Strutture composte innovative “sistema hec”, nella sopraelevazione di un edificio esistente in c.a. con destinazione alberghiera

Nella memoria viene trattato della sopraelevazione di una struttura esistente in c.a. risalente agli anni 2000 allo stato attuale a livello rustico. La superficie occupata è di circa 3000 mq per piano, con due piani interrati e due fuori terra. Sono previsti in progetto altri quattro piani in sopraelevazione. La destinazione prevista per l’intera struttura è alberghiera e servizi. Al fine di non gravare la struttura di masse eccessive con le relative problematiche a livello statico e sismico è stata utilizzata per la struttura in sopraelevazione una tipologia strutturale innovativa in semi-prefabbricazione proposta dall’autore “SISTEMA HEC” che prevede in sintesi l’utilizzo di pilastri in acciaio e travi tralicciate autoportanti composti acciaio-calcestruzzo. I pilastri a sezione scatolare ad albero (con tronchetti di trave saldati ai pilastri e successivamente collegati con giunti di continuità in opera) con armatura da c.a. in continuità di quelle esistenti in attesa, travi tralicciate composte e solai in lamiera collaborante.

Allo stato il corpo B occupa una superficie di circa 3000 mq, si sviluppa su due livelli fuori terra e due livelli interrati. Le strutture sono al “rustico” e complete, figura 1. La struttura in c.a. è composta da pilastri sezione 180x65/150x55 e travi a spessore 180x40. I solai gettati in opera 32+8 con blocchi di alleggerimento e controsoletta di spessore 5 cm (Htot =45 cm), interasse travetti 60 cm spessore 20 cm. La fondazione e composta da travi 190x50 irrigidite con muri in c.a. collaboranti con i pilastri. Solo per i pilastri in corrispondenza dell’ingresso al garage sono stati realizzati dei plinti sez. 3,50x3,50x1,20 m con travi di collegamento. L’impalcato tipo, figura 1a, è formato con travi a spessore principali di sez. 180x40cm, pilastri interasse circa 7,10x14,50m e solai in latero-cemento spess. 45 cm. Sono presenti sbalzi di circa 3m sull’intero perimetro.

Interventi di progetto 

Come sopra riportato è previsto la sopraelevazione dell’edificio esistente con ulteriori 4 piani. I primi due impalcati in sopraelevazione: V-VI Impalcato, avranno una superficie di circa 2900 mq; il VII Impalcato avrà una superficie di circa 2400 mq; l’ VIII Impalcato (ultimo) avrà una superficie di circa 1900 mq, figura 2. Dal punto di vista strutturale sarà utilizzato per la sopraelevazione un sistema misto acciaio – calcestruzzo denominato SISTEMA HEC.

Sistema HEC 

Il SISTEMA HEC si compone:

- Trave composta acciaio-calcestruzzo autoportante sistema HEC, con correnti superiori ed inferiori in piatti in acciaio continui e tralicci triangolari d'anima paralleli con ferri tondi. 

- Pilastro “ad albero” in acciaio a sezione scatolare composta acciaio - calcestruzzo.

La Trave HEC in acciaio da carpenteria S355J0 (UNI EN 10025-2) è costituita da un piatto inferiore, che funge sia da supporto per il solaio sia da cassero per il getto di completamento, da un piatto superiore ed un’anima di collegamento a traliccio triangolare in ferri tondi da carpenteria. Per le travi intradossate è previsto un cassero laterale in lamiera non portante irrigidito. 

Il pilastro HEC in acciaio S355J0 (UNI EN 10025-2) a sezione scatolare, composto con lamiere sagomate e assemblate con saldatura a penetrazione. Pilastri irrigiditi ai nodi ai quali sono saldati monconi di travi HEC di attesa (pilastro “ad albero”) di lunghezza circa 50-100 cm, tali monconi successivamente collegati con giunti di continuità bullonati (coprigiunti d’ala) alla parte restante di trave HEC. Sono previsti tirantini in tondini per il contrasto della spinta del calcestruzzo in fase di getto.

Saldature eseguite a filo continuo sotto gas di protezione (Processo UNI EN ISO 4063-131) secondo le vigenti NTC 2018.

Le Travi HEC possono essere fornite con piatto sagomato, sponde in acciaio e con forometrie per il passaggio degli impianti in base alle esigenze di progetto. 

Il dimensionamento del Sistema HEC è elaborato con procedura di calcolo HEC SYSTEM, aderente alle norme vigenti e firmato da un tecnico abilitato.

Metodo di verifica agli Stati Limite ai sensi del D.M. 17.01.2018.

Il Sistema HEC tra i numerosi vantaggi tecnologici ed esecutivi rispetto ad analoghe tecnologie sia con sistema misto, di prefabbricazione in c.a. o gettato in opera in c.a., consente di avere ulteriori vantaggi tra cui: 

- pesi ridotti (masse sismiche inferiori);

- sezione delle travi HEC ridotte a parità di carichi portati;

- pilastri “ad albero” con sezione scatolare, facili da “innestare” sugli esistenti pilastri in c.a. con armatura in attesa, che consentono di modulare la rigidezza in base alle esigenze di calcolo in quanto ricavati da lamiere di idoneo spessore e assemblati con saldatura. I pilastri sono irrigiditi all’interno sia per evitare l’imbozzamento e sia per il collegamento alla sezione di calcestruzzo strutturale gettata in opera. Sono inoltre opportunamente tirantati per la spinta del calcestruzzo in fase di getto.

- Al pilastro scatolare sono saldati dei tronchetti di trave HEC da assemblare in opera con la restante parte di trave tramite dei coprigiunti d’ala bullonati (giunto rigido).

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