalature, strutture tralicciate collegate da correnti.
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L’evento sismico in Emilia del 2012 ha però messo in forte evidenza le carenze strutturali, tecnologiche e progettuali delle scaffalature metalliche industriali. Produttori, progettisti ed Enti Normatori hanno intrapreso una revisione critica della filiera di concezione, progettazione, produzione e messa in opera delle scaffalature industriali nella consapevolezza che una generazione rinnovata di scaffalature antisismiche sia indispensabile.
L’incremento dell’e-commerce ha di fatto spinto alla ricerca di soluzioni ad alta efficienza per la logistica e l’automazione dei magazzini e, insieme all’evoluzione della normativa antisismica, ha dato vita a una nuova soluzione costruttiva, con la doppia funzione di sostegno strutturale e di stoccaggio delle merci contemporaneamente: i magazzini autoportanti verticali (MAV).
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La presente sezione intende segnalare a costruttori, investitori, progettisti e a tutti gli operatori di settore italiani come e perché sfruttare le possibilità ed i vantaggi dell’impiego dell’acciaio per realizzare costruzioni industriali.
Le costruzioni in acciaio, basate sul sistema costruttivo stratificato a secco, offrono un’ampia gamma di soluzioni per il settore dell’industria e della logistica, portando con sé numerosi vantaggi, tra i quali la leggerezza strutturale che è direttamente collegata alla sicurezza sismica; l’ampia gamma di luci e geometrie in gioco; la velocità costruttiva e non ultima la sostenibilità ambientale.
Attraverso la metodologia costruttiva a secco, l’acciaio diventa protagonista grazie alle caratteristiche strutturali e tecnologiche citate e si abbina ad una serie di materiali complementari per offrire un prodotto edilizio con alte prestazioni acustiche, termiche, antincendio, funzionali, ecologiche ed energetiche attraverso la piena libertà di espressione nel rispetto di qualunque contesto ambientale, sociale e culturale.
02. Magazzini autoportanti verticali (MAV)
In questa tipologia di magazzini la struttura è risolta dalla scaffalatura stessa,non c’è separazione tra la struttura portante e le “scaffalature”, bensì le strutture sono concepite e realizzate come un unico elemento progettato per resistere ai carichi.
Non vi è differenza tra l’approccio progettuale dell’edificio e quello delle attrezzature logistiche industriali: la “scaffalatura” svolge la funzione di struttura portante primaria dell’involucro edilizio che la contiene, pertanto il progetto deve essere realizzato in accordo alle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018), essendo in tutto e per tutto considerato un edificio.
03. Scaffalature industriali
Le scaffalature metalliche rappresentano una parte essenziale del sistema industriale moderno. Nate e sviluppate per sostenere i soli carichi verticali statici dovuti al solo peso proprio della merce stoccata, sono particolarmente esposte a danneggiamenti strutturali e funzionali in caso di eventi sismici.
Recentemente il Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici ha pubblicato le tanto attese “Linee guida per la progettazione, esecuzione, verifica e messa in sicurezza delle scaffalature metalliche”.