IL CANTIERE CONTEMPORANEO

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1 a.a Corso di Project Management, Gestione OO.PP e Cantiere - C prof. Renato G. Laganà IL CANTIERE CONTEMPORANEO Etimo greco: canthélios Etimo latino: cantherius Etimo italiano: cantiere unità produttiva temporanea organizzata da uno o più appaltatori per l esecuzione di lavori edili o di ingegneria civile, in un sito, locale o ambiente che viene consegnato da un committente 1

2 lavori e opere edili costruzione manutenzione demolizione ristrutturazione riparazione conservazione restauro risanamento montaggio e smontaggio di elementi prefabbricati impianti elettrici opere stradali ferroviarie marittime idrauliche Il cantiere si evolve nel tempo in rapporto alle innovazioni tecnologiche introdotte e delle esigenze di mercato. Negli anni cinquanta e sessanta del XX secolo, l edilizia industrializzata veniva internazionalmente suddivisa in due grandi categorie: edilizia ciclo chiuso edilizia a ciclo aperto 2

3 L edilizia industrializzata a ciclo chiuso prevedeva la realizzazione di un elemento costruttivo funzionale che veniva prodotto serialmente in officina da un solo produttore e montato in cantiere da una singola impresa all interno di un procedimento costruttivo completo e chiuso In officina cicli di lavorazione per ottenere - pannelli parete in cemento armato prefabbricati - pilastri realizzati in officina e collegati con collegamenti bagnati (giunto in calcestruzzo) o meccanici (piastre bullonate ecc.) - cellule spaziali scatolari accatastabili (prefabbricazione pesante) Si affermava la prefabbricazione leggera. La produzione edilizia seguiva i criteri dell industria meccanica con l uso di: - scheletri portanti in acciaio o alluminio - chiusure verticali tipo curtain walls - partizioni interne spostabili - moduli spaziali in materiali metallici o plastici 3

4 L industrializzazione dei getti costituisce il passaggio successivo teso a razionalizzare e meccanizzare in modo integrale i tradizionali getti in opera realizzando le casseforme in officina. In officina sono quindi prodotte le casseforme in acciaio, tecnologicamente avanzate, piane o spaziali (cassaforma tunnel) che costituiscono le matrici standard degli organismi edilizi dove poi saranno realizzati in getti in calcestruzzo, sovrapponendo ogni volta le casseforme. Queste sono capaci di assorbire tutte le operazioni di un cantiere tradizionale per predisporre i casseri, le opere di sostegno, i ponteggi; sono dotate di sistemi semiautomatizzati di armo e disarmo e sono manovrate da gru. Con questo procedimento il cantiere si deve organizzare a livello di officina industriale attraverso un elevato grado di meccanizzazione. L edilizia industrializzata a ciclo aperto, - fabbricazione per componenti -, segue quella a ciclo chiuso. Essa si basa sulla produzione di elementi costruttivi funzionali (componenti industrializzati) polivalenti, prodotti da più aziende, che possono essere agevolmente (con semplici aggiustaggi) integrati e/o sostituiti da altri dello stesso tipo prodotti da produttori diversi. Alla base della produzione industriale del componente edilizio e di un particolare procedimento progettuale per il quale tutto l organismo è impostato su un modulo misura, convenzionalmente fissato in 10 cm = 1M. Quando la progettazione o la produzione si basano su tale modulo o su moduli consimili, e quindi su un reticolo dimensionale, si dice che sono in coordinamento dimensionale modulare. 4

5 Il cantiere del Centro George Pompidou a Parigi Anno 1969 Il Ministero degli Affari Culturali francese indice un concorso per : -Realizzare un centro culturale innovativo - Al concorso partecipano 681 progetti Renzo Piano e Richard Rogers vincono il concorso la sua struttura è un montaggio artigianale di migliaia di piccoli pezzi. in questo senso si iscrive nella grande tradizione della costruzione metallica di Parigi.. 5

6 si affiancano per le strutture: ingegneri Ove Arup & Partners con il design team: P.Rice, L.Grut, R. Peirce (strutture) T. Barker (impianti) M. Espinosa (controllo costi) Due anni dopo, reso esecutivo e cantierizzabile il progetto, si dava inizio alla costruzione -Il progetto operativo: -Scomposizione dell organismo in subsistemi omogenei (fondazioni strutture in elevazione finiture impianti) -Individuazione della complessità dimensionale degli elementi tecnici 6

7 Impresa costruttrice: Grands Travaux di Marsiglia Produttori: Krupp, Mont-à-Mousson, Pohlig (strutture) CFEM (facciate) Otis (ascensori e scale mobili) Voyer (strutture secondarie) Programmazione operativa Organizzazione del cantiere in un ristretto spazio urbano Programmazione operativa Il montaggio dei pilastri Il montaggio delle travature metalliche 7

8 dalla produzione al cantiere -La Krupp realizzò le grandi travi in Germania trasportandole a Parigi a mezzo di treni -Durante il montaggio della struttura ogni sera arrivavano alla stazione di Le Chapelle due travi reticolari lunghe 50 m. del peso di 50 tonnellate -Nella notte si trasportavano le travi attraversando la città per circa 1600 metri -Le travi venivano subito posizionate in opera con l uso di una gru gigantesca Si controllava l azione del vento Nell arco di sei mesi, la grande struttura in acciaio venne completata 8

9 Si procedeva poi alla realizzazione delle strutture secondarie, dell involucro e al posizionamento degli elementi impiantistici Il tempo di esecuzione di tutta l opera fu di circa sei anni con una spesa di sei milioni di dollari Sicurezza operativa: Il tributo di vite umane durante l esecuzione dell opera è stato di tre vittime Gli incidenti sono stati provocati da: Caduta dall alto di un montatore Rottura dei freni di un camion Caduta di un carico 9

10 Il 31 gennaio 1977, il presidente Giscard d Estaing inaugurava l opera Nell ottobre 1998, ventidue anni dopo l inaugurazione, il centro viene chiuso per lavori di manutenzione La chiusura di venti-sette mesi rese attuabile il progetto di Piano che riconfigurò le superfici ottenendo 8000 mq in più. Rogers si tirò indietro non accettando le modifiche al progetto originario. 10

11 Le immagini documentano lo stato di degrado della struttura il giorno della chiusura per il nuovo intervento L opera, tornata fruibile per l anno duemila, ha ripreso il suo ruolo 11

12 Progetto esecutivo e cantiere La Chiesa Dives in Misericordia a Roma di Richard Meier Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier IL PROGETTO ARCHITETTONICO 12

13 Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier IL PROGETTO ARCHITETTONICO Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier IL PROGETTO ARCHITETTONICO 13

14 Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier IL PROGETTO STRUTTURALE 14

15 Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier LA CANTIERIZZAZIONE Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier LA CANTIERIZZAZIONE 15

16 Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier LA PRODUZIONE FUORI CANTIERE Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier IL CANTIERE 16

17 Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier IL CANTIERE Le opere di fondazione Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier IL CANTIERE Le opere di elevazione 17

18 Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier IL CANTIERE Le opere provvisionali Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier IL CANTIERE L assemblaggio dei conci e la precompressione 18

19 Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier IL CANTIERE Le strutture verticali Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier IL CANTIERE Le strutture verticali 19

20 Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier IL CANTIERE Le finiture Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier IL CANTIERE 20

21 Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier L opera finita Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier L opera finita 21

22 Chiesa Dives in Misericordia Roma R. Meier L opera finita prof. Renato G. Laganà Dal progetto al cantiere: Il palazzo degli uffici dell ENEL a Reggio Calabria 22

23 L area dell intervento edilizio di Saracinello della SS 106 è situata in prossimità dello svincolo Jonica a Sud di Reggio Calabria Sottostazione alta tensione Nuovo edificio 23

24 LE RICHIESTE DELLA COMMITTENZA Indici parametrici e tecnologici riferiti alle tabelle del manuale Smoffia (redatto negli anni 50) Edificio multipiano in cls armato e laterizi Spazi di lavoro rapportati al contratto sindacale Contiguità con impianto esistente OFFERTA PROGETTUALE Innovazione tecnologica rapportata ai nuovi modelli tipologici di edifici per uffici Edificio multipiano con struttura in cls armato e componenti evoluti Spazi di lavoro rapportati al contratto sindacale Contiguità con impianto esistente Fonti energetiche alternative in aderenza ai nuovi programmi sviluppati in ambito nazionale 24

25 Parte seminterrata: ambienti impianti Piano livello terra: ambienti di servizio PIANO TERRA garage Spogliatoi personale autoclave Impianto ventilazione Centrale elettronica Quadri elettrici Sala batterie Sala sindacale modem POMPE DI CALORE 25

26 PIANO SECONDO 26

27 MATERIALI DELL INVOLUCRO: Lastre di pietra Lastre di cristallo colorato Pannelli in acciaio preverniciato 27

28 Stralcio della pianta esecutiva del livello seminterrato con i servizi igienici e le scale Stralcio della pianta esecutiva del livello della sala per il pubblico 28

29 Stralcio della pianta esecutiva del livello degli uffici del corpo di fabbrica 2 Stralcio della pianta esecutiva dei servizi igienici del corpo 2 con il cavedio impiantistico attrezzato con una passerella per le verifiche periodiche 29

30 Stralcio della pianta esecutiva del piano primo con le scale ed i servizi igienici Stralcio della pianta esecutiva del livello degli uffici 30

31 Carpenteria (1:50) della struttura in c.a. Sono riportati i fili fissi dei pilastri e la direzione dell orditura dei solai La tabella dei pilastri relativi all edificio 2 31

32 Pianta delle carpenteria della struttura in cls armato Esecutivo dell impianto elettrico 32

33 Planimetria con l impianto di climatizzazione al piano terreno e immagine delle canalizzazioni Stralcio esecutivo (1:50) del terzo piano con i pannelli solari e la sala per gli impianti di condizionamento L acqua calda prodotta dai pannelli, oltre agli usi sanitari, viene usata per ottimizzare le pompe di calore 33

34 Esecutivo della facciata con riportate le linee di sezione e l individuazione degli elementi di dettaglio Tavola esecutiva per la produzione degli elementi di facciata (1:50). Per facilitare la manutenzione e la pulizia oltre all apertura a vasistas si sono predisposti perni medianti per consentire il ribaltamento verso l interno della lastra di vetro 34

35 Il sistema di facciata con i componenti vetrati ventilati e la gerarchia delle colorazioni dei vetri e dei supporti La fascia marcapiano con lastre di marmo lisce e bocciardate posate a secco Sezioni verticali e punti nodali rappresentati in scala 1:2 35

36 Realizzazioni di sistemi di facciate delle officine Benetton di Treviso e campionatura dei colori L AREA DI SEDIME le indagini preliminari sul terreno I carotaggi rivelano la presenza di argille molli nel sottosuolo. Il geologo testa i campioni indisturbati. 36

37 ORGANIZZAZIONE DEL CANTIERE Sottostazione alta tensione area produzione malte e calcestruzzi Gru Nuovo edificio area stoccaggio materiali uffici e spogliatoi operai Si eseguono le perforazioni dei pali 37

38 Si eseguono le perforazioni e si calano le camicie dei pali Si predispongono e poi si calano le armature dei pali Si completano i muri di sostegno perimetrali 38

39 Si fanno emergere le testate dei pali e si esegue la prova di sfilamento dei pali Sulle testate dei pali si armano i plinti di fondazione 39

40 Elevazione dei pilastri in cls armato, montaggio della carpenteria per il getto della scala, e predisposizione del vespaio Carpenteria in legno per il primo solai e posizionamento delle lastre con i dettagli delle armature dei solai in cls armato e del giunto tipo halfen per il fissaggio dei componenti della facciata metallica 40

41 Sollevamento e montaggio dei solai a lastre prefabbricati con il posizionamento dei blocchi in polistirene Il sistema delle pendenze per lo smaltimento delle acque piovane 41

42 Dettagli della finitura con pavimento sopraelevato della frontiera orizzontale superiore e dettagli di finitura del parapetto Il montaggio della facciata a pannelli di acciaio e vetro sulla struttura in c.a. 42

43 Dettagli dei sistemi di connessione della struttura metallica dell involucro esterno con la struttura in c.a. tramite giunti tipo Halfen Lo schema dell impianto idrico con il locale autoclave ed i serbatoi esterni dell impianto antincendio 43

44 Lo schema dell impianto di smaltimento delle acque reflue e fognarie Pareti mobili e pareti attrezzate con le canalizzazioni dell impianto elettrico 44

45 Il sistema impiantistico del corridoio centrale con le canalizzazioni dell impianto di climatizzazione, le tubazioni dell impianto elettrico e le mensole portacavi dell impianto telematico Predisposizione del pavimento sopraelevato delle sale computer 45

46 I lavori di completamento delle aree esterne Retro dell edificio L opera finita anno

47 Cantieri recenti: lo stadio di Wembley e lo stadio di Pechino Due esempi di strutture spaziali, realizzate recentemente, a confronto per verificare le modalità dell approccio ergotecnico Due opere firmate da Foster & partners e da Herzog e de Meuron 47

48 Il progetto del nuovo stadio londinese Il cantiere per la demolizione della struttura preesistente La costruzione del nuovo stadio Obiettivi: Realizzare lo stadio più alto del mondo capace di posti Realizzare il più grande stadio di calcio del mondo Il progetto del nuovo stadio londinese Il cantiere per la demolizione della struttura preesistente La costruzione del nuovo stadio La struttura precedente: Costruita da 1500 operai in 300 giorni in vista dell Esposizione dell Impero Britannico del 1924 L architettura vittoriana con le due torri, conteneva una gradinata per persone 48

49 La programmazione operativa Ottobre 2002: Sgombero vecchio stadio e allestimento del cantiere Novembre 2002: Inizio demolizioni Avvio scavi Dicembre 2002: Montaggio gru Completamento demolizioni Gennaio 2003: Avvio scavi Costruzione scale Marzo 2003: Abbattimento vecchie torri La programmazione operativa Marzo 2003: Abbattimento vecchie torri Previsione fine lavori: maggio

50 Il progetto architettonico posti a sedere 1 km di circonferenza 54 km di gradini Copertura retrattile Committente: Wembley National Stadium Ltd. Progetto: arch. Sir Norman Foster & partners Disegni e dettagli strutturali: Oakwood Engineering General Contractor: Multiplex Constructions Ltd (UK) Costruttore: Cleveland Bridge Ltd (NL) Il progetto tecnologico: i materiali tonnellate di calcestruzzo tonnellate di acciaio 70 km di cavi elettrici Il progetto tecnologico: la struttura Fondazioni profonde 35 metri Sostegno del tetto retrattile: arcata singola inclinata 112 con una campata di 315 m. 50

51 Confronto dimensionale tra la dimensione del precedente stadio con la nuova struttura La programmazione operativa 1500 operai impegnati nella realizzazione dell opera Costo: 757 milioni di sterline I componenti prefabbricati in acciaio realizzati a Darlinghton, dopo il trasporto vengono montati in opera Saldatori in azione 51

52 La programmazione operativa Le gru sollevano il grande arco composto da 500 pezzi organizzati in 13 moduli La programmazione operativa Si completano le strutture secondarie 52

53 La programmazione operativa Lo sviluppo del cantiere La programmazione operativa Il posizionamento dei tiranti 53

54 La programmazione operativa Si montano le partizioni verticali esterne La programmazione operativa Si montano le strutture di copertura 54

55 La programmazione operativa gennaio incidente nel cantiere Muore un operaio cadendo dai ponteggi A man has died and another has been injured in an accident at the site of the new Wembley Stadium. The London Ambulance Service was called at 0825 GMT on Thursday to the construction site in north London. It says one man was declared dead at the scene and the other was taken to the Central Middlesex Hospital with leg injuries. Work across the site has been suspended while an investigation is begun into the cause of the incident. Police said it was believed a platform collapsed without warning and fell about 100 feet, trapping the men underneath. 21 marzo incidente nel cantiere Crolla una parte della copertura 3500 operai vengono evacuati Marzo 2007 inaugurazione del nuovo stadio, con un anno di ritardo rispetto alle previsioni ed un costo finale di oltre 536 milioni di euro 55

56 Il concorso per il Nuovo stadio olimpico a Pechino Il progetto e le modifiche La costruzione del nuovo stadio Cina 2002 viene bandito un concorso pubblico per le Olimpiadi del 2008 una giuria internazionale seleziona tre dei 44 progetti presentati Gli architetti Herzog & de Meuron con l'istituto di architettura della Cina e lo studio Ove Arup & C. L istituto di architettura di Beijing La Japanese AXS Company con l'istituto di architettura dell'università di Tsinghua Vince il progetto di Herzog e de Meuron 56

57 Gli elementi che si intrecciano come un nido sorreggendo l immenso tetto, interamente chiudibile gli elementi strutturali si intrecciano formando una maglia nella quale sono integrate facciate, scale e coperture Cubatura: 3 milioni mc Altezza: 69,2 m Capienza: posti Costo: 280 milioni di sterline Tempo: 3 anni Il costo dell opera viene sostenuto dal CITIC (Cina International Trust & Investiment Corporation) per il 42% e dal Comune di Pechino per il 58% 57

58 Nel novembre 2003 la Beijing Mechanical Construction Company vinse l appalto degli sterri e delle opere fondali -24 dicembre 2003 Posa della prima pietra Dopo l elaborazione del progetto esecutivo, curato per la parte impiantistica e strutturale dallo studio Ove Arup & C., i lavori di costruzione iniziarono nel marzo 2004 Programmazione operativa Il cantiere in una foto aerea di Google Earth Organizzazione del cantiere in un grande spazio 58

59 -Dopo cinque mesi, nell'agosto 2004 i lavori di costruzione vennero fermati per gli alti costi di costruzione. -I progettisti furono invitati a modificare il disegno per abbattere i costi -La redazione del progetto operativo manifesta l inesattezza economica della progettazione esecutiva Venne sacrificata la copertura riducendosi del 22,3% il consumo di acciaio e la struttura della membrana laterale ridotta del 13%. -I lavori vennero ripresi nel gennaio 2005 La programmazione operativa venne ridefinita Il tempo previsto per l esecuzione slittava ai primi mesi dell anno 2008, prima dell inaugurazione dei giochi olimpici 59

60 Programmazione operativa Organizzazione del lavoro per il montaggio di elementi standard in acciaio Programmazione operativa Squadre di lavoro in continua attività (10000 operai) Progettazione operativa e sicurezza Il numero di morti sul lavoro nello stadio sembra essere di sei operai, come indicato da Ding Zhenkauan, vicepresidente dell Ufficio Sicurezza sul lavoro. 60

61 Progettazione operativa Il sollevamento dei componenti metallici con l ausilio delle gru Progettazione operativa Squadre speciali assemblano i grandi componenti 61

62 Progettazione operativa: Al sollevamento e posizionamento in cantiere degli elementi realizzati fuori opera segue la saldatura degli elementi in opera Ponti provvisori e gru a braccio per le finiture Strutture spaziali in acciaio e opere provvisionali 62

63 Il 20 settembre 2006 vennero ultimati i lavori della struttura. Il completamento delle finiture e degli impianti slitto dal marzo a fine aprile

64 Il 4 agosto 2008 una spettacolare cerimonia di apertura inaugurava lo stadio nazionale di Pechino Esplode la cerimonia nello stadio Nazionale di Pechino - foto AP 64