La appropriata e consapevole scelta degli schemi principali è parte essenziale quando si affronta la fase di progettazione statica della struttura.
In secondo luogo, le attuali metodologie di calcolo e verifica richiedono l’uso di codici di calcolo che, sia essi Europei (Eurocodici) che Americani (AISC), nel tempo si sono via via “appesantiti”con formulazioni complesse per quanto riguarda le verifiche, e con combinazioni di calcolo molto elevate in numero per la definizione dei criteri di sicurezza.
I normatori hanno così cercato di rincorrere procedure di calcolo sempre più raffinate, tentando attraverso l’uso di formulazioni e approcci complessi, di raggiungere una maggiore precisione nella comprensione dei comportamenti strutturali.
Questo approccio è ovviamente stato possibile grazie all’uso di programmi di calcolo sofisticati e all’uso quotidiano di calcolatori elettronici, che consentono l’elaborazione di formule complesse, un tempo (non lontano) impossibili con strumenti di calcolo pseudo-manuali, questi ultimi oggi praticamente sconosciuti ai più (ma non poi tanto) giovani.
Nella pratica progettuale odierna ci si orienta verso l’utilizzo “immediato” di questi mezzi cosiddetti “evoluti”,senza passare attraverso un’analisi ponderata e pensata del problema strutturale da risolvere.
Si “modella” in genere la struttura senza passare attraverso una prima fase di dimensionamento preliminare, che dovrebbe servire a capire “in soldoni”, quali sono i numeri in gioco.
Il rischio conseguente è quello di affidarsi ad occhi chiusi ai risultati che le macchine ci propongono, senza avere un riscontro comparativo con quelli attesi, ottenuti attraverso un’analisi logica del problema strutturale.
Questo approccio produce via via la “perdita di sensibilità progettuale”, causadi gravi problemi strutturali legati soprattutto alla sicurezza, quando le strutture o parti di esse risultano di fatto sottodimensionate, ma anche coinvolgimenti di tipo economico, qualora eccessivamente sovradimensionate.
Ci si propone quindi con quanto seguirà, di fornire una traccia per la scelta degli schemi più appropriati, analizzando le più comuni tipologie strutturali, e proporre approcci semplici di dimensionamento preliminare, con “l’utilizzo di schemi semplificati ma ragionati”e “l’applicazione di formule semplificate compatte” derivate in genere dai più attempati codici di calcolo, che hanno comunque permesso per oltre un secolo, l’affidabile progettazione delle strutture in acciaio.
Il consiglio è di lasciare agli attuali codici di calcolo l’affinamento, se necessario, delle strutture e la stesura delle relazioni giustificative di calcolo.
Questo ci renderà sicuramente “progettisti” e non solo “calcolatori” di strutture.
Per terminare: una frase che raccoglie l’essenza della buona progettazione, ricordataci in un’intervista televisiva dal prof Christian Menn [NOTA 1], “valido cattedratico” ma “soprattutto ingegnere progettista” del ETH, Politecnico Federale di Zurigo: “Ricordatevi che è meglio essere approssimativamente corretti piuttosto che esattamente sbagliati”.
Questo contributo introduce quindi una serie di articoli o capitoli indirizzati agli ingegneri progettisti, direttori lavori e collaudatori che affrontano strutture in acciaio.

Il panorama del patrimonio edilizio ed immobiliare è soggetto ad un naturale e graduale processo di invecchiamento, indotto dal progressivo deperimento e dalla vetustà delle strutture, che ne causa una conseguente obsolescenza funzionale. Tale processo, tendenzialmente continuo e controllabile nel tempo, risulta nella maggior parte dei casi prevedibile e necessita di un efficace sistema di diagnostica che consenta una adeguata manutenzione programmata.
La messa in opera di sistemi di diagnostica per la stima dei livelli di sicurezza delle costruzioni richiede un accurato assessment dello stato attuale dei manufatti, tramite indagini dettagliate e mirate. Nel presente articolo viene presentato un sistema di diagnostica basato su un monitoraggio innovativo, economico e poco invasivo, in grado di fornire all’utente in tempo reale informazioni sullo stato di salute della struttura.
La peculiarità del sistema risiede nell’essere composto di sensori a basso costo basati prevalentemente su tecnologia MEMS, in grado di monitorare svariate grandezze fisiche, e collegati tra loro con diverse tecnologie per il trasferimento dati e l’alimentazione dei sensori. I dati registrati vengono inizialmente elaborati direttamente della strumentazione, quindi inviati al cloud, dove possono essere ulteriormente elaborati o resi disponibili per successive elaborazioni o per un confronto con la risposta attesa calcolata attraverso l’impiego di modelli matematici della struttura. Rispetto ad altri sistemi disponibili sul mercato, uno dei vantaggi più evidenti è la scalabilità; è cioè possibile pensare ad applicazioni che comportino l’installazione sia di poche unità di sensori, sia che vedano l’impiego di diverse centinaia di strumenti, capaci di misurare le più svariate grandezze fisiche.

L’imponente numero di edifici esistenti in Italia senza adeguata protezione sismica richiede la definizione di tecniche di intervento sostenibili, in grado di ridurre tempi e costi, e soprattutto di limitare l’interruzione d’uso degli ambienti. Nell’ambito delle tecniche di intervento dall’esterno, nel presente articolo viene proposta una innovativa soluzione con telai in c.a. prefabbricati posti lungo il perimetro della struttura esistente, progettati per costituire il principale sistema resistente alle azioni orizzontali. I telai di rinforzo sono ottenuti dall’assemblaggio di nodi trave-colonna collegati strutturalmente attraverso unioni flangiate in acciaio. Gli elementi così assemblati sono quindi vincolati alla struttura esistente attraverso idonei collegamenti a taglio in grado di trasferire gli sforzi dalla struttura esistente ai nuovi telai. Oltre alla maggiore semplicità della messa in opera e, quindi, ai minori tempi e costi di realizzazione, la soluzione può essere reversibile consentendo la sostituzione dei singoli nodi trave-colonna, ad es. in caso di danneggiamento post-sisma. Inoltre, nell’ottica di un approccio integrato degli interventi, i nuovi telai potrebbero essere utilizzati anche come sostegno di nuove tamponature, in grado così di ridurre la trasmittanza termica dell’involucro edilizio. Nell’articolo, la soluzione proposta è stata applicata per il rafforzamento di un tipico edificio in c.a. esistente progettato a soli carichi verticali, i cui risultati sono stati analizzati per valutarne l’efficacia.

Nel presente lavoro si è voluto studiare il comportamento sismico di una tipica struttura prefabbricata in cemento armato degli anni ’90 attraverso l’analisi e la successiva progettazione di interventi di miglioramento e adeguamento sismico. Sono descritte le tecniche di modellazione e le metodologie di progetto e di verifica di tali interventi.
Sono messe in evidenza le criticità della struttura in esame attraverso l'analisi del comportamento sismico, sulla base dei principali criteri di verifica forniti dalla nuova Normativa (NTC2018). Sono state effettuate le verifiche dei pilastri ed è stata dedicata particolare attenzione alle fondazioni e ai collegamenti tra gli elementi strutturali, i quali hanno mostrato le maggiori criticità.
In seguito si è effettuata la progettazione di 2 interventi: un intervento di miglioramento al 60% e un intervento di adeguamento, in base alle criticità evidenziate. Sono stati progettati gli interventi sulle fondazioni e sui pilastri, e sono stati ripristinati i collegamenti tra i vari elementi strutturali. Verranno affrontate tematiche fondamentali per le strutture prefabbricate come la verifica dei collegamenti: oltre alle NTC2018, verranno utilizzati documenti di riferimento in ambito europeo come ad esempio i documenti EOTA. Infine verranno proposte metodologie di analisi e verifica dei plinti di fondazione a bicchiere: in particolare tali elementi strutturali verranno verificati e adeguati in base a metodi presenti in letteratura.

L’analisi effettuata nella prima parte dell’articolo – ESOSCHELETRI Prerogative architettoniche e strutturali – è ora portata a sintesi, descrivendo alcune applicazioni dell’esoscheletro a edifici esistenti e siti in zona sismica. I casi trattati sono un plesso scolastico (Pesaro), un centro commerciale (Tokio) e un fabbricato residenziale (Tokio). L’articolo fornisce indicazioni generali sull’uso dell’esoscheletro, sfruttandone le prerogative strutturali e integrandole con le opportunità architettoniche.
Le conclusioni suggeriscono criteri per la progettazione sismica dell’esoscheletro per il costruito e propongono una riflessione sulle potenzialità del sistema esoscheletrico nella rigenerazione architettonica e urbana.