Strutture antisismiche | Edilizia scolastica

Cantiere «veloce»: carpenterie metalliche e vetri performanti

Le strutture del Learning Garden di Cavezzo, completamento del nuovo polo scolastico, sono state pensate per essere assemblate con rapidità e rispondere alle normative tecniche antisismiche in tempi rapidi e a basso costo, per permettere il rapido riutilizzo degli spazi scolastici della cittadina di Cavezzo, colpita da sisma del 2012.

Dopo aver ricostruito velocemente i due plessi scolastici – elementare e medie – di Cavezzo (Modena), a seguito del sisma avvenuto nel 2012, mancava un punto di collegamento tra questi, uno spazio multifunzionale dove i ragazzi e la comunità potessero ritrovarsi. Da questo principio parte il progetto dell’arch. Carlo Ratti, scelto dopo una selezione tra giovani architetti dalla Fondazione Renzo Piano per il completamento del polo scolastico Dante Alighieri finanziato dalla raccolta fondi per € 2.971.564 «Un Aiuto subito» promossa dal Corriere della Sera e dal Tg di La7, Comunità delle Giudicarie, Cariparma, Regione Emilia Romagna.

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Il progetto finale, una cerniera che unisce fisicamente scuola media ed elementare, ha preso il nome di «Learning garden», il giardino della conoscenza ed è composto principalmente da una piazza esterna e da una interna (coperta da una leggera membrana trasparente in grado di realizzare un effetto serra abitata), dai nuovi laboratori, una sala polivalente e la palestra, il tutto in continuità con gli spazi delle due scuole esistenti e con l’esterno dove si trovano gli orti didattici e un bosco, di oltre 200 nuovi alberi, che avvolge il campus.

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Render vista aerea del progetto. Particolare attenzione è stata dedicata all’inserimento all’interno del lotto preesistente dei nuovi fabbricati leggeri e della piantumazione a verde della restante parte.

Dal punto di vista strutturale, l’utilizzo dell’acciaio e della sua leggerezza intrinseca risulta vincente sotto l’aspetto sismico: ridurre al minimo la massa costruita contribuisce ad annullare le forze inerziali ottenendo strutture più sicure e maggiormente confortevoli da abitare, grazie alla permeabilità visiva e alla luminosità degli ambienti. La copertura risulta in gran parte vetrata; i lati, trasparenti e apribili, si raccordano in modo lieve e minimale ai profili delle facciate esistenti, adottandole come nuove pareti interne alla galleria. È previsto anche un percorso pedonale e ciclabile per collegare il polo scolastico al centro storico e unire i due luoghi che rappresentano il cuore della rinascita di Cavezzo.

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Individuazione delle nuove funzioni inserite all’interno del polo scolastico e spaccato assonometrico dei principali fabbricati.

Le strutture. Il Learning Garden risulta esser strutturalmente autonomo, al suo interno sono state pensate funzioni comuni come la palestra, la piazza-refettorio e l’aula magna. L’intervento è composto, in particolare, da due parti: ‑ palestra, sul lato est: questa parte è collegata, dal punto di vista funzionale, all’ampliamento delle scuole elementari in corso di realizzazione e agli spogliatoi di servizio alla palestra: ‑ aula magna o learning garden vero e proprio, sul lato ovest: questa parte costituisce l’elemento di connessione funzionale sia alle scuole medie sia alle scuole elementari. Le strutture sono state progettate per essere realizzate mediante carpenteria metallica in acciaio S355 con gradi differenti rientranti tra J0 a 30 mm e J2 oltre i 30 mm il tutto secondo le Uni En 10025-2.
Le strutture in gran parte risultano imbullonate attraverso elementi ad alta resistenza aventi viti di classe 10.9 e dadi di classe 10. Le parti in calcestruzzo armato sono state progettate come struttura non dissipativa, per garantire maggiori risorse e cautele al suo comportamento sismico. Ciò ha comportato che la struttura sia stata dimensionata per mantenersi in campo elastico per le azioni sismiche di progetto (Slv) con un fattore di struttura pari a q = 1.

Render degli spazi interni ed esterni del progetto.

Render degli spazi interni ed esterni del progetto.

La palestra. La struttura della palestra è costituita da pilastri a sezione aperta profili di classe Hd 360×196 modellati con un comportamento a mensola in direzione nord-sud e con un comportamento pendolare in direzione est-ovest. All’incrocio con la capriata è stato saldato un piano da 10 mm di spessore, precedentemente asolato per poter accogliere i profili realizzanti la struttura di copertura. Quest’ultima viene sorretta da capriate di tipo Monnier con una luce di 19,20 m costituita attraverso correnti realizzati con profili di classe Upn140 accostati di schiena e montanti e diagonali realizzati con profili ad L a lati uguali accoppiati; i controventi, di falda e di parete, sono stati realizzati con profili tubolari cavi a sezione circolare Chs 60.3×5 mm e Chs 80.9x5mm, mentre la connessione ortogonale tra le varie capriate è stata messa in opera attraverso putrelle Hea160 imbullonate.

La realizzazione dei fabbricati con l’utilizzo dell’acciaio è avvenuta in modo rapido e sicuro grazie alla completa realizzazione degli elementi in officina e successivo assiemaggio ai piedi dell’opera e varo attraverso mezzi di sollevamento leggeri.

La realizzazione dei fabbricati con l’utilizzo dell’acciaio è avvenuta in modo rapido e sicuro grazie alla completa realizzazione degli elementi in officina e successivo assiemaggio ai piedi dell’opera e varo attraverso mezzi di sollevamento leggeri.

La stabilità è fornita al sistema è duplice: in direzione nord-sud avviene mediante il comportamento flessionale a portale del sistema di colonne e di capriate; in direzione est-ovest mediante un sistema di controventi di parete previsti sulle due campate d’estremità. I pilastri a terra sono ancorati alla fondazione in calcestruzzo armato dallo spessore di 50 cm mediante l’utilizzo di 12 tirafondi ciascuno.
La realizzazione della struttura della palestra è avvenuta partendo dagli estremi e chiudendosi verso l’interno: una volta completato il varo delle capriate estreme del manufatto, si è proceduti con la realizzazione del primo castello controventato con passo 400 cm su entrambi i lati e successivamente si è iniziato a varare gli altri portali metallici posti a interasse di 600 cm ancorandoli di volta in volta con i sistemi di contro-ventatura.

I nuovi edifici sono stati inseriti all’interno di altri edifici esistenti. Le nuove fondazioni oltre che a distribuire i carichi al terreno della nuova struttura hanno anche la funzione di legare le fondazioni degli altri edifi ci e migliorarne la risposta sismica.

I nuovi edifici sono stati inseriti all’interno di altri edifici esistenti. Le nuove fondazioni oltre che a distribuire i carichi al terreno della nuova struttura hanno anche la funzione di legare le fondazioni degli altri edifi ci e migliorarne la risposta sismica.

L’aula magna. La struttura dell’aula magna è costituita da pilastri a sezione aperta con profili di classe Hd 320×158 che sono stati modellati con un comportamento a mensola. Le travature principali sono state realizzate con elementi laminati di classe Hea 160, ordite in direzione nord-sud mentre le travature secondarie – arcarecci – sono state realizzate con elementi scatolari a sezione chiusa di classe Rhs 160x80x12,5 mm ordite in direzione est-ovest.
La stabilità della struttura viene garantita dal comportamento a mensola delle colonne e il comportamento a diaframma è fornito alla copertura da un sistema di controventi di falda realizzati con tondi a sezione piena del diametro di 30 mm. Il sistema di controventi di falda è risultato l’unico modo in grado di garantire il rispetto delle deformabilità di progetto per azioni orizzontali (sisma e vento) non contribuendo alla stabilità o resistenza della struttura, in particolare in caso d’incendio.

L’interno della palestra risulta svincolato da qualsiasi sovrastruttura grazie all’impiego dell’acciaio per la funzione portante del telaio strutturale.

L’interno della palestra risulta svincolato da qualsiasi sovrastruttura grazie all’impiego dell’acciaio per la funzione portante del telaio strutturale.

Relazione con edifici adiacenti. Le distanze dalle strutture adiacenti delle scuole medie, a nord, e delle scuole elementari, a sud, sono sempre maggiori o uguali a quanto richiesto dalle Ntc 08. Le strutture di fondazione, in alcuni tratti, risultano adiacenti o solidarizzate alle solette di fondazione delle strutture limitrofe. La scelta è stata effettuata in base al principio che prevede che in fondazione gli spostamenti strutturali in condizioni sismiche sono nulli, pertanto non può avere luogo un potenziale fenomeno di martellamento.

All’interno della corte centrale ampio spazio è stato dedicato allo studio della crescita del verde attraverso il posizionamento di vasche di coltivazione di piante con fioritura annuale.

All’interno della corte centrale ampio spazio è stato dedicato allo studio della crescita del verde attraverso il posizionamento di vasche di coltivazione di piante con fioritura annuale.

La copertura vetrata e le facciate vetrate. Entrambe le superfici sono state realizzate con vetrate di tipo strutturale in profili di alluminio Schuco poggianti sulla carpenteria metallica precedentemente assemblata e una sottostruttura realizzata mediante scatolari a cui sono stati accoppiati i serramenti realizzati in profili strutturali in alluminio preverniciato tipo Schuco Fw 50+ con vetrate stratificate isolanti orizzontali formate doppia lastra.

arch. Carlo Ratti

arch. Carlo Ratti

La lastra verso l’esterno è di tipo Float temprata, dallo spessore di 8 mm in vetro chiaro «sgg Planilux», con entrambe le facce piane e bordi lavorati a filo lucido a vista, interposta camera equilibrata con gas Argon al 90 % spessore 16 mm, contenente sali disidratati speciali da 3A, intercalare metallico sigillato mediante una prima barriera di butile e una seconda barriera di polifosfuro, spessore minimo 3 mm, lastra verso l’interno Float stratificata composta da due lastre spessore di ciascuna lastra 6 mm in vetro chiaro «sgg Planilux» con interposto film speciale in polivinilbutirrale (Pvb), rinforzato ad alta attenuazione acustica, classe 1B1, isolata acusticamente «sgg Stadip Silence 213» ancorare alla struttura sottostante con interposto strato di neoprene.

arch. Walter Nicolino

arch. Walter Nicolino

IL CANTIERE
Località: Cavezzo, Modena
Soggetto attuatore: Rcs MediaGroup Spa
Progetto: Carlo Ratti Associati, Walter Nicolino e Carlo Ratti
Design team: Carlo Ratti, Walter Nicolino, Antonio Atripaldi (project manager), Alberto Bottero, Andrea Galanti, Giovanni de Niederhausern, Pietro Leoni, Livia Breccia, Luis Mesejo
Project management: Giorgio Ceruti
Ingegneria strutturale: Boris Reyher – Schlaich Bergermann und Partner (concorso); Maurizio Teora, Luca Buzzoni, Enrica Barzaghi, Valeria Migliori – Arup Italia (progetto esecutivo)

ing. Luca Buzzoni | Arup Italia

ing. Luca Buzzoni | Arup Italia

Sostenibilità energetica e progettazione impiantistica: Pablo Lazo – Arup Madrid e Carlo Micono (concorso); Claudio Peli, Claudio Buzzi, Nicola Carofano – Arup Italia (progetto esecutivo)
Landscape design: Capatti Staubach Landschaftsarchitekte
Progettazione prevenzione incendi: Gaengineering srl Torino

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