Tribune modulari prefabbricate: perché sono resistenti e durevoli

 In Sezione Tribune

Le tribune costituiscono un’opera ingegneristica vera e propria: esse svolgono la funzione di ospitare il pubblico e permettere il transito delle persone per assistere a un determinato evento, generalmente sportivo. Già da questa premessa si intuisce la complessità di questo tipo di opera civile, e delle risorse da investire nelle attività principali alla sua base che sono la progettazione, la fabbricazione, il montaggio e infine la manutenzione.

Le tribune si suddividono in due grandi categorie, le tribune fisse e quelle temporanee.

Tribune prefabbricate: le autorizzazioni necessarie

Le tribune fisse sono strutture che devono essere progettate per una vita utile di almeno 50 anni, e collegate efficacemente alle strutture di fondazione, anzi strutture in elevazione (tribuna) e strutture di fondazione sono un’unica entità strutturale. Per poter installare una tribuna in modo permanente sono necessari due tipi di autorizzazioni.

La prima autorizzazione è di tipo urbanistico, ovvero a seconda del tipo di intervento urbanistico che si intende promuovere, sarà necessaria un permesso di costruire, una DIA o SCIA rilasciata dalle autorità comunali.

La seconda è l’autorizzazione sismica rilasciata dal genio civile una volta accertata la conformità alle disposizioni normative e di Legge. Si tratta letteralmente di una autorizzazione comunicata al committente e al progettista, senza la quale non è possibile procedere con l’installazione: gli istruttori della pratica esaminano a fondo tutta la documentazione presentata, accertandone la conformità e la completezza rispetto gli strumenti normativi. In caso favorevole rilasciano l’autorizzazione a provvedere, in caso negativo richiedono documentazione integrativa da presentare entro termini prefissati. Si capisce pertanto l’importanza di rivolgersi a ditte specializzate con all’interno un ufficio tecnico competente per non incorrere nel pericolo di trovarsi una pratica bocciata più volte, o peggio un parere negativo.

Diversamente, le tribune temporanee sono montate per un certo periodo di tempo, in occasione di un determinato evento. Possono essere in semplice appoggio al piano di posa (non è necessario progettare strutture di fondazione) a patto che si mettano in atto presidi per garantire la stabilità come ad esempio dispositivi alla base per garantire la stabilità oppure presidi per la sicurezza alla azione del vento.

A differenza delle tribune permanenti le pratiche burocratiche per dare seguito alla installazione sono più semplici, anche se è comunque necessaria una figura di responsabile per il corretto montaggio, per valutare criticità, o interferenze con altre attività.

Una stessa tribuna può essere inquadrata per un utilizzo permanente o temporaneo, cambieranno le normative di riferimento, le pratiche da presentare alle autorità competenti, e come illustrato le prescrizione del tecnico competente per assicurare la stabilità. Riprendendo le attività principali che riguardano la costruzione delle tribune, ci occupiamo della fabbricazione. La progettazione, montaggio e manutenzioni saranno affrontate in altri articoli.

Tribune modulari in acciaio

Il materiale strutturale prevalentemente utilizzato per la costruzione delle tribune è l’acciaio identificato con la sigla S235JR, ovvero acciaio che presenta un tensione di snervamento di almeno 235N/mmq, e una tensione di rottura non inferiore a 360N/mmq. Per i collegamenti si impiegano bulloni in classe 8.8, intendendo che la tensione di rottura è non inferiore a 800N/mmq. Altri materiali sono il calcestruzzo, o il laterocemento, ma al giorno d’oggi sono sempre meno usati per svariate ragioni. La principale ragione risiede nel rapporto tra resistenza e peso. Infatti mentre l’ acciaio ha un peso di 7850Kg/mc, con una resistenza di 3600 kg/cmq (resistenza in relazione al peso di 0.46), il calcestruzzo a fronte di un peso minore pari a 2500kg/mc, ha una resistenza di soli 300kg/cmq (resistenza in relazione al peso di 0.12). Per cui il rapporto resistenza/peso dell’acciaio è circa 3.8 superiore rispetto il rapporto resistenza/peso del calcestruzzo, con conseguente maggiore efficienza come materiale da costruzione nei confronti della riduzione del peso. Una seconda ragione risiede nella grande duttilità che possiede l’ acciaio (intesa come capacità di deformarsi sotto carico prima di giungere a rottura), a differenza del calcestruzzo considerato come materiale fragile (rottura del materiale senza preavvisi di deformazioni evidenti).

Con questo non si vuole mettere in cattivo stato il calcestruzzo che anzi rimane un ottimo materiale da costruzione seppure in ambiti differenti. L’acciaio, anche se presenta valori di resistenza molto elevati, deve essere protetto contro l’ossidazione (più comunemente ruggine), che col tempo riduce la sezione resistente delle membrature con conseguente diminuzione di resistenza. Per questo motivo è indispensabile un sistema di protezione della superficie di ogni membratura attraverso il processo di zincatura a caldo. Ogni elemento che costituisce la tribuna è immerso in vasche di zinco fuso alla temperatura di circa 450C° in modo tale da ricoprire tutta la superficie interna ed esterna di ogni singolo componente. A differenza dell’acciaio lo zinco non ossida a contatto con l’aria, ed in questo modo si preservano le caratteristiche di resistenza nel tempo senza bisogno di manutenzione.

Il sistema costruttivo delle strutture metalliche, e quindi delle tribune generalmente è impostato sulla prefabbricazione, ovvero sulla costruzione degli elementi costruttivi in officina specializzata, esterna al cantiere. In questo modo tutti gli elementi che costituiscono l’opera all’uscita dall’officina sono completi e non necessitano di nessuna lavorazione; vengono imballati in contenitori per essere inviati in cantiere.Coperture tribune normali per sport

Tribune modulari: la prefabbricazione

Il criterio della prefabbricazione è impostato sulla modularità, ovvero gli elementi costruttivi sono organizzati e progettati in modo da ottenere configurazioni elementari che si ripetono identiche per formare la struttura finita. Con la modularità si razionalizza l’opera strutturale, abbattendo i costi di produzione di trasporto e di montaggio finale, e inoltre il comportamento in esercizio della struttura sarà “regolare”. Con regolare si intende che la struttura si comporta in maniera simile sia in pianta che in altezza, lungo tutto lo sviluppo dell’opera con il risultato di ottenere un comportamento più prevedibile e certo, nel corso della vita della struttura. Questo è molto importante soprattutto nei confronti dell’azione sismica e del vento che nel caso di strutture “non regolari” possono provocare effetti locali amplificati, e quindi potenzialmente molto dannosi. Con la prefabbricazione e il sistema modulare si ottiene una struttura molto affidabile sia in termini di resistenza nei confronti del collasso (denominato resistenza allo stato limite ultimo), che di resistenza in esercizio (denominato resistenza allo stato limite di esercizio), su questi concetti torneremo oltre. In cantiere è sufficiente assemblare gli elementi tra loro facendo uso di sistemi di mutuo incastro, e bullonature per ottenere la tribuna completamente montata. É importante notare che il montaggio di tribune generalmente non prevede processi di saldature, ma appunto sistemi di incastro e bullonature. Questo per due motivi. Il primo che con la saldatura si danneggia inevitabilmente lo stato di zincatura a protezione dell’acciaio, e quindi sarà necessario in un secondo tempo proteggere i giunti saldati con vernici od altri trattamenti superficiali, da assoggettare a controlli e manutenzione programmati. Il secondo che la saldatura è un processo speciale (processo speciale significa non è possibile stabilire se la saldatura è a regola d’arte se non attraverso prove distruttive) , che in officina si riesce a governare bene dal momento che i processi di saldatura devono essere qualificati e certificati da enti terzi esterni alla ditta (certificazione EN 1090), mentre in cantiere risulta più difficoltoso, e quindi gli esiti più incerti.

Quali sono le caratteristiche delle tribune?

Gli elementi fondamentali per costruzione della tribuna sono 5: la prima sono le travature denominate reticolari (tipologia costruttiva), la seconda le predelle, la terza i parapetti, la quarta le aste di controventamento, e infine le scale di accesso. Le travature reticolari sono collegate tra loro per ottenere i telai trasversali (contenuti in piani verticali) posti ad una distanza di circa 2m, che costituiscono la struttura portante principale. I telai sono collegati tra loro dalle aste di controventamento al fine di conferire stabilità, e superiormente sono collegate le predelle. Le predelle costituiscono i piani di camminamento, e i punti cui collegare i seggiolini per gli spettatori. Lungo il contorno è installato il parapetto protettivo per proteggere le persone contro la caduta dall’altro. E infine la scala di accesso è prevista nel caso di tribuna con corridoio rialzato, mentre per le “tribune a terra”, non è prevista perché si accede direttamente dal piano di posa. Riguardo le prestazioni che ogni tribuna deve garantire per essere in sicurezza sono di due tipi. Il primo tipo riguarda la portata verticale ed orizzontale dovuta alla presenza delle persone; la portata verticale (presenza della folla) è fissato dalle normative in 500kg per metro quadrato, mentre la portata orizzontale (spinta della folla sui parapetti) è fissato in 300kg per metro in corrispondenza dei corrimani dei parapetti. Il secondo tipo di prestazione dipende dal luogo di installazione e riguarda l’ azione sismica e l’ azione del vento. A tal riguardo è stato mappato l’intero territorio nazionale con parametri caratteristici per individuare l’azione del sisma in ogni punto d’Italia, e allo stesso tempo si è suddiviso l’intero territorio in n°9 zone ognuna delle quali con parametri caratteristici per definire l’ azione del vento. Il motivo della illustrazione delle caratteristiche delle tribune fino i dettagli serve a far comprendere come sia importante affidarsi ad una ditta specializzata nel settore perché ogni tribuna deve essere progettata e studiata a seconda del luogo di installazione. Infatti a seconda del luogo di installazione cambieranno i valori della azione dovuta al sisma ed alla azione dovuta al vento, e quindi è necessario verificare che la struttura abbia le risorse di resistenza (capacità o risposta) adeguata a far fronte alle azioni presenti.

Tribune Ilma: resistenza e durevolezza

Ritorniamo al concetto di resistenza allo stato limite ultimo e allo stato limite di esercizio, per illustrare in modo semplice quali sono i metodi di calcolo per assicurare la stabilità e sicurezza delle tribune ILMA, in conformità alle norme tecniche per le costruzioni e leggi in vigore. Uno stato limite in generale rappresenta una configurazione di carichi (forze) oltre la quale la struttura perde la capacità di farne fronte. Ebbene le strutture metalliche e le tribune in particolare devono essere progettate affinché la resistenza (capacità della struttura) sia superiore alla combinazioni delle azioni allo stato limite considerato. In particolare e in modo semplificato si può affermare che normative tecniche definiscono le forze ultime (che dipendono dal luogo di installazione dalla vita utile…) mentre il progettista deve verificare che le resistenza di ogni componente sia superiore alle sollecitazioni che derivano dalle forze ultime. In questo modo si dimostra la conformità della struttura, la garanzia per la stabilità la sicurezza. É poi presente lo stato limite di esercizio. Infatti una struttura, per essendo sicura nei confronti del collasso, può essere carente in esercizio per eccesso di deformazioni, vibrazioni ed eccessivi spostamenti. Questo è motivo di disagio e trasmette un certo grado di insicurezza agli spettatori. Ecco che le normative impongono limiti di deformazioni e spostamenti al fine di rendere ottimale il comfort per gli spettatori. Anche questo importante aspetto è da verificare da parte del progettista, che in caso di esito negativo dovrà provvedere a riprogettare gli elementi strutturali portanti aumentando ad esempio le sezioni resistenti. A quanto appena descritto si collega il concetto di “robustezza” e “durabilità”. Ovvero quanto più il progettista è sensibile allo stato limite d’esercizio, nel senso di progettare la struttura con un buon margine nei confronti dello stato limite d’esercizio tanto più la struttura risulterà “robusta”, perché la progettazione è stata condotta sovradimensionando le sezioni degli elementi al fine di contenere il più possibili i movimenti e le deformazioni al fine di ottimizzare il comfort per gli spettatori. Ma c’è di più perché si ottiene un’ulteriore vantaggio, dal momento che una struttura sovradimensionata e quindi più robusta è anche più durevole.

Il concetto di durevolezza è intimamente legato alla manutenzione. Facciamo pertanto un piccolo passo indietro. Terminata l’installazione della tribuna, decretato e certificato attraverso il collaudo (oggetto di altri approfondimenti) abbiamo tutte le carte in regola per l’utilizzo in completa sicurezza della struttura. Bisogna tener ben presente che una struttura metallica e quindi una tribuna sono progettate per una certa vita utile (generalmente 50 anni), oltre tale periodo è necessario procedere a una attenta revisione per accertarsi che la struttura sia ancora in grado di assolvere al suo compito in relazione alla sicurezza delle persone (e delle cose), ma nel frattempo il committente o proprietario ha il compito di manutentare la struttura secondo il piano di manutenzione fornito in occasione del collaudo.

La manutenzione delle tribune Ilma

La manutenzione ha lo scopo di verificare il persistere e mantenimento delle condizioni affinché la struttura rimanga in assoluta sicurezza, la stessa cosa succede per le autovetture che in funzione della data di acquisto devono essere sottoposte alla revisione per la sicurezza in circolazione. Per fare una nota di colore si può dire che nel caso di opere di ingegneria civile si deve accertare che la statica sia in sicurezza, mentre nel caso di opere di ingegneria meccanica (il caso di autovetture) si deve accertare che la dinamica sia in sicurezza. É facile quindi intuire che strutture sovradimensionate o maggiormente durevoli hanno necessità di minor impiego di risorse per le opere di manutenzione ordinaria, e questo costituisce un elemento che fa la differenza soprattutto a distanza di tempo. Sono concetti solo all’apparenza poco importanti, non menzionati in occasione delle trattative commerciali, ma molto importanti poiché legati alla qualità dell’opera e quindi al rapporto costi/benefici.

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