Travi NPS® e progettazione strutturale sismoresistente x la riqualificazione del Mercato di Novara

Testo a cura di Alessandro Pieretto e Giulia Daniele - Tecnostrutture S.r.l

Riapre il Mercato Coperto di Novara dopo la riqualificazione e messa in sicurezza grazie al sistema NPS®. Un’opera sismoresistente con 110 archi a vista ed elevata qualità estetica.

“Non un semplice mercato coperto, ma un luogo d’incontro, di aggregazione: il mercato deve rinnovarsi preparandosi a diventare anche luogo per la pausa del mezzogiorno, ampliando l’area del centro storico come luogo di incontro”. E’ così che l’amministrazione comunale vede il futuro della struttura di viale Dante, inaugurata, dopo la conclusione dei lavori di ristrutturazione, lo scorso 2 luglio.
Il punto di partenza era ben diverso: un edificio di 5000mq progettato nel 1983 che comprendeva un interrato adibito a magazzino ed il piano terra alto 10 metri con copertura ad archi in legno. Subì un incendio nel 1994 e l’anno seguente fu ristrutturato impiegando per la copertura arconi in cemento armato a traliccio. Per il massimo risparmio di ferro, la forma degli archi è a catenaria rovescia (curva simile alla parabola di 2° grado) e i nodi sono irrigiditi da getti di calcestruzzo.

Le prove eseguite nel 1995 evidenziano due gravi problematiche.
1) L’ineguatezza delle strutture di copertura a supportare i sovraccarichi accidentali previsti, specialmente durante i periodi di massimo sovraccarico di neve e vento.
2) La delaminazione e/o l’espulsione del calcestruzzo provocate dall’ossidazione del ferro d’armatura e quindi dal suo aumento di volume.

A queste si aggiunge la necessità di rendere sismoresistente la struttura.
Nel 2013 inizia il progetto per la riqualificazione e messa in sicurezza del Mercato.

Focus sull’adeguamento sismico
L’analisi cruciale per procedere con l’adeguamento sismico dell’edificio ha riguardato la modalità di trasferimento delle azioni sismiche dalla struttura pre-esistente alla nuova. In particolare, considerando che:
- la connessione è deformabile fuori piano, ma rigida assialmente.
- i controventi devono essere calibrati per rigidezza e resistenza così da rendere compatibili gli spostamenti delle due strutture separate.
- gli attacchi dei controventi agli arconi sono studiati per non creare un punto rigido di scarico, ma per distribuire le azioni su tutto l’arco.
Tenuto conto di questi vincoli, per ripristinare la capacità portante della copertura si affiancano a tutoraggio di ciascuno degli archi esistenti in c.a. e in laterizio 2 archi NPS® in acciaio. In totale 110 arcate, alte 10 metri e larghe 13,5 metri. Vengono poi montati dei controventi a croce. Alla resistenza al sisma si aggiunge quella al fuoco R90, ottenuta con vernice intumescente bianca.

Figura 1 – Travi ad arco NPS® per la copertura dello storico Mercato Coperto di Novara

Le centine in laterizio sono agganciate ai nuovi arcarecci di copertura in legno posti esternamente alla copertura esistente in modo che il nuovo carico della lamiera di impermeabilizzazione e le spinte di vento e neve si trasferiscano direttamente sugli archi metallici.
I nuovi archi metallici sono in grado di sostenere anche le azioni sismiche trasmesse ad essi attraverso i nodi di connessione fra nuovi archi e nuovi arcarecci che bloccano i preesistenti arcarecci cementizi.
E’ stata inserita una controventatura di falda che connettendo fra loro una fila di coppie di archi metallici per ciascuna canna è in grado di sostenere le azioni nella direzione longitudinale della canna stessa. Attualmente, infatti, le azioni di vento o sisma longitudinale impegnerebbero gli archi nel loro piano debole e questi potrebbero sostenere le azioni esterne solo grazie al comportamento membranale della copertura in laterizio. Tale comportamento risulta però sicuramente di natura fragile e si è quindi ritenuto necessario introdurre i suddetti elementi di controvento al fine di assicurare a pieno il rispetto delle nuove normative da parte delle strutture ristrutturate.

Figura 2 – Controventi a supporto degli archi per sostenere le azioni longitudinali

Connessione tra solaio esistente e nuovo arco NPS®
Si trattava di capire come gestire il sistema di connessione tra solaio esistente e arco NPS®. Inizialmente si era pensato di saldare la struttura in opera. In questo caso però si sarebbe ottenuta una connessione rigida. Invece doveva essere deformabile date le diverse rigidezze dell’arco con struttura particolarmente flessibile e quella esterna rigida. Non si potevano creare punti critici di scompenso e al contempo andava garantita la trasmissione dei carichi verticali.
Lo staff tecnico di Tecnostrutture ha studiato e predisposto una soluzione speciale, apposita per questo progetto. Si tratta di una connessione bullonata con le caratteristiche di una biella. “La conferma che avrebbe funzionato l’hanno fornita i risultati di un modello da noi sviluppato proprio per verificare le deformazioni e gli sforzi sui singoli elementi.” Afferma il progettista Tecnostrutture, l’ingegner Alessandro Pieretto. “In particolare, l’efficacia di tale sistema è espresso soprattutto nella zona dove sono presenti i sistemi di controvento a croce.”

La modellazione
L’ analisi è stata condotta principalmente mediante il programma di calcolo SAP2000 della CSI di Berkeley (California) in vari modelli redatti dallo Studio BMS e condivisi poi con Tecnostrutture e con i tecnici del Comune di Novara.
La struttura è stata schematizzata ed analizzata mediante un modello ad elementi finiti di tipo “frames”, tenendo in conto le reali caratteristiche geometriche e rigidezze di tutti gli elementi strutturali. Per simulare la rigidezza del piano di calpestio ed applicare al modello i relativi carichi di superficie, si sono utilizzati elementi tipo “Shell”.

Nel documento integrale si riportano sinteticamente le descrizioni dei modelli di calcolo adottati per la determinazione delle sollecitazioni nei principali elementi strutturali, differenti a seconda del tipo di analisi e di verifica selezionata.

Progetto opere architettoniche: Arch. Stefano Grioni
Direzione Lavori architettonici: Arch. Cristiano Ravizzotti
Progettisti delle strutture: Ing. Alberto Tricarico (2007) - Ing. Aldo Bottini (2015)
Direzione Lavori strutturali: ing. Giampaolo Armetano
Progetto delle strutture NPS®: ing. Alessandro Pieretto – Tecnostrutture S.r.l.
Direzione del montaggio NPS® Geom. Alessandro Baldo - Tecnostrutture S.r.l.
Collaudo: Ing. Giuseppe Nucara
Esecuzione Lavori: Notarimpresa e Paleser S.r.l.
Committente: Comune di Novara
Data di inizio lavori di recupero: Maggio 2014
Data di fine lavori di recupero: Dicembre 2015

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