Soluzioni innovative in acciaio per l’autosilo Enovos in Lussemburgo

Informazioni dettagliate

Nell’ambito della costruzione della nuova sede centrale per il fornitore di energia lussemburghese Enovos su una precedente area metallurgica a Esch-sur-Alzette, nel Lussemburgo meridionale, è stato progettato anche un autosilo ventilato aperto, con una struttura composita in acciaio. Circa 400 posti auto dovrebbero essere suddivisi su un massimo di 5 piani nella classica costruzione split-level (mezze rampe) e collegati a tre nuclei di scale esterne, costruite in calcestruzzo.

Per evitare le sollecitazioni forzate, come per esempio le sollecitazioni termiche, i nuclei delle scale sono stati disposti all’esterno della struttura portante principale in acciaio. Con una pianta di dimensioni 32 m x 60 m e una tipica dimensione modulare di 15,75 m x 5 m, l’autosilo trae vantaggio dalle possibilità di configurazione flessibile della struttura composta in acciaio.

Poiché la progettazione definitiva dell’area non era ancora stata ultimata all’inizio del progetto, durante la progettazione si sono dovute considerare molteplici condizioni marginali ed eventuali opzioni di progettazione. Il sottosuolo ha così richiesto una fondazione su pali, il cui perimetro ha potuto essere ridotto mediante una distanza delle travi di 5,0 m e la conseguente riduzione del numero di piloni. 

La disposizione delle rampe interne da mezzanino a mezzanino ha tenuto in considerazione un possibile ulteriore accesso dell’autosilo al primo piano, nell’estremità meridionale. In questa zona è stato inoltre possibile realizzare soltanto 3 piani, poiché qui una vecchia linea ad alta tensione limitava l’altezza costruttiva. Poiché però questa linea dovrebbe essere messa fuori servizio e smantellata a breve, ed è stato possibile contemplare un completamento successivo del 4° e 5° piano, realizzabile semplicemente grazie alla costruzione in acciaio.

Nuovo sistema di solaio e travi con aperture sinusoidali

L’innovazione in questo progetto di autosilo consiste nel nuovo sistema di solaio Cofraplus 220® in collegamento con le travi alveolari ad apertura sinusoidale AngelinaTM. La distanza delle aperture della trave è stata così conformata all’ampiezza costruttiva del profilo del solaio, creando una struttura portante slanciata e con una valenza estetica. Le grosse aperture delle travi permettono, contrariamente alle tradizionali travi di soffittatura ad anima piena, una visione oltre vari campi di solaio.

Sia la trasparenza ottenuta a livello delle travi sia la ridotta ombreggiatura conferiscono all’autosilo, nonostante l’altezza libera minimale di 2,20 m (angolo inferiore delle travi), un senso estetico dello spazio molto aperto e luminoso, che contribuisce a una sensazione positiva degli utenti e una sensazione di maggiore sicurezza. Le nervature della lamiera profilata rivestita sono disposte perpendicolarmente alle travi e strutturano le grosse superfici della soffittatura sulle travi in un allineamento apparentemente infinito.

Ridotta quantità di acciaio e una precisione millimetrica

La produzione delle travi AngelinaTM si svolge in modo simile a quella delle travi a nido d’ape o delle travi alveolari, già note, tagliando un profilo laminato a caldo a metà e poi saldando entrambe le “sezioni trasversali a T” così realizzate in modo sfalsato. Nel caso della trave AngelinaTM il taglio è tuttavia realizzato in una linea sinusoidale continua, che può essere adattata alle condizioni progettuali. Mediante questa tecnica è possibile aumentare l’altezza di profilo risultante di circa 1,5 volte l’altezza della trave originaria, riducendo le perdite di materiale al taglio a misura delle estremità delle travi, ottenendo infine una trave alveolare ottimizzata. 

La trave AngelinaTM nel progetto Enovos si basa per la grossa campata su un IPEO 400 in S460M oppure su un IPEA 330 in S460M per le travi un po’ più corte collegate ai piloni delle rampe. L’intersezione, che definisce infine la geometria delle aperture delle travi e la nuova altezza totale della trave, ha tenuto in considerazione l’ampiezza architettonica e quindi anche l’interasse di nervature della lamiera profilata di 750 mm, come pure i requisiti statici e l’altezza costruttiva dell’intera costruzione. L’altezza finale della trave ammonta a 575 mm e la portata è comparabile a quella di un IPE 550. L’inclinazione della soletta imposta dal regolamento edilizio e presente su entrambi i lati ha richiesto inoltre una grossa sopraelevazione della trave, che avrebbe dovuto ammontare a 210 mm ma in seguito alla realizzazione del getto in calcestruzzo è stata ridotta a 110 mm. 

Grosse campate e ridotta ampiezza delle rotture

Il sistema di solaio Cofraplus 220 autorizzato (Approvazione tecnica tedesca Z-26.1-55), si basa sul collaudato concetto di dimensionamento additivo. La lamiera profilata, alta 220 mm, dopo il suo assemblaggio diventa una piattaforma utile per il montaggio posizionata tra le travi, assorbendo i carichi del getto di rinforzo durante la costruzione. 

In funzione dello spessore della lamiera di 1,0 mm, 1,13 mm o 1,25 mm e dall’altezza del calcestruzzo possono così essere ottenute campate di oltre 5,50 m senza altri sostegni per il montaggio. Mediante lo speciale sostegno per il montaggio si possono raggiungere fino a 10 m di campata. Il progetto Parking Enovos non ha richiesto, grazie alla cosiddetta campata di solaio di 5,0 m, nessun sostegno per il montaggio. L’altezza del solaio sopra le nervature ammontava a 80 mm, anche se secondo l’approvazione tecnica si sarebbe dovuto considerare uno sfalsamento di 20 mm a causa dell’impiego dell’ala 20, dunque in totale l’altezza del calcestruzzo sopra la trave ammonta a 100 mm. 

Per il montaggio, le lamiere sono inserite nelle cosiddette ali della trave e infine fissate mediante viti auto-perforanti oppure mediante sovrapposizione longitudinale nell’intradosso nervato con avvitamento dal basso, come d‘uso. Questo tipo di appoggio rende possibile un solaio continuo. Le nervature in calcestruzzo sono in contatto diretto con la trama di travi, cosa che aumenta significativamente il momento negativo in tale punto. Grazie a questo tipo di supporti del profilo i connettori possono essere posizionati liberamente. Le ali sono elementi formati semplicemente da piatti in acciaio di 3 mm in grado convenzionale S235J saldati alla trave durante il processo di finitura in officina e esposto alla stessa protezione alla corrosione della trave. L’intera struttura del parcheggio Enovos è stata zincata a caldo come nelle più comuni costruzioni a parcheggio. 

Il comportamento portante del sistema continuo di solaio, che nonostante uno strato di calcestruzzo di cnom = 50 mm non richiede un’armatura di acciaio inox, si contraddistingue soprattutto grazie ad un comportamento ottimizzato a rottura in particolare nell’ambito del momento d’appoggio sopra alla trave. Il comportamento portante del sistema Cofraplus 220® è simile a quello di un solaio nervato continuo. In stato non fessurato, il calcestruzzo presenta approssimativamente la stessa rigidezza dell’area del solaio e delle travi. 

Dal punto di vista della durabilità, il committente desiderava limitare la calcolata ampiezza della fessura media sulla trave a 0,1 mm. Questa richiesta addizionale ha potuto essere soddisfatta mediante una armatura semplice sulla trave, grazie all’effetto continuo del sistema di solaio. Così non si è creata nessuna fessura sopra la trave, che avrebbe richiesto un trattamento successivo (saldatura), neanche dopo la pallinatura della superficie di calcestruzzo eseguita in preparazione al rivestimento OS8. 

La composizione del calcestruzzo utilizzata per la classe di resistenza C35/45 contiene un grano massimo di 16 mm e una densità di 400 kg/m3 di cemento senza altri aggregati. La consistenza necessaria per il pompaggio del calcestruzzo attraverso una tubatura di quasi 50 m è stata regolata aggiungendo solvente e monitorata nel cantiere dal fornitore del calcestruzzo preconfezionato. 

Il progetto Parking Enovos si trova attualmente nella fase terminale. Al momento si stanno eseguendo i lavori rimanenti di rivestimento e installazione e montando la facciata. I posti auto sono tuttavia già messi gradualmente a disposizione del committente. Grazie alla costruzione d’acciaio il committente può quindi trarre vantaggio dal suo progetto prima dell’ultimazione dei lavori.