Edificio prefabbricato pluripiano di notevoli dimensioni: gestione giunti di dilatazione senza raddoppio pilastri

[Trefolo66]

Problemino per il fine settimana.

Edificio prefabbricato costituito da un deposito pluripiano (tre impalcati costituiti da solai alveolari e getto integrativo + copertura a bac-acier – dimensioni 290x152x27 m – campata tipica 8.43x15.81 m) e cinque corpi ancillary (questi ultimi giuntati sismicamente con raddoppio di pilastri rispetto al deposito).

Concentriamoci sul deposito dove ai vari piani lo smistamento delle merci avviene attraverso l’utilizzo di robot e quindi non deve avere giunti strutturali (per il momento evitiamo il discorso relativo alla deformabilità verticale degli elementi che deve rispettare limiti molto più restrittivi rispetto a quelli normalmente utilizzati).

L’edificio si trova in zona a media sismicità, con una categoria del suolo C (ai limiti della D).

Problema 1: viste le dimensioni non si possono trascurare gli effetti delle dilatazioni termiche e, per evitare problemi, devo necessariamente inserire dei giunti di dilatazione ma senza raddoppio di pilastri. Se però inserisco giunti di dilatazione (appoggi scorrevoli) devo poi gestire anche gli spostamenti simici relativi e per evitare il martellamento devo quindi prevedere giunti larghi più di 30 cm, giunti che sono però incompatibili con il passaggio dei robottini. Come risolvo il problema?

Problema 2: posso evitare i cordoli di collegamento tra i plinti di fondazione?

 

[Betoniera]

Ciao Trefolo66
Da anni non lavoro più nella prefabbricazione e, quindi, sono rimasto indietro nella tecnologia.
Tuttavia i colleghi strutturisti calcolatori delle strutture prefabbricate sono miei amici e ci sentiamo spesso.
In merito al tuo problema sono andato a visitare uno dei capannoni di una ditta che fa macchine a taglio laser, che è stato progettato e diretto da un collega strutturista che si occupa di prefabbricazione. E' un bellissimo lavoro fatto in Trentino.
Il capannone è lungo 250 m, largo 40. Non ha giunti di dilatazione, non solo.
Ho notato che i pavimenti hanno tagli a distanza di 20 m * 20 m (non più 5*5m come si usava 40 anni fa).
Ne abbiamo parlato durante il viaggio.
Penso che le dilatazioni vengono assorbite tra campata e campata e i pavimenti sono gettati con fibre.
Ma non posso essere più specifico perchè non ho approfondito la cosa.
Penso che sia utile che tu faccia una chiacchierata col mio amico e collega perchè, penso, che fate lo stesso mestiere.
E' un professionista, quindi non ha legami con nessuna ditta.
Mandami un messaggio privato, così ti mando i riferimenti.
Comunque, mica male i lavori che stai facendo, complimenti.
Ciao.

 

[Trefolo66]

Grazie Betoniera.
La mia era, se vogliamo, una domanda retorica in quanto l'edificio in foto è uno dei 5 in Italia che ho progettato io, limitatamente alla parte prefabbricata.
Ne esistono poi altri due, di cui uno in costruzione e che sto seguendo ma dalla parte del Committente, progettati da colleghi ma che hanno utilizzato la stessa tecnologia.
Il problema di non fare giunti di dilatazione, vista la presenza dei tre impalcati intermedi, è che gli effetti delle dilatazioni comportano incrementi di sollecitazione nei pilastri tali da richiedere dimensioni maggiori degli stessi, dimensioni vincolate sia dal progetto che dal peso dell'elemento prodotto in un pezzo unico.
Il mio intervento voleva essere solo uno spunto di riflessione ed occasione per introdurre un sistema poco utilizzato in Italia e nemmeno contemplato dalla Normativa.
Io l'ho conosciuto partecipando al progetto di uno dei più grandi centri commerciali (Adigeo di Verona).
In passato ho progettato anch'io edifici lunghi fino a circa 200 m senza giunti di dilatazione ma erano monopiano e con copertura flessibile...
Ciao

 

[Betoniera]

Interessantissimo. Aspettiamo commenti, poi ragguagliaci, anche in tema di simulazione e calcolo.
Ciao.

 

[Trefolo66]

Telaio globale senza e con rigid link:

 

[paolo.scarparo]

Telaio globale senza e con rigid link:
Visualizza allegato 68

Visualizza allegato 69

Seguo affascinato. E noto con piacere il caro vecchio straus

 

[Mattymecc]

Buongiorno a tutti, scusate se la mia domanda può risultare banale:
i giunti di dilatazione non si fanno perchè altrimenti, se non sufficientemente larghi, le due parti in cui l'edificio viene diviso, quando si verifica un sisma "si urtano"?
Se non si possono fare giunti così larghi si possono aumentare le armature dei pilastri per evitare che si deformino troppo a causa della dilatazione?

 

[paolo.scarparo]

Buongiorno a tutti, scusate se la mia domanda può risultare banale:
i giunti di dilatazione non si fanno perchè altrimenti, se non sufficientemente larghi, le due parti in cui l'edificio viene diviso, quando si verifica un sisma "si urtano"?
Se non si possono fare giunti così larghi si possono aumentare le armature dei pilastri per evitare che si deformino troppo a causa della dilatazione?

Certo puoi sempre aumentare le armature per assorbire le coazioni termiche, ma via via che aumentano le dimensioni della struttura, maggiori diventano le azioni sui pilastri e quindi diventa antieconomico alla fine

 

[Mattymecc]

Grazie della risposta, ma quindi a parte giunti e rinforzo pilastri non esistono altre soluzioni?

 

[paolo.scarparo]

Grazie della risposta, ma quindi a parte giunti e rinforzo pilastri non esistono altre soluzioni?

Un altro modo che mi viene in mente sono gli shock transmitter, che permettono gli spostamenti lenti da dilatazione termica, ma se sottoposti a forze impulsive (tipicamente il sisma ma anche il vento a raffica) si comportano come elementi "rigidi" e trasmettono il carico.
Il bello dell'ingegneria è che ci sono mille soluzioni, sta all'ingegnere anche inventarle nel tempo.

 

[Trefolo66]

Un altro modo che mi viene in mente sono gli shock transmitter, che permettono gli spostamenti lenti da dilatazione termica, ma se sottoposti a forze impulsive (tipicamente il sisma ma anche il vento a raffica) si comportano come elementi "rigidi" e trasmettono il carico.
Il bello dell'ingegneria è che ci sono mille soluzioni, sta all'ingegnere anche inventarle nel tempo.

Questa è la soluzione adottata. Sono stati utilizzati 140 Shock Transmitter assiali (da 110, 240, 430 e 800 kN) suddividendo la struttura in 6 parti grossomodo quadrate con un giunto longitudinale e due giunti trasversali (in magenta nella pianta pilastri).
Questo ha permesso di limitare i giunti di dilatazione a 2 cm, misura compatibile con il sistema robotizzato.
Gli STU lavorano, di fatto, perpendicolarmente al giunto. Per assorbire le forze tangenziali e per evitare spostamenti differenziali lungo il giunto si è adottata altra soluzione di cui parleremo successivamente.

 

[LuckyStarr75]

Per assorbire le forze tangenziali e per evitare spostamenti differenziali lungo il giunto si è adottata altra soluzione di cui parleremo successivamente.

Questa è la parte che mi incuriosisce di più

 

[Trefolo66]

Continuiamo il discorso.
In direzione perpendicolare ai giunti utilizzo gli STU montati sotto le travi a T rovescio o sotto travi rettangolari in spessore di solaio e sui pilastri (per i solai intermedi) e sotto le travi e sui pilastri (in copertura solo lungo il giunto longitudinale):

In copertura, lungo i due giunti trasversali, si è deciso di prevedere solo appoggi scorrevoli per gli arcarecci (gli spostamenti relativi sono comunque molto contenuti).
Lungo i due giunti trasversali ho solai alveolari/travi rettangolari che poggiano sul dente della trave principale o su mensola del pilastro, lungo il giunto longitudinale ho travi a T rovescio che poggiano su mensola: tutti questi appoggi sono scorrevoli.

 

[Trefolo66]

Visto che le dimensioni delle parti divise dai giunti sono uguali, le dilatazioni termiche in direzione parallela al giunto sono uguali. Questo fatto mi permette di studiare dei vincoli fissi in direzione parallela e scorrevoli in direzione perpendicolare al giunto. Si sono utilizzati gli stessi apparecchi utilizzati per i giunti nelle pavimentazioni o nelle solette.
Per i giunti trasversali, le forze verticali si scaricano direttamente sul dente della trave. Per "prendere " le forze sismiche lungo il giunto, si annega la femmina nella trave e si inserisce in opera il maschio nello scasso predisposto in corrispondenza degli alveoli in testata:

Per il giunto longitudinale il problema è un po' più complesso in quanto devo trasmettere anche forze verticali per evitare salti di quota tra le due parti. La soluzione è quella di affiancare due travi rettangolari in spessore di solaio, una con maschio annegato e l'altra con apposite tasche per permettere l'inserimento, in opera, della femmina:

Resta ora solo un piccolo problema: come si dimensionano tutti questi apparecchi?

 

[Betoniera]

Ciao Trefolo66
Complimenti: un bel lavoro.
Non sono sicuro di avere compreso bene il funzionamento.
In pratica:
- Si consente alle singole travi di dilatarsi: quindi appoggio su neoprene e collegamento scatolare della barra che collega la trave ai pilastri (in modo che possa scorrere).
- Collegamento tra travi e pilastri con Shock Transmitter che hanno 2 compiti:
1) creare un collegamento viscoso tra trave e pilastro in modo che, in caso di scossa simica, l'impalcato si comporti come rigido
2) ripartire i movimenti delle dilatazioni termiche su tutte le travi in modo da avere dilatazioni ripartite e un una unica dilatazione elevata su tutta la struttura (2-3 cm su ogni trave anzichè 30 cm finali).
E' corretto quello che ho interpretato?.
Ciao.

 

[Trefolo66]

Ciao Betoniera (mi fa strano chiamarti ancora così dopo la chiacchierata telefonica dell'altro giorno!).
In realtà è un po' più semplice/complicato di così:
- solo le travi / alveolari in corrispondenza dei giunti (e solo da una parte) hanno appoggi scorrevoli (neoprene+teflon) senza nessun vincolo all'elemento su cui poggiano. In corrispondenza dei pilastri ho gli STU.
- ogni singolo impalcato (dei sei in cui è divisa la struttura) di ogni piano intermedio è un piano rigido a se stante per le dilatazioni termiche e per le azioni statiche o pseudo-statiche (vento in condizioni normali). La struttura si comporta come un corpo unico in caso di sisma o forze impulsive
- solo in copertura, dal lato del giunto scorrevole, ho uno scatolare con barra passante + appoggio scorrevole per consentire spostamenti ma avere comunque un vincolo di sicurezza visto che non è presente getto integrativo.
Ciao

 

[Trefolo66]

 

[Trefolo66]

Foto direttamente dal cantiere:

 

[Betoniera]

Ciao Trefolo66.
Per trovarsi in cantiere bisogna fornire le coordinate GPS ?.
Ciao.

 

[Trefolo66]

Viale Germania 114 - San Salvo (CH). E' già segnalato il nome della nota società di e-commerce americana che sarà l'utilizzatore finale, ma da Google Maps si vedono ancora gli edifici che sono stati demoliti per far posto al "piccolo" deposito in foto...
Domani mi aspetta una giornata piuttosto faticosa: devo fare un giro su tutti i piani per verificare come procede la preparazione delle armature per i getti integrativi sui solai!