234   Marzo - Aprile  2021
ISSN 2282-3794
IL NUOVO SISTEMA DI MONITORAGGIO DELLA COPERTURA DELLO STADIO G. MEAZZA A MILANO
di
Simone Turrisi, 
Politecnico di Milano – Dipartimento di Meccanica
simone.turrisi@polimi.it
Alfredo Cigada, 
Politecnico di Milano – Dipartimento di Meccanica
alfredo.cigada@polimi.it
Emanuele Zappa, 
Politecnico di Milano – Dipartimento di Meccanica
emanuele.zappa@polimi.it
Francesco Romanò, 
Massimiliano Papetti, 
Direzione centrale Tecnica – Comune di Milano
massimiliano.papetti@comune.milano.it
Fabiana Stefanoni, 
Direzione centrale Tecnica – Comune di Milano
fabiana.stefanoni@comune.milano.it
Santo Genduso
Direzione centrale Tecnica – Comune di Milano
santo.genduso@comune.milano.it

Il lavoro presenta le attività che hanno portato alla recente realizzazione del sistema di monitoraggio della copertura dello stadio G. Meazza a Milano. Per via della considerevole esposizione agli agenti atmosferici e per il vasto numero di elementi presenti, tale struttura rappresenta una sfida molto ardua ai fini del monitoraggio strutturale. Nell’articolo vengono illustrate le principali considerazioni affrontate in fase di progettazione, per poi passare alla descrizione della strategia di monitoraggio adottata e della successiva realizzazione dell’impianto. Grazie all’integrazione del sistema di monitoraggio della copertura con quelli già esistenti per le tribune e le travi a cassone che sorreggono il terzo anello, è stato possibile disporre di uno strumento di controllo per tutte le principali strutture che compongono lo stadio G. Meazza di Milano. Tale sistema di monitoraggio rappresenta dunque un esempio unico nel suo genere, sia per la complessità nella realizzazione, sia per l’innovatività delle soluzioni impiegate.

English version
x
THE NEW MONITORING SYSTEM OF THE ROOF OF THE G. MEAZZA STADIUM IN MILAN

The paper deals with the description of the main activities which have led to the recent implementation of the monitoring system of the roof the G. Meazza stadium in Milan. Due to the considerable exposure to atmospheric agents and the large number of elements present, this structure represents a very attractive challenge for structural health monitoring purposes. The most relevant problems addressed during the design stage together with the adopted solution for the realization of monitoring system are described below. Thanks to the integration of the monitoring system of the roof with the ones existing for the grandstands and the box girders sustaining the third ring, made it possible to have a reliable system to control the health status of all the main structures of the G. Meazza stadium.

PRESCRIZIONI DI CAPITOLATO DI UN CALCESTRUZZO A LUNGA DURABILITÀ PER LE FONDAZIONI ARMATE NEL PONTE SULLO STRETTO DI MESSINA
di
Mario Collepardi, 
Silvia Collepardi, 
Roberto Troli

Nel presente articolo sono sviluppate le prescrizioni di capitolato del calcestruzzo per le fondazioni armate del Ponte sullo Stretto di Messina (incassate in uno scavo del terreno saturo di acqua marina) sulla base della composizione elaborata con la tecnica del mix-design. La composizione del calcestruzzo delle fondazioni armate del Ponte è stata calcolata sulla base di: a) lavorabilità del calcestruzzo fresco a consistenza superfluida (220-240 mm; b) aggregato naturale con diametro massimo di 32 mm che comporta uno sviluppo di aria intrappolata pari a 1,3% rispetto al volume del conglomerato che corrisponde a 2,6 L di ossigeno in 1 m3 di calcestruzzo; c) impiego di un superfluidificante acrilico (1,5% sul peso del cemento) che provoca una riduzione dell’acqua di impasto del 40%; d) Rck (45 MPa) richiesta dalla classe di esposizione in ambiente marino (XS2) che corrisponde ad un rapporto acqua/cemento di 0,39; e) volume di aggregato calcolato per differenza tra il volume del calcestruzzo e quello degli altri ingredienti.
In base a tutti questi elementi sono state elaborate le prescrizioni di capitolato che il progettista deve emettere per il produttore del calcestruzzo e per l’impresa di costruzione, come anche le raccomandazioni per il Direttore dei Lavori.

English version
x
TENDER SPECIFICATIONS FOR A LONG DURABILITY CONCRETE OF THE REINFORCED FOUNDATIONS IN THE STRAITS MESSINA BRIDGE

In the present paper the tender specifications are developed for the concrete of the reinforced foundations of the Bridge of the Messina Straits (completely embedded in an excavated ground saturated with sea water) based on the concrete composition determined using the mix-design method. The concrete composition has been determined by taking into account: a) the superfluid consistency of the cementitious mixture at a slump level of 220-240 mm; b) natural aggregate with a maximum size of 32 mm where the volume of entrapped air is as low as 1.3% by the concrete volume and corresponds to 2.6 L of oxygen in 1 m3 of concrete; c) use of 1.5% of a polycarboxilic superplasticizer by weight of cement producing a 40% reduction in the amount of mixing water; d) a Rck value of 45 MPa required by the exposure class XS2 due to presence of a ground saturated by sea water in contact with the reinforced foundation; e) volume of the aggregate determined by difference of 1 m3 of concrete and that of all the other ingredients.
Using all the above data, the tender specifications have been elaborated so that they will be imparted by the structural designer to the producer of concrete and the contractor, as well as communicated to the director of works.

PRINCIPALI ASPETTI LEGATI ALLA PROGETTAZIONE DI TORRI EOLICHE IN ACCIAIO
di
Elide Nastri, 
Dipartimento Ingegneria Civile, Università degli studi di Salerno
enastri@unisa.it
Marco Simoncelli, 
Dipartimento ABC, Politecnico di Milano
marco.simoncelli@polimi.it
Marco Zucca
Dipartimento ABC, Politecnico di Milano
marco.zucca@polimi.it

ARTICLE IN ENGLISH
Un’alternativa ecologica alle fonti energetiche non rinnovabili, per produrre energia elettrica, è sicuramente rappresentata dai parchi eolici. I parchi eolici sono costituiti da una serie di torri, o elementi verticali, generalmente in acciaio, le cui dimensioni sono davvero importanti: possono raggiungere i 100 metri di altezza e, nel caso di torri realizzate con profili tubolari, il diametro può superare i 3 metri. Le limitazioni di altezza e diametro vengono imposte da leggi nazionali o locali, in base a dove viene ubicata la torre eolica. Nonostante lo schema strutturale sia abbastanza semplice (trave a sbalzo con massa concentrata in alto) il loro progetto nasconde molte insidie, non sempre note a chi si avvicina per la prima volta a queste strutture, che se trascurate possono portare a conseguenze pericolose. Per esempio, le azioni dinamiche agenti sulle torri eoliche in acciaio determinano una limitazione della vita a fatica dei particolari costruttivi che, se non adeguatamente progettati, possono presentare i classici segni di deterioramento prematuro (come la frattura sulle saldature).
Le fondazioni sono molto differenti a seconda delle peculiarità della torre eolica progettata. Le più comuni, utilizzate per torri onshore realizzate con profili tubolari di acciaio, si presentano come un unico enorme plinto in cemento armato (dimensioni fino a diametri di 15m con 3m di altezza totale) con eventualmente l'aggiunta di pali. La progettazione di questa tipologia di fondazione è molto delicata e deve essere eseguita con estrema attenzione. Quando la torre eolica raggiunge la fine della vita utile, generalmente intorno ai 15-20 anni, viene dismessa e smontata. Risulta evidente che queste enormi fondazioni in calcestruzzo armato sono particolarmente difficili da smaltire, andando quindi contro il principio di eco-sostenibilità per le quali le torri stesse nascono.
L’articolo presenta una discussione sui principali aspetti da considerare nella progettazione di queste strutture, fornendo un quadro di minimo nella stima della sicurezza strutturale. Viene inoltre dedicato un capitolo alla problematica della risonanza struttura-rotore che quando insorge, porta inevitabilmente al blocco totale dell’impianto. Insieme al problema in sé vengono discusse anche alcune strategie risolutive. Lo studio eseguito sulla torre eolica di acciaio presentata può essere considerato come rappresentativo di molte soluzioni già installate sia in Italia che all'estero.

English version
x
MAIN ASPECTS RELATED TO THE DESIGN OF STEEL WIND TURBINES

An eco-friendly alternative to non-renewable energy sources, such as oil, to produce electrical energy, is certainly represented by the wind farms. Wind farms consist of a series of towers, or vertical elements, generally made of steel, whose dimensions are really important: they can reach 100 meters in height and, in the case of tubular towers, the diameter can exceed 3 meters. Although the structural scheme is quite simple (cantilever beam with concentrated mass on top) their design hides many issues, not always known to those approaching these structures for the first time, which if neglected can lead to very dangerous effects. The dynamic actions acting on steel wind towers cause a limitation of the fatigue life of the construction details which, if not adequately designed, will show the classic signs of premature deterioration (e.g. cracks on welds).
The foundations are very different case to case, depending on the considered wind turbines. Onshore steel turbines are generally realized employing hollow circular steel profiles presents a unique huge reinforced concrete foundation with eventually the adjunction of piles. In this case, it can be underlined that these enormous concrete foundations are particularly hard to dispose of once the steel tower is removed.
The following paper presents the main aspects to be checked in the design of these structures, providing a minimum framework in the estimation of structural safety. Furthermore, one chapter is also dedicated to the problem of structure-rotor resonance which leads to the total block of the entire system. Along with the problem itself, some mitigation strategies are also presented. The reported steel wind tower can be considered as representative of many solutions already installed both in Italy and abroad.

IL SOLAIO ALVEOLARE NEL SUO SVILUPPO STORICO E TECNOLOGICO
di
Bruno Della Bella
Ingegnere, consigliere delegato Gruppo Centro Nord
bruno.dellabella@gmail.com

Dopo alcune notizie storiche sulla nascita e sullo sviluppo del solaio alveolare in Italia ed in Europa, la descrizione delle diverse tipologie, delle sezioni tipiche e di alcuni dati statistici sulla sua diffusione, si illustrano le tecnologie ed il ciclo produttivo con i relativi controlli di processo e di prodotto.
Vengono poi richiamate le Normative di riferimento in Italia e nel mondo ed evidenziate le caratteristiche, i particolari requisiti geometrici e le verifiche più significative delle lastre alveolari (spalling, taglio trazione e flessione, punzonamento, ripartizione trasversale), le prescrizioni per i collegamenti agli appoggi in caso di continuità e con travi in opera, la resistenza al fuoco.
Per un prodotto di grande serie e versatilità quale è il solaio alveolare, non si devono dimenticare le criticità legate agli aspetti progettuali, produttivi e di montaggio in cantiere quando vengono trascurate le particolarità di questo elemento, che non ha armature trasversale e a taglio, e sottovalutate le prescrizioni esecutive sugli elaborati di progetto del Produttore.
Nell’articolo vengono richiamate le numerose ricerche universitarie e sperimentali promosse in Italia dall’ASSAP ed all’estero da BIBM e IPHA ed il loro grande apporto tecnico-scientifico-sperimentale, che hanno permesso di elaborare Manuali di progettazione e impiego anche per particolari aspetti applicativi e di calcolo (connessioni, displanarità, grandi aperture, taglio-torsione, resistenza al fuoco).

English version
x
HOLLOW CORE FLOOR IN ITS HISTORICAL DEVELOPMENT AND TECHNOLOGY

After a bit of history on the birth and development of the hollow core slab in Italy and Europe, with market and statistical data on types and uses, typical sections, technologies and production cycle are illustrated with the related process controls and of product.
The reference standards in Italy and in the world are then recalled and the characteristics, the particular geometric requirements and the most significant checks of the hollow core floor are highlighted (spalling, traction and bending shear, punching, transversal distribution, fire resistance), the requirements for connections to the supports in case of continuity and with beams cast in-situ.
For a product of great series and versatility such as the hollow core slab, we must not forget the problems related to the design, production and assembly aspects on site when the particularities of this element without transversal and shear reinforcements are underestimated or neglected as well as executive prescriptions on the Producer's design drawings.
We recall the important university and experimental researches promoted in Italy by ASSAP and abroad by BIBM and IPHA and their great technical-scientific-experimental contribution, with the aim of elaborating design and user Manuals for particular application and calculation aspects (connections, displanarity, large openings, shear-torsion, fire resistance).

VALUTAZIONE DELLA DOMANDA SISMICA PER ELEMENTI NON-STRUTTURALI IN EDIFICI OSPEDALIERI
di
Giammaria Gabbianelli, 
PhD, Ricercatore, Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia, Pavia
giammaria.gabbianelli@iusspavia.it
Daniele Perrone, 
PhD, Ricercatore, Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia e Università del Salento, Lecce
daniele.perrone@unisalento.it
Emanuele Brunesi
PhD, Ricercatore, Fondazione Eucentre - Centro Europeo di Formazione e Ricerca in Ingegneria Sismica, Pavia
emanuele.brunesi@eucentre.it

L'importanza degli elementi non-strutturali nella progettazione sismica è ormai ampiamente riconosciuta sia nella comunità scientifica che nella pratica professionale. Questi elementi possono influenzare in modo rilevante la funzionalità degli edifici anche per basse intensità sismiche, come quelle che contraddistinguono gli stati limite di esercizio. In tale contesto, particolare attenzione ad essi va posta nella valutazione del comportamento sismico delle strutture considerate critiche o strategiche, ovvero riconducibili alla classe d’uso III e IV della normativa italiana. Tra gli aspetti di maggiore rilevanza nella valutazione delle prestazioni sismiche degli elementi non-strutturali vi è la definizione della domanda sismica a cui essi sono soggetti. Il presente lavoro è incentrato sulla valutazione della domanda sismica a cui sono soggetti gli elementi non-strutturali installati in una ipotetica struttura ospedaliera ubicata in un territorio italiano a medio-bassa sismicità. La domanda sismica è stata determinata per quattro intensità sismiche crescenti, corrispondenti a bassi periodi di ritorno. Le analisi dinamiche non-lineari condotte hanno permesso di determinare la domanda sismica a cui sono soggetti gli elementi non-strutturali in termini di spettri di piano. Gli spettri di piano sono stati quindi confrontati con quelli ottenuti attraverso le formulazioni semplificate fornite dalle normative vigenti al fine di evidenziarne le eventuali criticità.

English version
x
ASSESSMENT OF THE SEISMIC DEMAND ON NON-STRUCTURAL ELEMENTS IN HOSPITAL BUILDINGS

The importance of non-structural elements in the seismic design of buildings is well-known in the scientific community. These elements can significantly influence the building's functionality, also in case of low-intensity seismic actions. In critical or strategic structures it is fundamental to guarantee the non-structural elements' functionality, since damage to such elements can lead to huge economic losses and downtime. These structures are generally classified with an importance class equal to III or IV in compliance with the European and Italian codes. The most crucial issue to deal with in evaluating non-structural elements performance is the definition of the seismic demand. This paper investigates the evaluation of the seismic demand on non-structural elements in a masonry-infilled reinforced concrete hospital building. The structure is supposed to be located in a medium-low seismic zone in Italy. The seismic demand is evaluated for four different levels of seismic intensity corresponding to low return periods. By means of nonlinear dynamic time-history analyses, the floor response spectra are computed from both absolute accelerations and relative displacements. The outcomes of such analyses are compared with simplified formulations provided by the current Italian and European standards, showing the shortcomings of closed-form analytical approaches.