L’articolo approfondisce e integra il tema introdotto in particolare nel precedente contributo (Structural 218_luglio/agosto2018), che trattava del pre-dimensionamento delle strutture in acciaio e della verifica delle più frequenti tipologie di elementi strutturali.
E’ stata più volte accennata in esso l’importanza che il controllo delle deformazioni riveste nella progettazione statica delle strutture metalliche.
In nessun’altra tipologia di struttura tradizionale, calcestruzzo o legno, la scelta è infatti condizionata dallo stato delle deformazioni come nelle strutture in acciaio, e ovviamente, in materiali di caratteristiche e comportamenti similari, come potrebbe essere l’alluminio (materiale che meriterebbe un capitolo a sé stante e che esula da questa serie di articoli dedicati all’acciaio).
Ci si propone quindi in questo contributo di fornire, da un lato, i limiti pratici di deformazione che i vari componenti strutturali soggetti alle azioni di progetto non devono superare e dall’altro, alcune indicazioni e formulazioni semplificate da utilizzare soprattutto nella fase di dimensionamento preliminare, per giudicare a colpo d’occhio se la strada che si sta percorrendo in questa importante fase è quella che corrisponde alla corretta scelta progettuale.
Gli abachi e i coefficienti per la determinazione semplificata di spostamenti e deformazioni presentati nell’articolo non sono ricavati o ripresi da testi tecnici ma sono il frutto di un lavoro “sul campo” in oltre 45 anni di professione; sono basati su analisi dimensionali, verifiche e riscontri pratici di strutture in acciaio durante attività svolta come progettista, direttore dei lavori e collaudatore.  
I progettisti più giovani scopriranno quanto, in una vastissima casistica, dopo avere soddisfatto le verifica di resistenza e stabilità, il controllo di spostamenti e deformazioni condizioni la selezione eseguita.

Il presente contributo illustra l’analisi delle strutture di copertura degli edifici degli anni ’20 del Politecnico di Milano. Da un'indagine dettagliata, è emerso come circa il 20% dei sottotetti sia costituito da capriate in calcestruzzo armato, che hanno la funzione di sostenere non solo la copertura, ma anche le volte a padiglione sottostanti. Gli edifici analizzati mettono in luce capriate che si differenziano tra loro per dimensione e forma in base all’impresa a cui fu commissionata la costruzione.
Un primo obiettivo dell’analisi condotta è stato quello di caratterizzare i materiali e il loro stato di conservazione, abbinando tecniche distruttive (carotaggi) e non distruttive (prove ultrasoniche, sclerometriche, di carbonatazione e di durezza dinamica). I risultati delle prove sono stati utilizzati per effettuare una valutazione sugli elementi strutturali delle capriate, al fine di quantificare il loro livello di sicurezza in base alle normative vigenti. L'analisi ha permesso di individuare due casi critici, per i quali è stato proposto un intervento di consolidamento.
Oltre alle particolarità del caso di studio, con questa campagna diagnostica è stato possibile stabilire procedure di riferimento per un piano di manutenzione finalizzato alla conservazione di uno dei primi esempi di capriate in calcestruzzo armato per edifici pubblici.

L’aggiornamento delle “Norme Tecniche per le Costruzioni” (NTC2018) ha recentemente introdotto la possibilità d’impiego dei calcestruzzi fibrorinforzati (FRC) come materiali per impieghi strutturali. A livello internazionale, gli FRC sono stati inseriti nel codice modello del fib (Model Code 2010) a partire dal 2012, fornendo così ai progettisti delle linee guida che rappresentano ad oggi un punto di riferimento fondamentale per la progettazione delle strutture in calcestruzzo fibrorinforzato.
Le potenzialità offerte dall’utilizzo delle fibre sono state ampiamente dimostrate da numerose ricerche sperimentali condotte negli ultimi trent’anni in tutto il mondo. Secondo tali studi, l’impiego degli FRC permette di sostituire parzialmente o, in alcuni casi, totalmente l’armatura impiegata nel calcestruzzo armato tradizionale, migliorando il comportamento in esercizio della struttura.
Dopo una breve introduzione finalizzata a presentare i principali aspetti normativi introdotti dal fib Model Code 2010, la presente memoria si focalizza su un caso studio inerente la progettazione di cabine elettriche prefabbricate in calcestruzzo fibrorinforzato. In particolare, verranno presentati i principali risultati di una prova sperimentale finalizzata alla verifica del comportamento strutturale di una cabina in calcestruzzo progettata impiegando una opportuna combinazione di fibre d’acciaio e armatura tradizionale (armatura ibrida). I risultati di tale prova verranno messi a confronto con quelli forniti dalla prova condotta su una cabina equivalente dotata esclusivamente di armatura tradizionale.

La presenza di volte in muratura nel patrimonio edilizio storico è assai ricorrente; tuttavia, anche in occasione dei recenti eventi sismici che hanno interessato l’Italia, tali elementi hanno mostrato un’elevata vulnerabilità.
Nell’articolo viene presentato un innovativo studio sulla valutazione dell’efficacia di una moderna tecnica per il rinforzo di volte basata sull’applicazione, all’intradosso o all’estradosso, di uno strato di intonaco armato mediante reti in materiale composito a base di fibre di vetro. Sono riassunti, in particolare i risultati di una campagna sperimentale che ha previsto l’esecuzione di sei prove su volte rinforzate e non rinforzate in scala reale, soggette ad azioni orizzontali cicliche agenti in direzione trasversale all’asse dell’elemento e distribuite proporzionalmente alla sua massa.
Per la verifica dell’elemento voltato, nella pratica progettuale, è necessario determinare l'accelerazione resistente al suolo, in modo da poterla confrontare con la domanda sismica. A tal fine, nell’articolo viene proposta una strategia per valutare questo parametro, basata sul “Modified Capacity Spectrum Method” e che tiene conto della quota d’imposta della volta nell'edificio.
 

L'articolo illustra una ricerca numerica condotta allo scopo di simulare il comportamento termico di una Trave tralicciata PREM con piatto in acciaio. Lo studio prende in considerazione sia il modello bidimensionale (2D) che un modello di comportamento che rappresenti la reale configurazione spaziale degli elementi della trave PREM (modello 3D). L'obiettivo è quello di simulare l'andamento della temperatura nel traliccio d’anima che, nel caso dell'analisi 2D usualmente impiegata in questi casi, è semplificativa e non può che essere una approssimazione del comportamento reale. Infatti, in questo caso, il modello piano non coglie la configurazione spaziale del traliccio che, spesso, viene modellato come collegamento continuo, fra il corrente inferiore ed il corrente superiore del traliccio, su tutta la lunghezza della trave mentre, nella realtà, è inclinato e convergente sul piatto inferiore solo ad ogni passo.
Ad entrambi i modelli è stato applicato il carico termico, assegnando ai nodi inferiori della piastra d’acciaio la legge di variazione della temperatura nel tempo indicata dalla norma UNI 9503, pressoché equivalente alla ISO 834.
Dal confronto dei risultati dei due modelli è emersa una quasi perfetta corrispondenza di temperatura relativamente al nodo di attacco tra piatto e traliccio d’anima mentre, in corrispondenza delle zone nella mezzeria dell’altezza del traliccio, il modello 2D fornisce dei valori di temperatura più alti, a parità di tempo di esposizione al fuoco, rispetto a quelli ottenuti con il modello 3D. Inoltre, per entrambi i modelli, la temperatura al piede d'anima risulta pressoché pari a quella del piatto d'acciaio ad esso saldato.
Sulla base dei risultati delle analisi si sono potute formulare alcune ipotesi progettuali che, in assenza di trattamento superficiale protettivo del piatto metallico, possono garantire una adeguata resistenza al fuoco dell’elemento.