verticale

Sicurezza sismica nel progetto integrato

Gli isolatori elastomerici realizzano la dissipazione di energia a spese di grandi deformazioni plastiche, mediante ampi cicli di isteresi. Sono costituiti da strati di materiale elastomerico alternati a piastre di acciaio connessi tra loro mediante processo di vulcanizzazione.

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
La riqualificazione del patrimonio edilizio come volano per la ripresa giugno 2014 La riqualificazione del patrimonio edilizio come volano per la ripresa

Pubblicato
da Alessia De Giosa
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Estratto del testo
SICUREZZA SISMICA NEL
PROGETTO INTEGRATO
SISTEMA INDUSTRIALIZZATO PLURIPIANO IPERSTATICO Ing. Mauro Ferrari APE S.p.a. '' via L. Da Vinci n. 14 '' 42027 Montecchio E. (RE) www.ape.it BOLOGNA 25 GIUGNO 2014 Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 2 - 1. INTRODUZIONE pag. 3 - 2. STRUTTURE ISOSTATICHE pag. 4 - 3. STRUTTURE IPERSTATICHE pag. 11 - 4. GLI OBBIETTIVI pag. 12 - 5. IL SISTEMA PLURIPIANO APE pag. 16 - 6. COMPONENTI DEL SISTEMA pag. 18 - 7. DETTAGLI COSTRUTTIVI pag. 39 - 8. CERTIFICAZIONI pag. 44 - 9. MODELLI ED ELEMENTI DI PROG. pag. 45 -10. SCHEMI DI MONTAGGIO pag. 52 -11. SPERIMENTAZIONI pag. 58 -12. REALIZZAZIONI pag. 71 -13. CONCLUSIONI pag. 85 SOMMARIO Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 3 SI INDIVIDUANO DUE PRINCIPALI TIPOLOGIE DI
STRUTTURE PREFABBRICATE IN C.A. E C.A.P.:
- STRUTTURE ISOSTATICHE: tipicamente per edifici
industriali a grandi luci, monopiano o pluripiano, ma
evidenti con limiti di altezza.
- STRUTTURE IPERSTATICHE: tipicamente per edifici civili pluripiano, residenziali, ospedalieri,
parcheggi, scolastici e sportivi, alberghieri, terziari,
direzionali, commerciali '
1. INTRODUZIONE Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 4 2. STRUTTURE ISOSTATICHE Sono le strutture prefabbricate più comuni, e sono
realizzate con l''assemblaggio in opera ''a secco'' di
manufatti in c.a. e/o in c.a.p., collegati fra di loro
principalmente con spinotti o altri dispositivi
metallici. Luci da 10 a 30 m, interassi da 6 a 12 m
ESEMPI MONOPIANO (capannoni): Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 5 ESEMPI MONOPIANO (capannoni): Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 6 ESEMPI PLURIPIANO: Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 7 ESEMPI PLURIPIANO (con controventi): Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 8 Occorre progettare accuratamente le connessioni
per assorbire le azioni statiche, ma soprattutto
quelle dinamiche (vento e sisma).
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 9 Si possono avere problemi di spostamento e/o di
ribaltamento dei manufatti.
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 10 Si possono avere modi di vibrazione in opposizione
di fase.
Di qui la necessità, nell''ambito dell''edilizia civile
pluripiano, di una prefabbricazione di tipo iperstatico,
con le caratteristiche prestazionali di una struttura
realizzata in opera.
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 11 3. STRUTTURE IPERSTATICHE Sono le strutture prefabbricate meno comuni, e sono
realizzate con l''assemblaggio in opera ''a umido'' di
manufatti in c.a. e/o in c.a.p., collegati fra di loro con
armature e getti integrativi, per la formazioni di nodi
strutturali iperstatici, equivalenti ad una struttura in
c.a. interamente realizzata in opera.
Si possono avere normalmente interassi strutturali
da 6 a 10 m, e un numero di piani da 1 a 12 e oltre.
Sono sistemi strutturali in grado di offrire elevati
livelli di sicurezza in relazione alle azioni statiche e
dinamiche.
Le finiture in termini di pavimenti, tamponamenti,
divisorie sono quelle tipiche dell''edilizia civile, senza
limitazioni e/o accorgimenti particolari
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 12 Il sistema costruttivo di seguito illustrato si propone
il raggiungimento di due macro obbiettivi:
- Costruire con tempi molto ridotti un involucro
strutturale con alti standard di qualità, che
garantisca attraverso un procedimento costruttivo
qualificato e certificato come da NTC 2008, durabilità,
affidabilità e caratteristiche prestazionali garantite.
- Unire il concetto di ''cantiere tradizionale'' ad una
nuova visione generale, che consideri come
esigenza prioritaria anche la sua sostenibilità nel
territorio e il suo impatto ambientale.
4. GLI OBBIETTIVI Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 13 La prefabbricazione nell''edilizia civile, dovrà diventare
sempre più una esigenza, anziché una opzione, sia
per le motivazioni più note e intuitive:
- Velocità di esecuzione. - Più certezza nella pianificazione del cantiere. - Costi certi. - Capacità prestazionali delle strutture certificate da
un controllo qualità.
- Riduzione cospicua delle operazioni in cantiere. - Meno condizionamenti rispetto alle condizioni
climatiche.
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 14 Ma anche in relazione all''impatto del cantiere con
l''ambiente e con la società:
- Riduzione degli infortuni. - Riduzione dei mezzi pesanti in movimento. - Riduzione dell''inquinamento acustico. - Riduzione dell''inquinamento ambientale. - Riduzione dei disagi nelle aree promiscue al cantiere - Riduzione dei danni alle infrastrutture. Tutto ciò che si può ottenere spostando una parte
cospicua delle lavorazioni in un luogo idoneo e
qualificato come uno stabilimento di produzione
manufatti
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 15 Naturalmente la sostenibilità di un cantiere, per una sua completa attuazione, dipende anche dal rapporto consapevole con l''esistente e da una proficua collaborazione fra Commitenza, Direzione dei Lavori e Impresa per il controllo e la verifica delle fonti di rischio e di pericolo e per una corretta pianificazione della sua organizzazione. Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 16 Il sistema costruttivo ''PLURIPIANO IPERSTATICO
APE''
si propone il raggiungimento di questi obbiettivi. Con questo sistema si può parlare di una
''industrializzazione
dell''edilizia'', perché i componenti vengono prodotti all''interno di una
organizzazione industriale in regime di controllo di
qualità e di certificazione del prodotto come da
normative vigenti, ma anche perché il complesso
strutturale finale è equivalente ad una struttura
interamente gettata in opera, sia nei confronti delle
azioni statiche che delle azioni dinamiche, e sia nei
confronti delle finiture applicabili (tamponamenti,
pavimenti').
5. IL SISTEMA
INDUSTRIALIZZATO PLURIPIANO
IPERSTATICO APE
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 17 Una struttura prefabbricata
isostatica
è realizzata dall''unione ''a secco'' di componenti finiti, assemblati con l''utilizzo di
connettori e limitati getti di
CLS, una struttura quindi
fortemente diversa da una
realizzata in opera e dal
sistema in esame, che trova
la sua forza nell''unione a
''umido'' di tutti i componenti
strutturali.
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 18 1. INSERTI METALLICI DI FONDAZIONE 2. PILASTRI PLURIPIANO 3. SETTI PLURIPIANO 4. TRAVI AUTOPORTANTI 5. SCALE E PIANEROTTOLI 6. SOLAI AUTOPORTANTI 6. COMPONENTI DEL SISTEMA Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 19 L''inserto metallico di fondazione può essere prodotto in varie forme e misure, correlate al pilastro e alla fondazione. 6.1 INSERTI DI FONDAZIONE Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 20 Foto della sua
messa in opera
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 21 6.2 PILASTRI PLURIPIANO I pilastri APE possono essere
monopiano, bipiano, tripiano e
oltre, in relazione alle esigenze
del progetto.
Le sezioni possono essere di
varie forme: quadrati, circolari,
rettangolari '
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 22 Pilastri
pluripiano APE
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 23 Posa pilastri Piombatura
Inghisaggio
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 24 I capitelli in c.a. o in acciaio,
sono di dimensioni ridotti e
hanno unicamente la funzione di
sostenere le travi al montaggio.
Possono anche essere progettati
a scomparsa
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 25 La connessione in quota tra
pilastri (o setti) pluripiano APE
avviene
tramite il sistema misto Peikko/scatolari metallici. La connessione tra pilastri
avviene a livello di un solaio
dell''impalcato già gettato. Il
getto d''inghisaggio tra i due
elementi avverrà al di sopra di
quello del solaio.
Lo stesso sistema di connessione in quota è da
ritenersi valido anche per i
setti prefabbricati APE.
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 26 I tirafondi sono progettati per resistere alle sole azioni di
montaggio del pilastro, in quanto l''inghisaggio al piede deve
avvenire prima della posa dei manufatti prefabbricati sul
pilastro.
Il sistema di fissaggio misto APE/PEIKKO consente di
migliorare le prestazioni del nodo sia in termini di resistenza
che in termini di duttilità
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 27 6.3 SETTI PLURIPIANO I setti APE possono essere monopiano, bipiano,
tripiano e oltre, in relazione alle esigenze del
progetto.
Le sezioni possono essere di varie forme:
rettangolari, a L '
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 28 Setti
pluripiano APE
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 29 Tipologie setti e capitelli Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 30 6.4 TRAVI AUTOPORTANTI Le travi APE sono ad armatura lenta, progettate per
realizzare una efficace integrazione con gli altri
componenti del sistema e per portare i carichi di
montaggio e di esercizio.
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 31 Travi autoportanti APE Dettaglio nodo al
montaggio
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 32 Sezioni travi autoportanti APE Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 33 6.5 SCALE E PIANEROTTOLI Le scale prefabbricate APE sono costituite da un
unico corpo in c.a. comprendente soletta portante e
falso gradino; possono essere progettate come rampa
singola, a ginocchio e a doppio ginocchio in relazione
alle esigenze del progetto.
Gli appoggi sono sagomati a ''sella Gerber' per
l''appoggio sui pianerottoli di arrivo, gettati in opera o
prefabbricati, o su muri in c.a.
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 34 Dettagli costruttivi di scale
prefabbricate
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 35 Scale prefabbricate
a doppio ginocchio
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 36 6.6 SOLAI AUTOPORTANTI Il solaio è normalmente un alveolare precompresso, in
grado di soddisfare i requisiti di autoportanza e di
connessione ''a umido'' con le travi.
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 37 Montaggio solai alveolari Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 38 I solai possono anche essere realizzati con lastre in
predalles o con altre tecnologie, autoportanti o
parzialmente puntellati.
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 39 7. DETTAGLI COSTRUTTIVI Innesto in fondazione con scatolari o corrugati Ing his a gg io con m a lta
fluid a a n tiritiro M a g ro di F ond a zione P ila s tro P re fa b brica to > 1 cm . Tu b o di P os izion a m e n to
e d i Live llo : 35 cm . F e rri corre nti pila s tro ins e rto me ta llico p e r il pos izion a m e nto e l''a ncora gg io
de l p ila s tro in fond a zion e re a lizza to s e con do i re q u is iti
proge ttu a li de ll''op e ra VANI P E R L''ALLOGGIAM E NTO D E I F E R RI COR RE NTI F UORIUSCE NTI D AL P ILASTRO TUBOLARE P E R L''INSE R IM E NTO D E L P ROF ILATO D I CE NTRAGGIO D E L P ILASTR O P IE D INI D I AP P OGGIO AL MAGRONE D I F OND AZIONE TE LAIO M E TALLICO VA R IA BI LE VARIABILE F ond a zion e in c.a . Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 40 Innesto in fondazione con tirafondi tipo PEIKKO In g h is a g g io con ma lta M a g ro d i F on d a zion e P ila s tro P re fa b b rica to in s e rto m e ta llico a n cora g g io
d e l p ila s tro in fon d a zion e
re a lizza to s e con d o i re q u is iti
p rog e ttu a li d e ll''op e ra F on d a zion e in c.a . p ia s tra / d im a con tira fon d i
p re d is p os ta in fon d a zion e piastra / dima con tirafondi
predisposta in fondazione pilastro pluripiano dadi di serraggio Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 41 Dettaglio nodo trave-pilastro Ca pitello meta llico Getto in Opera Vibrato Ferri correnti pila stro Spezzoni superiori NODO TRAVE / PILASTRO solaio a lveolare
soletta collaborante va ria bile > 5 cm. va ria bile Staffe pila stro Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 42 Dettaglio collegamento travi-solai Spe zzon i s up e riori
s u l nodo Ge tto in ope ra F e rri Sola io va ria bile P ila s tro P a nn e llo a u top orta nte a lve ola re in c.a .p . va ria bile Spe zzon i infe riori
s u l nodo > 5 cm . Ta s ca n e lle te s te
de lla tra ve Sp ezzon i s u p eriori
s u l n od o Ge tto in op e ra F e rri Sola io va ria b ile P ila s tro P a n n ello a u top orta n te a lve ola re in c.a .p . va ria b ile Sp e zzon i in fe riori
s u l n od o > 5 cm . Ta s ca n e lle te s te
d e lla tra ve Ve le tta d i con te n im e n to
d e l g e tto s ola io Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 43 Foto impalcati Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 44 8. CERTIFICAZIONI L''azienda ha la certificazione ISO 9001, e il sistema è
dotato di marcatura CE
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 45 9. MODELLI ED ELEMENTI DI
PROGETTAZIONE
La progettazione esecutiva viene sviluppata con software di
grafica 2D Autocad e grafica 3D Revit, da cui si ricavano
carpenterie, schede di produzione dei manufatti, cartellini e
abachi dei materiali.
La calcolazione viene eseguita con Enexsys Winstrand (versione
personalizzata), normalmente con una modellazione in analisi
modale. Es. CO.RE Ospedale Reggio Emilia.
Rendering Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 46 Pianta architettonica Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 47 Pianta strutturale Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 48 SEZIONE E PARTICOLARI Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 49 MODELLI DI PROGETTAZIONE Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 50 DEFORMATE SISMICHE Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 51 FOTO CANTIERE Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 52 10. SCHEMI DI MONTAGGIO POSA PILASTRI Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 53 POSA TRAVI E SOLAI Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 54 POSA ARMATURE E GETTI DI COMPLETAMENTO Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 55 POSA DELL''EVENTUALE SECONDO ORDINE PILASTRI Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 56 POSA TRAVI E SOLAI DEI LIVELLI SUPERIORI Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 57 POSA ARMATURE E GETTI DEI SOLAI SUPERIORI Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 58 11. SPERIMENTAZIONI Il sistema pluripiano iperstatico APE è soggetto a
continue prove sperimentali condotte presso il
DICART
'' Tecnica delle Costruzioni della Facoltà di
Ingegneria dell''Università degli Studi di Bologna.
La collaborazione tra APE s.p.a. e il laboratorio
universitario del DICART è attiva da anni e si avvale
del seguente gruppo di lavoro:
'Prof. Ing. Marco Savoia 'Prof. Ing. Claudio Mazzotti 'Ing. Barbara Ferracuti 'Ing. Loris Vincenzi Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 59 Le prove condotte sul sistema APE hanno riguardato
diversi aspetti e componenti strutturali, dall''elemento
prefabbricato singolo alle connessioni tra gli elementi
stessi. Nel seguito esporremo le prove di maggior
interesse svolte in collaborazione col DICART:
'Prove di aderenza delle barre di ripresa dei pilastri in fondazione 'Studio teorico-sperimentale del comportamento del pilastro
pluripiano presso-inflesso privo del getto di completamento
'Prove di flessione su travi autoportani prefabbricate completate
in opera
'Prova di flessione ciclica dei pilastri prefabbricati ancorati in
fondazione mediante il sistema APE
'Prove di caricamento ciclico su nodi a tre '' quattro vie del
sistema costruttivo APE
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 60 11.1 PROVE BARRE IN FONDAZIONE Prova di estrazione barre in fondazione Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 61 11.2 NODO PILASTRO AL MONTAGGIO Prove sul comportamento del nodo pilastro al
montaggio
6 0 0 E5,6,7,8 9 0 0 F 1 2 4 5 3 E1,2,3,4 9 0 0 Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 62 11.3 PROVE DI CARICO SULLE TRAVI Prove di carico sulle travi, al montaggio e in esercizio Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 63 11.4 PROVE NODI TRAVE-PILASTRO Prove di carico sui nodi trave-pilastro, a tre vie e a
quattro vie.
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 64 Prove nodi Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 65 11.5 PROVE NODO PILASTRO-
FONDAZIONE
Sono state eseguite numerose prove di flessione
ciclica sui pilastri ancorati in fondazione, ed una
prova finale comparativa su un pilastro prefabbricato
ed uno equivalente realizzato in opera.
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 66 Dettagli prove Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 67 Pilastro gettato in opera Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 68 Pilastro prefabbricato Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 69 Pilastro in opera Pilastro prefabbricato Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 70 Sovrapposizione cicli Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 71 12. REALIZZAZIONI Direzionale Reggio E. Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 72 Direzionale Reggio E. '' Fasi del
cantiere
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 73 Direzionale Reggio E. '' Fasi del
cantiere
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 74 Hotel Jesolo Residenziale Reggio E. Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 75 Hotel Jesolo Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 76 Direzionale
Reggio E.
Direzionale Reggio E. Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 77 Residenziale Genova Direzionale Reggio E. Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 78 Ospedale Cona di Ferrara Ospedale Vaio di Fidenza (PR) Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 79 Residenze
L''Aquila
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 80 Residenze
L''Aquila
Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 81 Hotel Dosolo (MN) Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 82 Hotel Dosolo (MN) Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 83 Residenze Parma Residenze Milano Residenze Modena Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 84 Residenze Reggio E. Outlet Fidenza Village Ing. Mauro Ferrari - APE S.p.a. 85 13. CONCLUSIONI Con il SISTEMA PLURIPIANO IPERSTATICO APE la prefabbricazione puntiforme e lineare, realizzata con strutture
interamente in cemento armato, ha raggiunto una notevole
completezza di soluzioni tecniche ed è in grado di affrontare la
realizzazione di una vasta gamma di interventi, dal classico edificio
residenziale, fino al campo del terziario-industriale, con strutture di
elevate capacità prestazionali, anche in campo sismico.


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