Progetto MSC Ass. delle Opere Strutturali dell’edificio E3 EAST di Porta Nuova dell’arch. Cucinella

Italian Concrete Days.jpgAbstract: 

L’edificio nasce sopra una struttura esistente in c.a. di tre piani che ospitano parcheggi e attività commerciali.

Gli esiti delle analisi hanno evidenziato la necessità di opere di rinforzo delle strutture esistenti, aggiungendo nuovi setti e irrobustendo i controventi esistenti, le fondazioni sono risultate idonee a sopportare l’incremento di carico.

Al primo piano interrato, è stato realizzato un graticcio di travi parete di altezza pari all’interpiano tale da sostenere “in falso” tutte le nuove strutture in elevazione.

Per le opere di rinforzo delle strutture interrate esistenti si è impiegato un calcestruzzo di classe C45/55, le nuove strutture in elevazione sono state realizzate con calcestruzzi leggeri (LC 35/38 e LC 30/33).

Sono di particolare importanza le strutture a sbalzo che realizzano l’arretramento delle strutture verticali a livello del piano strada.

Si presenta del tutto particolare il rivestimento esterno in legno, che dà origine ad una geometria “divergente” rispetto al filo facciata.

Articolo presentato in occasione degli Italian Concrete Days 2018 di aicap e CTE

porta-nuova-garibaldi-mi-edificio-e3-east---msc-cucinella---01.jpg


Autori

A. Migliacci, D. Campagna, A. Sangalli, C. Lualdi

MSC Associati S.r.l., Milan, Italy


PORTA NUOVA GARIBALDI (MI) BUILDING E3 EAST

1.1 Informazioni principali

L’edificio E3 EAST, progettato dall’arch. Mario Cucinella (MC A Mario Cucinella Architects), risulta essere un intervento altamente rappresentativo a supporto delle attività direzionali dell’area urbana in cui è inserito.

Come la vicina Porta Garibaldi introduce alla piazza XXV Aprile, anche questo edificio vuole presentarsi come un elemento di collegamento filtrante tra il tessuto urbano e il parco adiacente, imponendosi quasi come quinta scenica, un portale.

Il progetto esplora il tema della sintesi tra ‘naturale’ e ’artificiale’ sotto il profilo formale e ambientale.

Con i suoi 2.400 mq, è stato concepito come un unicum in cui, il ritmo dei grandi portali, crea un’ampia pergola che si affaccia sulla piazza e sul parco.

La ripetizione degli elementi strutturali e formali, secondo un ritmo serrato e regolare, genera il volume dell’edificio e frammenta il landscape in scorci modulari che movimentano il percorso che, da Piazza Gae Aulenti, porta alle Varesine.

L’E3 East ospita uffici direzionali e si sviluppa su quattro piani fuori terra, con una zona retail al piano terra.

porta-nuova-garibaldi-mi-edificio-e3-east---msc-cucinella---02.jpg

2 OPERE STRUTTURALI

2.1 Interazione con struttura esistente

Dal punto di vista strutturale, l’edificio nasce da una struttura esistente di tre piani interrati, nel seguito chiamato “Podio”, interamente realizzato in calcestruzzo armato, che ospita parcheggi e attività commerciali.

Il collegamento tra l’E3 East e l’esistente sottostruttura è di tipo rigido e quindi in fase di progettazione si è proceduto all’analisi del comportamento d’insieme della struttura risultante, soggetta alle azioni statiche e dinamiche.

porta-nuova-garibaldi-mi-edificio-e3-east---msc-cucinella---03.jpg

Gli esiti di queste analisi hanno evidenziato la necessità di interventi di rinforzo delle strutture in c.a. esistenti, aggiungendo nuovi setti e incrementando i controventi in essere; le fondazioni, invece, sono risultate idonee a sopportare il carico aggiunto derivante dalle nuove strutture di elevazione.

Le opere di rinforzo di maggiore rilevanza hanno riguardato il primo piano interrato, dove è stato realizzato un graticcio di nuove travi parete, di altezza pari all’interpiano, in luce ai setti in c.a. esistenti, adeguatamente rinforzati.

Tali travi pareti sono state progettate al fine di poter sostenere “in falso” tutte le nuove strutture di elevazione dell’E3 East, senza indurre deformazioni sull’esistente in grado di compromettere le opere di finitura.

porta-nuova-garibaldi-mi-edificio-e3-east---msc-cucinella---04.jpg

Si è optato per realizzare tutti i rinforzi della volumetria interrata con calcestruzzi ad alte prestazioni, di classe C45/55.

I rinforzi ed i nuovi elementi portanti introdotti nell’interrato esistente hanno interessato una zona molto limitata e ciò è stato possibile grazie ad uno studio approfondito della disposizione degli elementi di controvento del nuovo edificio.

2.2 Nuove strutture in calcestruzzo armato normale e precompresso

Le nuove strutture in elevazione sono costituite da due core principali, in posizione centrale rispetto alla pianta dell’edificio, che gravano sulle sopra descritte travi parete.

Tali nuclei scala definiscono, con il loro andamento, le due direzioni principali di sviluppo della pianta dell’edificio e si elevano per quattro piani fuori terra.

Tali opere sono state realizzate con calcestruzzi leggero LC 35/38, al fine di ridurre al minimo il sovraccarico aggiunto sulle strutture dell’interrato ed in particolare sulla relativa fondazione.

porta-nuova-garibaldi-mi-edificio-e3-east---msc-cucinella---05.jpg

Per velocizzare la loro realizzazione, si è optato per una soluzione prefabbricata delle rampe, in abbinamento alle tecniche tradizionali adottate per i pianerottoli e le pareti.

Il lato dell’edificio rivolto verso via Melchiorre Gioia è caratterizzato da un importante arretramento strutturale a livello del piano terra (piazza), legato alla scelta architettonica di disallineare l’ingresso dell’edificio rispetto al filo principale di facciata.

Il carico derivante dai pilastri di facciata interrotti viene ripreso in falso da due travi di rilevante rigidezza con carico concentrato in punta su una luce a sbalzo di circa 4.65m.

La soluzione strutturale adottata prevede l’inserimento di due travi post-tese a cavi aderenti aventi sezione di 50cm di larghezza e ben 180 cm in altezza e realizzate in calcestruzzo di classe C45/55.

La progettazione di tali travi è stata complessa, non solo per il loro importante impegno statico, ma anche per il controllo del campo deformativo, che è stato ridotto il più possibile per garantire il corretto funzionamento delle opere di finitura.

Il sistema di post-tensione è stato tarato in modo tale da minimizzare le sollecitazioni flettenti alla base delle strutture verticali. Inoltre è stato adattato per consentire la tesatura in un’unica fase così da prevenire eventuali problemi nella ri-tesatura e consentire un movimento uniforme di tutta la struttura durante la costruzione senza l’applicazione di forze esterne durante la fase costruttiva.

porta-nuova-garibaldi-mi-edificio-e3-east---msc-cucinella---06.jpg

La modellazione per fasi ha consentito una valutazione attenta di tutte le variabili quali:

  •  sviluppo della resistenza del materiale;
  •  fenomeni di viscosità e ritiro;
  •  perdite del sistema di post-tensione (immediate e differite nel tempo);
  •  gradualità di applicazione del carico nel tempo.

Gli elementi utilizzati nella modellazione sono stati principalmente elementi monodimensionali (beam) ed elementi bi-dimensionali (wall): tutta la struttura è stata vincolata rigidamente al piede (incastro).

porta-nuova-garibaldi-mi-edificio-e3-east---msc-cucinella---07.jpg

La modellazione per fasi è stata inserita come di seguito:

  •  creazione della struttura e dei vincoli;
  •  applicazione della post-tensione in unica fase;
  •  applicazione del carico da peso proprio strutturale in 4 fasi di durata 30 gg ciascuna;
  •  applicazione del carico permanente portato in 5 fasi di durata 30 giorni ciascuna;
  •  applicazione dei carichi accidentali (combinati in rara ed in QP, per la modellazione a fasi non si fa riferimento a SLU) in 5 fasi di durata 30 giorni ciascuna;
  •  valutazione a lungo termine a 1.000 gg;
  •  valutazione a lungo termine 5.000 gg;
  •  valutazione a lungo termine a 10.000 gg.

Nel seguito si riportano le curve di creep, di ritiro e di sviluppo della resistenza del calcestruzzo utilizzate nella progettazione delle due travi in c.a.p.

porta-nuova-garibaldi-mi-edificio-e3-east---msc-cucinella---08.jpg

...

 

L'ARTICOLO COMPLETO E' DISPONIBILE IN ALLEGATO


KEYWORDS: reinforced concrete; ligh-weight concrete; structural robustness; material heterogeneity; steel / calcestruzzo armato; calcestruzzo leggero, robustezza strutturale; eterogeneità del materiale; acciaio


Nel 2020 si terrà a Napoli la terza edizione degli Italian Concrete Days organizzati da aicap e CTE. Per saperne di più collegarsi a questo LINK