Un terminal aeroportuale isolato sismicamente in acciaio strutturale ArcelorMittal: l’aeroporto internazionale Sabiha Gökçen

Informazioni dettagliate

Requisiti di progettazione sismica: un sistema di isolamento sismico di base per garantire un efficace smorzamento

L'aeroporto internazionale di Sabiha Gökçen offre un'area costruita totale di oltre 320.000 metri quadrati e comprende un terminal integrato nazionale e internazionale, un hotel, un nuovo terminal VIP e vari altri servizi aeroportuali.

La sua collocazione in una pericolosa zona sismica ha determinato le caratteristiche della struttura, i principali requisiti comprendono misure speciali per garantire la sicurezza in caso di terremoto. Secondo i requisiti del cliente, sono stati definiti due livelli di prestazioni per l'analisi sismica dell'edificio terminal. I livelli di prestazioni sono i seguenti:

L'edificio è stato progettato secondo il Livello Operativo, ovvero nessun danno strutturale e non strutturale in caso di terremoto con una probabilità uniforme del 10% di superamento in 50 anni, equivalente a un pericolo con un periodo di ritorno di 475 anni. Questo pericolo di terremoti è comunemente noto come il terremoto di base per la progettazione (DBE) o il terremoto di progettazione in pratica.

2. L'edificio è stato progettato per occupazione immediata strutturale per un pericolo di terremoto con una probabilità di superamento del 2% uniforme in 50 anni, pari a un pericolo con un periodo di ritorno di 2.475 anni. Questo pericolo di terremoti è noto come il terremoto considerato massimo (MCE).

La progettazione di una struttura a base fissa standard che soddisfa gli obiettivi rigorosi di prestazione sismica elencati in precedenza era non economica e impraticabile; pertanto è stato deciso di implementare un sistema a base isolata. Un sistema sismico a base isolata con capacità di dissipazione energetica consente lo spostamento / allungamento dei periodi della struttura e fornisce un significativo aumento dello smorzamento effettivo. Queste due caratteristiche principali forniscono una significativa riduzione delle forze di progettazione sismica e delle derive degli interpiani della sovrastruttura e quindi permettono di ridurre il rischio di danni strutturali e non strutturali dovuti al terremoto. Sono stati utilizzati dispositivi tripolari di pendolo a frizione per costruire il più grande edificio sismicamente isolato. Ci sono 300 dispositivi tripolari di pendolo a frizione distribuiti su tutto il piano. Si noti che questo tipo di cuscinetti, con un periodo teorico di 3 secondi e un limite di spostamento di 345 mm, sono selezionati sulla base delle prestazioni e dei costi. L'efficace smorzamento fornito dagli isolatori è rispettivamente del 38% e del 30% negli eventi DBE e MCE.

Sistema strutturale: acciaio come protagonista principale

Il nuovo edificio del Terminal SGIA è una struttura in acciaio con una dimensione del piano di 160 metri x 272 metri. L'altezza totale dell'edificio è di circa 32,5 metri. L'edificio è composto da 4 piani fuoriterra e un piano seminterrato posto sotto il piano di isolamento. Le altezze tipiche del pavimento sono di 6 metri al piano terra e 5 metri ai livelli superiori.

Il sistema a gravità della sovrastruttura è costituito da solai compositi in acciaio riempiti di cemento, travi e colonne composite in acciaio. La sovrastruttura resiste ai carichi laterali grazie ad un sistema di telai di fissaggio in acciaio frapposti a diaframmi orizzontali rigidi. La lunghezza di campata libera supportata dalle colonne è di 16 metri in entrambe le direzioni. Tutti gli elementi strutturali, come colonne e travi, sono realizzati in cantiere. Le piastre sono state tagliate in forme appropriate e sono state collegate tra loro mediante saldatura per costituire le sezioni strutturali richieste. Le travi di pavimento sono costituite da piatti di acciaio di grado S235 e le colonne e le travi principali sono realizzati in piatti di acciaio di grado S355. Gli orientamenti di layout del delle travi di nervatura vengono cambiati in ogni cella principale (16x16m), quindi tutte le travi principali vengono caricate con gli stessi carichi di gravità. L’intelaiature per le scale e gli ascensori sotto il piano di isolamento è sospesa e bloccata dalla super struttura isolata posta sopra. La forza di compressione del calcestruzzo è pari a 35 Mpa per le colonne composite.

Il sistema del tetto è costituito da sistemi di acciaio leggero verniciato che corrono longitudinalmente e posizionati ogni 8 metri e rinforzati in senso trasversale. Gli arcarecci hanno una forma curva parabolica con profondità di 12 e 6 metri posti uniformemente uno accanto all'altro. Sono supportati dalla parte superiore delle colonne a ogni 32 e 48 metri. Gli arcarecci sono costituiti da elementi tubolari in grado S355. Il carico neve non bilanciato è stato preso in considerazione in analisi a causa della forma del tetto.

La quantità totale di acciaio strutturale dell’edificio del nuovo terminal SGIA è di 18.600 tonnellate. ArcelorMittal Distribution Solutions - Rozak è stato il principale fornitore di acciaio per questo progetto, e ha fornito la maggioranza di travi e piatti in acciaio.