SISTEMI COSTRUTTIVI A SECCO CON STRUTTURA IN ACCIAIO Workshop C.T.A. in collaborazione con EdicomEventi e Cogi Politecnico di Milano, 18/01/2018

Si è svolto al Politecnico di Milano il 18 gennaio 2018 il workshop: “Sistemi costruttivi a secco con struttura in acciaio”, organizzato da C.T.A., EdicomEventi e Cogi.

Il pomeriggio si è aperto con il saluto del prof. Mario de Miranda, presidente del CTA, che ha illustrato brevemente le attività del Collegio dei Tecnici dell’Acciaio nel campo della diffusione della cultura delle strutture in acciaio, attività che si sviluppa principalmente con la pubblicazione della rivista Costruzioni Metalliche, con il congresso biennale che presenta gli sviluppi della ricerca e le nuove realizzazioni del biennio precedente, e con una serie di workshop, corsi e seminari disseminati durante tutto l’anno.

De Miranda ha poi accennato alla diffusione delle costruzioni in acciaio in Italia, ed a quelle con profili in acciaio piegati a freddo (CFS, Cold Formed Steel) in particolare, che risulta molto minore di quella che si ha in paesi quali la Gran Bretagna o il Giappone. Ha quindi auspicato che una vivace attività culturale di illustrazione e diffusione delle ottime caratteristiche delle strutture in CFS, la intrinseca resistenza al sisma principalmente, possa portare ad un maggiore impiego in linea con quanto avviene in molti altri paesi del mondo.

Il primo intervento del workshop è stato della prof.ssa Alessandra Zanelli del Politecnico di Milano che ha fatto un’ampia e chiara introduzione alle strutture in CFS. Ha per prima cosa illustrato il panorama normativo, con riferimento sia alle strutture definitive che a quelle provvisorie, nonché alle normative sui prodotti da costruzione. Ha poi parlato dell’abitare oggi, che è cambiato negli ultimi decenni con il presentarsi di necessità abitative nuove: fornire un alloggio a rifugiati, a popolazioni di aree colpite da sismi e alluvioni, etc. A queste nuove esigenzCogi realizzazionee abitative deve adattarsi il costruire oggi, con la necessità di realizzare abitazioni sismoresistenti, di basso costo e veloce realizzazione, quali quelle in CFS. Il nuovo costruire non può poi prescindere dalla necessità di minor impatto ambientale e sostenibilità delle costruzioni: in questo le costruzioni in CFS, con l’altissimo grado di riuso dei materiali da esse consentito, sono altamente consigliate.

Il prof. Claudio Bernuzzi del Politecnico di Milano ha quindi parlato delle criticità nel dimensionamento strutturale dei profili in CFS: la difficoltà di determinare la resistenza a snervamento con semplici prove di trazione a causa delle lavorazioni che tendono ad incrudire il materiale in prossimità delle piegature, l’uso corrente di profili ad un solo asse di simmetria che esaltano le tensioni di torsione, la presenza non trascurabile di fenomeni quali l’instabilità distorsionale e la torsione da ingobbamento impedito (warping), non molto ben considerati né dalle normative né dai programmi di calcolo, la presenza di diffuse forature (specialmente dei profili impiegati per le scaffalature). La mancanza di formule di verifica adeguate nelle normative, così come la scarsità di programmi di calcolo adeguati (con elementi a 7 gdl), costringe a calcolazioni molto complesse se si vuole mantenere un buon grado di adesione al comportamento reale. Perciò per questo tipo di strutture risulta molto utile ed affidabile il Design assisted by testing, previsto negli Eurocodici.

Del Design assisted by testing ha quindi parlato estesamente il prof. Riccardo Zandonini dell’Università di Trento, spiegando come tale metodologia può essere proficuamente adottata quando: (a) non ci sono procedure di calcolo soddisfacenti, (b) si sta dimensionando un componente strutturale da produrre in grande serie, (c) si vogliono avere dei termini di confronto per valutare la validità delle procedure di calcolo adottate. Il relatore ha quindi illustrato la campagna di prove condotte presso l’Università di Trento sui componenti strutturali del sistema SteelMAX della ditta Cogi (vedi ultimo intervento). I componenti provati sono stati: (a) profili singoli o accoppiati, (b) telai di parete, (c) tirafondi, (d) pannelli di rivestimento, (e) travi, (f) sistemi di piano. I telai di parete in particolare, che devono portare i carichi verticali e resistere al contempo alle azioni orizzontali (vento e sisma), sono stati testati in prove nelle quali è stato applicato con degli opportuni leveraggi il carico verticale e poi, con dei martinetti, applicato il carico orizzontale sia in regime monotono che ciclico. Essi sono stati testati in varie geometrie e anche con i pannelli di parete applicati, per valutare anche il contributo controventante di questi ultimi. Da queste prove sono stati ricavati dei valori di portanza per tutti gli elementi, che Cogi ha usato nel dimensionamento degli edifici realizzati col sistema SteelMAX.

Ma il progetto di sistemi costruttivi a secco con struttura in acciaio non riguarda gli aspetti strutturali soltanto: occorre occuparsi anche dei problemi di isolamento termico ed acustico e del comfort di chi abita l’edificio. Di questi temi ha parlato il prof. Rossano Albatici dell’Università di Trento. Dopo un breve ma esauriente esame delle principali grandezze da prendere in considerazione per valutare l’isolamento termico, acustico e il comfort, il relatore ha passato in rassegna i principali materiali adottati per pareti coperture e solai. Ha quindi parlato delle prove svolte sul sistema SteelMAX di Cogi mostrando i risultati ottenuti con vari tipi di soluzioni per l’isolamento.

L’arch. Emanuele Tanzi del Politecnico di Milano ha quindi illustrato l’iter completo, dal progetto alla realizzazione, di un edificio costruito da Cogi con il sistema SteelMAX. Si tratta di un edificio monofamiliare a due piani di circa 150 mq, sito a Vimercate (MI). La progettazione si è sviluppata seguendo le esigenze del cliente, ed in questo il sistema SteelMAX si è mostrato molto flessibile. La costruzione ha richiesto soltanto 8 mesi: 3 mesi per le fondazioni, 2 mesi per il montaggio delle strutture, 3 mesi per la posa in opera di copertura solai e pareti, e per tutte le finiture ed impianti. Inoltre è stato necessario ricorrere a dei ponteggi perché la casa è a 2 piani (non sono necessari per edifici monopiano) ma non è stato necessario impiegare una gru fissa. L’impatto del cantiere sull’ambiente circostante è stato molto basso, così come avviene per tutti i cantieri di costruzioni a secco.

Cogi Scavazza

L’ultimo intervento è stato dell’ing. Federica Scavazza, dell’ufficio tecnico Cogi. La relatrice ha riassunto i vantaggi dell’impiego di costruzioni a secco con strutture in CFS: affidabilità della costruzione, flessibilità architettonica, intrinseca antisismicità, rapidità di montaggio, spinta riciclabilità dei materiali. È stato quindi illustrato il sistema SteelMAX di Cogi, basato sull’impiego di un’unica sezione aperta a C zincata, con spessori abbastanza bassi, tra 10/10 e 15/10, che è stata ottimizzata con l’ausilio di prove sperimentali eseguite presso l’Università di Trento. Tale profilo viene collegato mediante rivettatura a formare i pannelli di parete e travi tralicciate da impiegare nei solai ed in copertura. I moduli delle pareti possono svolgere azione controventante tenendo conto solo del contributo dell’acciaio (all steel braced) o considerando anche il contributo dei pannelli (sheeting braced design). Il sistema SteelMAX può essere impiegato per realizzare nuovi edifici, moduli, sopraelevazioni e nel riuso di edifici esistenti. Il sistema, oltre che essere stato oggetto di sperimentazione nel campo strutturale e della trasmissione del calore, è stato testato e qualificato anche da un punto di vista dell’isolamento acustico e della resistenza al fuoco. L’intervento si è concluso con una carrellata di esempi di realizzazioni della ditta Cogi.