L ARCHITETTURA SI EVOLVE: SICUREZZA E QUALITA CON L ACCIAIO

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1 Expo 2015 Daniele Mascolo L ARCHITETTURA SI EVOLVE: SICUREZZA E QUALITA CON L ACCIAIO COSTRUZIONI IN ACCIAIO E COMPOSTE: INNOVATIVE, AFFIDABILI E SOSTENIBILI Ing. Monica Antinori Responsabile Ufficio Tecnico Fondazione Promozione Acciaio ORDINE DEGLI ARCHITETTI PPeC/BERGAMO 4 Giugno 2015

2 COSTRUZIONI IN ACCIAIO E COMPOSTE: INNOVATIVE, AFFIDABILI E SOSTENIBILI COSTRUIRE IN ACCIAIO: IL PROGETTO

3 COSTRUIRE IN ACCIAIO: IL PROGETTO ED I PRODOTTI IN ACCIAIO La rivoluzione industriale diede impulso ad un architettura nuova per quei tempi, la costruzione di grandi strutture in acciaio: ponti, ferrovie, monumenti. Con grande lungimiranza, l ingegnere Gustave Eiffel, interessato alla problematica dell abitazione nella società europea di fine secolo XIX, progettò alloggi in strutture metalliche che con grande successo furono acquistati all epoca anche fuori dall Europa. Soluzioni abitative che potevano semplicemente smontarsi ed essere rimontate in un altro luogo. Adesso come allora, la capacità creativa dell acciaio, unita alla presenza di prodotti innovativi, porta alla comparsa di nuovi progetti abitativi in acciaio: confortevoli case monofamiliari o elevati e sicuri edifici multipiani, con grande resistenza alle azioni sismiche, che sorgono oggi sia in città, sia al mare che in montagna.

4 COSTRUIRE IN ACCIAIO: IL PROGETTO ED I PRODOTTI IN ACCIAIO Fair building Chicago (w. Le Baron JENNEY, 1879) During the 19 th century, contrary to existing traditional buildings, metallic construction walls were nonstructural masonry envelope set around the iron or cast iron skeleton (beams and columns).

5 COSTRUIRE IN ACCIAIO: IL PROGETTO ED I PRODOTTI IN ACCIAIO FRANK O. GEHRY Guggenheim Museum, Bilbao 1997 Conosciuto come "Effetto Bilbao" Progetti in acciaio che sfidano le forme

6 COSTRUIRE IN ACCIAIO: IL PROGETTO ED I PRODOTTI IN ACCIAIO E le dimensioni Helix Bridge, Singapore Ponte del Mare, Pescara Passerelle Simone de Beauvoir Ponte di Calatrava a Reggio Emilia

7 COSTRUIRE IN ACCIAIO: IL PROGETTO ED I PRODOTTI IN ACCIAIO Progetti che osano sfidare anche la forza di gravità? HISTAR 450 Madrid

8 COSTRUZIONI IN ACCIAIO E COMPOSTE- INNOVATIVE, AFFIDABILI E SOSTENIBILI: I MULTIPIANO New york times building Torre Diamante (Milano) Gate of the Orient, Suzhou (RPC)

9 COSTRUZIONI IN ACCIAIO E COMPOSTE- INNOVATIVE, AFFIDABILI E SOSTENIBILI. RESIDENZIALE

10 COSTRUZIONI IN ACCIAIO E COMPOSTE- INNOVATIVE, AFFIDABILI E SOSTENIBILI. INFRASTRUTTURE

11 COSTRUIRE IN ACCIAIO: VANTAGGI E COMPETTITIVITA RAPIDITA COSTRUTTIVA PREFABBRICABILITA MODULARITA Bluesky Home, Yucca Valley, California USA AFFIDABILITA RINTRACIABILITA ABBINAMENTO AD ALTRI MATERIALI Fabbricati residenziali con struttura portante dell edificio assemblata in soli 5 giorni!

12 COSTRUIRE IN ACCIAIO: VANTAGGI E COMPETTITIVITA GRANDI LUCI LIBERTA SULLE FORME RESISTENZA RISPARMIO NELLE FONDAZIONI Risparmio rispetto ad altri sistemi costruttivi del 30% sul costo delle fondazioni

13 COSTRUZIONI IN ACCIAIO E COMPOSTE- INNOVATIVE, AFFIDABILI E SOSTENIBILI. Soluzioni all insegna del risparmio energetico e del rispetto dell ambiente Ridotti consumi energetici per edifici sostenibili ad alta efficienza ambientale

14 COSTRUZIONI IN ACCIAIO E COMPOSTE: INNOVATIVE, AFFIDABILI E SOSTENIBILI Perche è ancora poco usato l acciaio dagli architetti? Criticità: Scarsa Conoscenza in generale della gamma dei prodotti in acciaio (singoli prodotti e prodotti industrializzati) Profili scelti in fase di progettazione difficilmente reperibili Tempistica di approvvigionamento non in linea con l avanzamento del progetto Scarsa conoscenza dei prodotti classici sul mercato

15 PRODUTTORI COSTRUZIONI IN ACCIAIO: LA FILIERA DELL ACCIAIO CENTRI DI TRASFORMAZIONE UNI EN UNI EN UNI EN ECC UNI EN UNI EN CANTIERE COMMERCIANTI INTERMEDI OFFICINA UNI EN RINTRACIABILITA = SICUREZZA

16 CROSTRUIRE IN ACCIAIO: I PRODOTTI IN ACCIAIO

17 PRODOTTI IN ACCIAIO : PRODOTTI SOSTENIBILI > 90% dell acciaio viene riciclato

18 PRODOTTI IN ACCIAIO : GAMMA E QUALITA S355J2 Oggi S355J0W ITALIA 2015 Expo 2015 Daniele Mascolo

19 PRODOTTI IN ACCIAIO : DESIGNAZIONE UNI EN :2006 Sistema di designazione degli acciai (EN :2005 Designation systems for steels-part 1: Steel names) Parte 1: Designazione simbolica ESEMPIO Prodotti laminati a caldo di acciai per impieghi strutturali

20 PRODOTTI IN ACCIAIO : DESIGNAZIONE E TRACIABILITA La normativa che definisce le condizioni tecniche di fornitura dei prodotti (lunghi e piani) laminati a caldo per uso strutturale è la UNI EN EN :2004 Prodotti laminati a caldo di acciai per impieghi strutturali- Parte 1- Condizioni tecniche generali di fornitura E' bene sottolineare che tutti questi prodotti sono sottoposti a marcatura CE, garanzia di qualità e sicurezza. N, AR, M N M W Q 1: Condizioni tecniche generali di fornitura 2: Acciai non legati per impieghi strutturali. (ReH: ) 3: Acciai per impieghi strutturali saldabili a grano fine allo stato normalizzato/normalizzato laminato. (ReH: ) 4: Acciai per impieghi strutturali saldabili a grano fine ottenuti mediante laminazione termomeccanica (ReH: ) 5: Acciai per impieghi strutturali con resistenza migliorata alla corrosione atmosferica. (Weathering steels ex Corten (ReH: ) 6: Prodotti piani di acciai per impieghi strutturali ad alto limite di snervamento, bonificati.(reh: )

21 PRODOTTI IN ACCIAIO : PRODOTTI LAMINATI Prodotti Lunghi Travi classiche I, H, profili ad U, angolari ad L e profili a T. H (HEA-HEB- HEM) IPE IPN TRAVI HL-HD-HP Meno commercializzate di quelle classiche, HL HD U Laminati mercantili: Profili L Laminati mercantili: Profili T HP Barre rettangolari, tondi e quadri: Il termine include i seguenti prodotti: Barre laminate a caldo di sezione retta rettangolare laminate sulle quattro facce, il cui spessore s è: 5 mm < s <50mm, e la cui larghezza non supera i 150 mm. Barre laminate a caldo a sezione tonda con diametro d = 8mm < d < 200mm Barre laminate a caldo a sezione quadrata con lato l = 8mm < l < 120mm

22 PRODOTTI IN ACCIAIO : PRODOTTI CAVI I profilati cavi possono essere formati a caldo (UNI EN «Profilati cavi finiti a caldo di acciai non legati e a grano fine per impieghi strutturali» ) o formati a freddo (UNI EN «Profilati cavi saldati formati a freddo per impieghi strutturali di acciai non legati e a grano fine») (comunemente chiamati «con saldatura»). I profili strutturali E' bene sottolineare che tutti questi prodotti sono sottoposti a marcatura CE, garanzia di qualità e sicurezza. I profili tubolari vengono sempre più utilizzati quali elementi strutturali, dato il gradevole impatto visivo che questo tipo di profilo offre al progetto. Riguarda tutti i tipi di profilati cavi : quadri, rettangolari, circolari

23 PRODOTTI IN ACCIAIO : LAMIERE Lamiera da treno: amiere provenienti da un treno reversibile sono generalmente denominate lamiere da treno quarto, Spessori: da 10 mm fino a 180 mm Larghezza: a partire da 2000 mm Lunghezze: da 2000 mm a mm Lamiere a caldo Ottenute per taglio di un nastro laminato a caldo. Piatto e Largo piatto Prodotti piani di larghezza maggiore di 150 mm e minore o uguale a 1250 mm ed il cui spessore è generalmente maggiore di 4 mm, sempre fornito piatto, cioè non avvolto. La distinzione fra piatto e largo piatto tiene conto del valore della larghezza del prodotto. Le dimensioni dei piatti sono in generale molto varie.

24 PRODOTTI IN ACCIAIO : LAMIERE Nastro (rotolo) Prodotto piano laminato a caldo o a freddo che, subito dopo il passaggio finale di laminazione o dopo decapaggio o ricottura in continuo, viene avvolto in modo da formare un rotolo. Il nastro grezzo di laminazione ha i bordi leggermente bombati, ma può anche essere fornito con bordi cesoiati o provenire dal taglio longitudinale di un nastro più largo. Il nastro viene classificato in: - Nastro largo, la cui larghezza è maggiore o uguale a 600 mm - Nastro largo cesoiato, la cui larghezza di laminazione è maggiore di 600 mm, mentre la larghezza di fornitura è minore di 600 mm - Nastro stretto la cui larghezza di laminazione è minore di 600 mm

25 PRODOTTI IN ACCIAIO : LAMIERE GRECATE L acciaio impiegato per la fabbricazione delle lamiere grecate è sottoposto a trattamenti protettivi superficiali (zincatura e/o preverniciatura). A seconda del trattamento superficiale protettivo subito dalle lamiere grecate si distinguono: lamiere zincate, lamiere zincate alluminate (Aluzinc) e lamiere preverniciate. Le lamiere grecate sono prodotti sottili (con spessori in genere variabili fra 0,4 e 3 mm) caratterizzati dalla presenza di nervature longitudinali rettangolari, triangolari o trapezoidali ottenute mediante formatura a freddo di lamiere o nastri laminati previa operazione di decapaggio (immersione in soluzioni di acidi e successivo lavaggio avente lo scopo di pulitura superficiale del metallo). Principali tipi di lamiere sottili disponibili attualmente sul mercato: UNI EN :2012 Esecuzione di strutture di acciaio e di alluminio Marcatura CE obbligatoria dal 2014

26 COSTRUZIONI IN ACCIAIO COMPOSTE: LE LAMIERE GRECATE CON FUNZIONE PORTANTE STRUTTURE MISTE- Questo tipo di solaio, prevede un getto di completamento strutturale in cls su una lamiera grecata; l unione del calcestruzzo alla lamiera è assicurata da opportune lavorazioni superficiali (bugnature) sulle costole delle nervature, o da particolari conformazioni della sezione trasversale.

27 PRODOTTI IN ACCIAIO: TRAVI SALDATE Travi integrate: IFB, SFB*, ASB* UNI EN :2012 Esecuzione di strutture di acciaio e di alluminio Marcatura CE obbligatoria dal 2014

28 PRODOTTI IN ACCIAIO: TRAVI SALDATE Travi Alveolari Le travi alveolari sono profili con forma a doppia T laminati e successivamente tagliati e riassemblati, utilizzati prevalentemente nelle strutture per tetti, coperture, solai e strutture orizzontali in genere. La particolare conformazione delle travi alveolari permette una maggiore leggerezza rispetto alle travi tradizionali, con una conseguente diminuzione del peso della struttura, un più agevole montaggio e permette una migliore disposizione e manutenzione delle tubazioni e degli impianti tecnologici. UNI EN :2012 Esecuzione di strutture di acciaio e di alluminio Marcatura CE obbligatoria dal 2014

29 PRODOTTI IN ACCIAIO: PROFILI PIEGATI A FREDDO Profili sottili aperti a freddo forme standard Elementi aventi spessori t compresi fra 0,5 e 3,0 mm utilizzati in edilizia prevalentemente sia come elementi strutturali secondari (arcarecci che sostengono pannelli di coperture prefabbricate, montanti e/o traversi per pannelli precoibentati di tamponamento) UNI EN :2012 Esecuzione di strutture di acciaio e di alluminio Marcatura CE obbligatoria dal 2014

30 PRODOTTI IN ACCIAIO: PANNELLI COIBENTATI I pannelli precoibentati sono prevalentemente impiegati per la realizzazione dell involucro degli edifici. Sono pannelli prefabbricati con doppio paramento in acciaio zincato preverniciato oppure inox o altro metallo, con interposto materiale isolante:-resine poliuretaniche; fibre minerali creano una struttura a celle aperte con presenza di materiale gassoso (aria), determinando un basso coefficiente di conducibilità termica.

31 PRODOTTI IN ACCIAIO: LAMIERE PER RIVESTIMENTI

32 PRODOTTI IN ACCIAIO: I COLLEGAMENTI UNIONI BULLONATE L elemento di unione è composto da: vite, dado e rondelle. Esso è definito «assieme». Nell ipotesi in cui il giunto richieda soluzioni a serraggio controllato i sistemi di unione devono essere prescelti fra quelli indicati dalla norma EN (sistema HR) o dalla norma EN (sistema HV - elementi di unione precaricati o a serraggio controllato ). In merito alle classi di resistenza, tali assiemi possono essere utilizzati con viti nelle classi 8.8, e In presenza di soluzioni non precaricate e di sollecitazioni prevalenti di taglio, i sistemi più appropriati risultano essere i sistemi SB, regolamentati in ambito internazionale CEN dalle norme EN ( elementi di unione non precaricati o a non a serraggio controllato ). I sistemi di unione precaricati sono utilizzabili anche in giunzioni a taglio in

33 PRODOTTI IN ACCIAIO: I CENTRI SERVIZI Lavorazioni e rifiniture eseguite dai trasformatori e dei centri servizi Possono essere applicate delle controfrecce, è possibile raddrizzarli, curvarli, calandrarli, saldarli e/o fissare connettori ad essi.

34 PRODOTTI IN ACCIAIO: I TRATTAMENTI SUPERFICIALI Principali Trattamenti di protezione superficiale: Zincatura (a caldo, elettrolitica, sherardizzazione) Pitture e Vernici Sistemi misti I trattamenti superficiali dei metalli sono una serie di operazioni volte a mantenere nel tempo le caratteristiche del metallo stesso, in modo da scongiurare o ritardare nel tempo gli effetti della corrosione legati all esposizione ad un ambiente più o meno aggressivo.

35 PRODOTTI IN ACCIAIO: PROTEZIONE CONTRO IL FUOCO Trattamenti di protezione superficiale: Trattamenti specifici quali rivestimenti di intonaci di fibre minerali o vernici intumescenti, nei casi di esigenze di resistenza al fuoco, possono essere applicati sugli elementi metallici, prima o dopo il montaggio

36 PRODOTTI IN ACCIAIO: I COLLEGAMENTI SALDATURA

37 Edifici multipiano: i prodotti in acciaio Martedi 30 Settembre 2008 POLITO Torino COSTRUZIONI IN ACCIAIO E COMPOSTE: IL PROGETTO ED I PRODOTTI IN ACCIAIO

38 PRODOTTI IN ACCIAIO: EDIFICI MULTIPIANI Struttura principale: travi e colonne Travi Laminate: I profili IPE e HE quelli maggiormente adoperati per le travi e le colonne degli edifici multipiano, appartengono alla categoria dei prodotti lunghi. Per le colonne anche i profili tubolari.

39 PRODOTTI IN ACCIAIO: EDIFICI MULTIPIANI Travi composte saldate Travi alveolari: Travi integrate nel solaio: Travi IFB, SFB, AFB

40 Solai in lamiera grecata PRODOTTI IN ACCIAIO: EDIFICI MULTIPIANI Struttura mista acciaio-calcestruzzo: lamiera grecata per solai collaboranti

41 PRODOTTI IN ACCIAIO: l INVOLUCRO DELL EDIFICIO, PANNELLI COIBENTATI E LAMIERE DI RIVESTIMENTO

42 PRODOTTI IN ACCIAIO: INVOLUCRO DELL EDIFICIO, LA «DOPPIA PELLE» La doppia pelle di vetro permette mediante meccanismi termoregolati di sfruttare la ventilazione naturale e meccanica: massimizzando l apporto energetico in inverno e alleggerendo il consumo in estate. In questo modo si limitano i carichi termici interni e vengono contenuti i consumi di energia. Il sostegno ed i tiranti della doppia pelle in vetro possono essere eseguiti con delle barre piene, con tubolari di piccolo diametro, con altri laminati mercantili, con barre di forma speciale e/o con profili piegati a freddo. Possono impiegarsi anche barre di acciaio inox.

43 COSTRUZIONI IN ACCIAIO E COMPOSTE: INNOVATIVE, AFFIDABILI E SOSTENIBILI COSTRUIRE IN ACCIAIO Per altre informazioni m.antinori@promozioneacciaio.it