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Giuseppe Prete Vincenzo Dipaola Francesca Prete Problemi di durabilità delle strutture in acciaio Sicurezza contro l incendio e la corrosione
Copyright MMXV Aracne editrice int.le S.r.l. www.aracneeditrice.it info@aracneeditrice.it via Quarto Negroni, 15 00040 Ariccia (RM) (06) 93781065 ISBN 978-88-548-8521-9 I diritti di traduzione, di memorizzazione elettronica, di riproduzione e di adattamento anche parziale, con qualsiasi mezzo, sono riservati per tutti i Paesi. Non sono assolutamente consentite le fotocopie senza il permesso scritto dell Editore. I edizione: novembre 2015
Indice 007 Introduzione generale 009 Capitolo I Sicurezza antincendio 1.1. Premesse, 009 1.2. Prodotti ed elementi costruttivi, 011 1.2.1. Prove sperimentali, 013 1.2.2. Confronti con Tabelle, 014 1.2.3. Calcoli analitici, 017 1.3. Comportamento antincendio di elementi senza e con protezione, 023 1.3.1. Elementi non protetti, 024 1.3.2. Elementi protetti, 031 1.4. Procedimenti di calcolo della resistenza al fuoco, 036 1.4.1. Metodo analitico nel dominio della resistenza, 036 1.4.2. Metodo analitico nel dominio della temperatura, 040 1.5. Nomogramma, 042 1.5.1. Modalità applicative, 042 1.5.2. Soluzioni potenziali, 047 1.6. Zone compartimentali delle costruzioni, 047 1.6.1. Carico d incendio di progetto, 048 1.6.2. Livello di prestazione antincendio, 050 1.7. Applicazioni di protezione antincendio, 053 1.7.1. Sistemi di protezione, 053 1.7.2. Resistenza al fuoco, 056 1.7.3. Normativa di riferimento, 063 067 Capitolo II Protezione dalla corrosione 2.1. Generalità, 067 2.2. Il fenomeno della corrosione, 068 2.2.1. Corrosione diffusa e localizzata, 070 2.2.2. Prevenzione e protezione anticorrosiva, 072 5
6 Indice 2.3. Preparazione delle superfici, 073 2.3.1. Pulitura manuale, 073 2.3.2. Pulitura meccanica, 074 2.3.3. Pulitura alla fiamma, 074 2.3.4. Decapaggio, 075 2.3.5. Sabbiatura, 076 2.4. Protezione mediante pitturazione, 078 2.4.1. Rivestimenti tradizionali, 080 2.4.2. Rivestimenti speciali, 082 2.4.3. Rivestimenti long-lasting, 083 2.4.4. Modalità di applicazione, 083 2.4.5. Prescrizioni esecutive particolari, 085 2.4.6. Esempi di cicli di pitturazione, 085 2.4.7. Criteri di manutenzione, 087 2.5. Protezione mediante zincatura, 090 2.5.1. Zincatura a caldo per immersione, 091 2.5.2. Zincatura a caldo in continuo, 093 2.5.3. Metallizzazione a spruzzo, 094 2.5.4. Zincatura elettrolitica, 094 2.5.5. Sherardizzazione, 094 2.5.6. Zincatura con pitture, 095 2.5.7. Valutazioni tecnico-economiche, 095 2.6. Protezione Duplex, 095 2.7. Prerivestimento dell acciaio, 097 2.8. Materiali speciali anticorrosivi, 100 2.8.1. Acciai patinabili, 100 2.8.2. Acciai inossidabili, 102 2.9. Criteri progettuali e costruttivi di durabilità, 107 2.10. Codificazione di riferimento dei trattamenti protettivi, 117 2.10.1. Norme per la preparazione delle superfici, 118 2.10.2. Norme per la pitturazione, 120 2.10.3. Norme per la zincatura, 122 125 Bibliografia
Introduzione generale La realizzazione in sicurezza di una generica struttura in acciaio comporta ineludibilmente il soddisfacimento delle condizioni fondamentali, progettuali ed esecutive, che ne garantiscano l efficienza e la funzionalità nel tempo, cioè per tutta la durata nominale di vita prevista dalle pertinenti Normative Tecniche vigenti, nazionale [1] e comunitarie [2], [3], in relazione alle specifiche caratteristiche tipologiche, con il livello prestazionale richiesto, e alla localizzazione geografica. Tali condizioni possono ricondursi ai due seguenti requisiti qualificanti in termini di sicurezza generale dell opera: - la sicurezza strutturale, correlata alla resistenza e robustezza nei confronti delle azioni, statiche e dinamiche, previste in progetto; - la sicurezza ambientale, correlata alla conservazione della integrità fisica e funzionale nei confronti delle azioni aggressive dell ambiente circostante, naturali e/o accidentali, cui può essere sottoposta. Nella pratica, mentre il primo aspetto è quello solitamente privilegiato sul piano progettuale, l altro aspetto, ritenuto a torto secondario, risulta troppo spesso trascurato o minimizzato. Trattasi indubbiamente di un grave errore di superficialità concettuale oltre che di irresponsabilità professionale, poiché non può sfuggire la notevole importanza che riveste, nell economia di esercizio di una costruzione metallica, il requisito di durabilità, ossia la capacità di contrastare il degrado del manufatto in modo tale da non comprometterne la sicurezza e la funzionalità durante la sua vita utile; requisito che assume pertanto un ruolo particolarmente significativo nell ambito di una progettazione integrale dell opera stessa, anche alla luce della puntuale e stringente Codificazione di riferimento vigente. Il presente lavoro, a carattere monografico, intende appunto occuparsi espressamente di questo tema, affrontando i problemi di durabilità legati alle 7
8 Introduzione generale principali cause di vulnerabilità ambientale delle strutture in acciaio, quali i fenomeni aggressivi dovuti al fuoco e alla corrosione atmosferica. Il testo è composto da due specifici e distinti Capitoli. - Nel primo Capitolo si affronta il problema della sicurezza antincendio delle costruzioni edilizie comunque strutturate, ma con particolare riguardo a quelle aventi ossatura in acciaio, sicuramente più sensibili all azione del fuoco. La trattazione, condotta prevalentemente sulla scorta della vigente Normativa Tecnica nazionale, esprime i principi generali di prevenzione e i relativi criteri di progettazione antincendio degli elementi costruttivi più significativi, strutture portanti e componenti complementari, provvisti o meno di protezione ignifuga, per i quali si valuta la resistenza al fuoco con una moderna metodologia grafico-analitica a carattere generale. L esposizione è infine corredata da un cospicuo numero di esempi applicativi e dalla citazione dei pertinenti riferimenti normativi di prodotto e di prova. - Il secondo Capitolo è dedicato espressamente allo studio della protezione delle strutture metalliche soggette al fenomeno della corrosione atmosferica diffusa e localizzata. A tal fine vengono illustrate le caratteristiche degli acciai da costruzione sia ordinari che speciali, vengono classificati e descritti i più diffusi metodi di preparazione e di protezione anticorrosiva delle superfici esposte, anche con l ausilio di esemplificazioni pratiche e di una serie di soluzioni tecniche preferenziali che, in sede progettuale ed esecutiva, sono consigliabili per prevenire o minimizzare il rischio di danneggiamento e di degrado strutturale. In conclusione verrà elencata e dettagliata ai fini applicativi l attuale Codificazione vigente in materia, costituita da specifiche Norme armonizzate a livello nazionale e internazionale.