Nella sopraelevazione in acciaio di un edificio esistente il punto più delicato non è la nuova struttura, ma il nodo che la collega a quella sottostante: è lì che passano le forze sismiche e lì che un errore progettuale si paga. La leggerezza del sistema Mechano Advanced Steel Frame riduce drasticamente la massa aggiunta in sommità — e quindi le forze in gioco — ma il collegamento tra il nuovo telaio in acciaio e il cemento armato o la muratura esistente resta l’elemento da progettare con la massima cura. Vediamo come funziona questo nodo, quali sono le tecniche di ancoraggio e cosa richiede la normativa quando si interviene su un edificio esistente in zona sismica. Il collegamento tra la sopraelevazione e l’edificio esistente è il nodo critico perché è il punto attraverso cui le forze orizzontali del sisma vengono trasferite dalla nuova struttura a quella sottostante e, da qui, alle fondazioni. Se il nodo non è dimensionato correttamente, la sopraelevazione può comportarsi come un elemento mal vincolato, con concentrazioni di sforzo che l’edificio esistente non è in grado di assorbire. Il problema nasce dall’incontro di due sistemi costruttivi diversi: un telaio in acciaio nuovo, leggero e duttile, che poggia su una struttura esistente in calcestruzzo armato o muratura, più rigida e spesso già sollecitata. Le questioni da governare sono principalmente: Per questo la sopraelevazione non si progetta mai “a partire dall’alto”, ma dal nodo di collegamento verso l’esterno: è il collegamento a dettare le regole, non la nuova struttura. La leggerezza dell’acciaio riduce la domanda sismica perché le forze di inerzia generate da un terremoto sono direttamente proporzionali alla massa: meno peso si aggiunge in sommità, meno forza orizzontale si scarica sull’edificio esistente e sulle fondazioni. È il motivo principale per cui l’acciaio a secco è la scelta d’elezione nelle sopraelevazioni. Un edificio soggetto a sisma “sente” un’azione orizzontale che cresce con la massa messa in gioco: aggiungere un piano pesante in calcestruzzo in sommità significa aumentare in modo importante le forze che tutta la struttura sottostante deve sopportare — spesso oltre la sua capacità, richiedendo interventi di rinforzo estesi. Una sopraelevazione in acciaio a secco, molto più leggera a parità di superficie, contiene questo incremento. Questo si traduce in vantaggi concreti in fase di progetto: La leggerezza, tuttavia, non elimina il problema del collegamento: riduce le forze in gioco, ma il percorso di quelle forze verso l’esistente va comunque progettato e verificato. Il vantaggio dell’acciaio è che parte da una domanda sismica più bassa, non che ne fa a meno. L’ancoraggio della sopraelevazione all’esistente avviene tramite sistemi di collegamento meccanici o chimici, scelti in funzione del materiale del supporto: calcestruzzo armato o muratura portante. In entrambi i casi l’obiettivo è creare un collegamento capace di trasferire le azioni previste in modo affidabile e duraturo. Su calcestruzzo armato Il supporto in c.a. offre generalmente buona capacità di ancoraggio. Le soluzioni tipiche prevedono piastre di ripartizione collegate alla struttura esistente tramite barre filettate ancorate con resine chimiche o sistemi meccanici a espansione, dimensionati per trasferire sia le azioni verticali sia quelle orizzontali. La ripartizione del carico su una piastra evita concentrazioni puntuali dannose. Su muratura portante La muratura richiede più attenzione, perché è un materiale meno omogeneo e con minore resistenza a trazione. Qui diventano centrali i cordoli di ripartizione (che distribuiscono il carico della nuova struttura su una superficie ampia della muratura) e i collegamenti che tengono conto della reale consistenza del supporto, sempre verificata con indagini preliminari. Nel sistema Mechano, il collegamento a terra e alle strutture esistenti utilizza piastre smontabili e bulloneria strutturale, oltre a barre filettate ancorate con resine chimiche per i carichi meno gravosi: un approccio coerente con la filosofia reversibile del sistema. In ogni caso, la tipologia e il dimensionamento dell’ancoraggio vanno calcolati caso per caso in funzione delle azioni di progetto e della consistenza reale del supporto, verificata con indagini in sito: non esistono soluzioni “standard” applicabili a occhio. Le NTC 2018 distinguono tra interventi di adeguamento e di miglioramento sismico, e la sopraelevazione ricade nei casi che richiedono la verifica dell’intera struttura, non solo della parte nuova. È un punto normativo dirimente, da chiarire fin dall’inizio del progetto. Le NTC 2018 (Norme Tecniche per le Costruzioni, D.M. 17/01/2018) classificano gli interventi sull’esistente in tre categorie: interventi locali, di miglioramento e di adeguamento. La sopraelevazione, comportando un aumento dei carichi e una modifica del comportamento globale, rientra tipicamente tra gli interventi che impongono la verifica dell’intera struttura post-intervento: non basta dimostrare che il nuovo piano è sicuro, occorre dimostrare che l’edificio nel suo complesso rispetta i livelli di sicurezza richiesti dopo l’intervento. Questo comporta, in fase progettuale: Il calcolo strutturale della sopraelevazione e delle sue connessioni va sempre affidato a un professionista abilitato e sviluppato secondo le NTC 2018: le indicazioni di questo articolo hanno valore divulgativo e non sostituiscono la progettazione specifica. Il tema si inserisce nel più ampio quadro dell’adeguamento sismico come alternativa alla demolizione, di cui la sopraelevazione leggera è una delle applicazioni più efficaci. Stai valutando una sopraelevazione in acciaio su un edificio esistente in zona sismica? Scopri il sistema Mechano La sopraelevazione in acciaio è una delle strategie più efficaci per aggiungere superficie e valore a un edificio esistente senza demolirlo, ma la sua fattibilità e la sua sicurezza si decidono sul nodo di collegamento con l’esistente. La leggerezza dell’acciaio abbassa la domanda sismica di partenza; la progettazione degli ancoraggi, calibrata sul materiale del supporto e verificata con indagini in sito, ne governa il comportamento reale; la normativa impone di ragionare sull’intero edificio, non solo sulla parte nuova. Il sistema Mechano, leggero, duttile e con collegamenti bullonati progettati su misura, offre ai progettisti una base coerente con questa logica. Se stai valutando un intervento di sopraelevazione, l’ufficio tecnico Scaffsystem può affiancarti nella definizione dei nodi strutturali e delle connessioni: contattaci per una consulenza dedicata al tuo progetto. Perché le forze sismiche sono proporzionali alla massa: l’acciaio a secco, molto più leggero del calcestruzzo a parità di superficie, aggiunge poco peso in sommità e quindi genera forze orizzontali contenute. Questo riduce le sollecitazioni sull’edificio esistente e sulle fondazioni, limitando gli interventi di rinforzo necessari. Il collegamento tra la nuova struttura in acciaio e l’edificio esistente in calcestruzzo o muratura. È il nodo attraverso cui le forze sismiche vengono trasferite alla struttura sottostante: va dimensionato per garantire un percorso chiaro e continuo delle azioni orizzontali, verificando anche la capacità residua dell’esistente. Tramite sistemi meccanici o chimici scelti in base al supporto: su calcestruzzo armato si usano piastre di ripartizione con barre filettate ancorate con resine o sistemi a espansione; su muratura servono cordoli di ripartizione che distribuiscono il carico su ampie superfici. Il dimensionamento va sempre calcolato caso per caso in base alle azioni di progetto e alle indagini in sito. Sì: secondo le NTC 2018 la sopraelevazione rientra tipicamente tra gli interventi che impongono la verifica dell’intera struttura post-intervento. Non basta dimostrare che il nuovo piano è sicuro; occorre verificare che l’edificio nel suo complesso rispetti i livelli di sicurezza richiesti dopo l’intervento, con modellazione globale e adeguata conoscenza dell’esistente.Perché il collegamento nuovo-esistente è il nodo critico
Come la leggerezza dell'acciaio riduce la domanda sismica
Le tecniche di ancoraggio su calcestruzzo e muratura
I dettagli critici: trasmissioni laterali e disaccoppiamento
Implicazioni per i progettisti
Perché l'acciaio è indicato per le sopraelevazioni in zona sismica?
Qual è il punto più critico nella progettazione di una sopraelevazione?
Come si ancora una sopraelevazione in acciaio a un edificio esistente?
La sopraelevazione richiede la verifica di tutto l'edificio?