Progettazione strutturale di un edificio scolastico

Requisiti e normativa per l’edilizia scolastica

La progettazione di un edificio scolastico richiede oggi un approccio che vada ben oltre il semplice rispetto delle norme tecniche. Si tratta di coniugare resistenza strutturale e sicurezza sismica con esigenze sempre più rilevanti di sostenibilità ambientale, comfort degli utenti e flessibilità funzionale. Una scuola non è solo un contenitore di attività didattiche: è uno spazio vivo, che deve adattarsi a evoluzioni pedagogiche, essere accessibile a tutti e garantire benessere agli occupanti in ogni condizione.
In questo contesto, la normativa di riferimento in Italia è rappresentata dalle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018) e dalla relativa Circolare esplicativa n. 7/2019, integrate dagli Eurocodici e dai documenti specifici per l’edilizia scolastica, tra cui il D.M. 18 dicembre 1975 e le Linee guida MIUR per la progettazione degli ambienti di apprendimento. L’insieme di queste fonti costituisce il quadro entro cui definire prestazioni, verifiche e criteri compositivi.
L’obiettivo della studio oggetto del presente articolo è quello di individuare il sistema costruttivo più adatto al raggiungimento di svariati obiettivi: in primo luogo riuscire ad ottenere una maglia strutturale che possa assicurare libertà distributiva e flessibilità per esigenze che possano variare nel tempo e in secondo luogo riuscire a conseguire un minor tempo di realizzazione della struttura e un risparmio in termini di materiale di cantiere e manodopera necessaria alla realizzazione della struttura, aspetti questi ultimi che hanno un riflesso in termini di una maggiore sostenibilità ambientale.

Descrizione generale dell’edificio

Il complesso scolastico, in oggetto, si sviluppa su un impianto planimetrico quadrato di 42 metri di lato, organizzato attorno a un cortile centrale di 17 metri, pensato per garantire aerazione e illuminazione naturale agli spazi didattici. L’edificio si articola su un piano terra e un primo piano, al quale si aggiunge un livello superiore destinato alla copertura: 

• il piano terra e il primo ospitano le aule, gli uffici amministrativi, la biblioteca e l’auditorium; 
• il piano di copertura accoglie un tetto verde, una zona impiantistica e una pergola fotovoltaica che consente la produzione autonoma di energia.

Completamente indipendente dal blocco principale, ma situata in prossimità (a circa 6 metri di distanza), si trova la palestra: un volume semplice e funzionale, con pianta rettangolare 20×30 metri e altezza interna netta di 9 metri. La scelta della classe d’uso IV, propria degli edifici strategici, riflette l’importanza della struttura nel contesto della protezione civile, in particolare in caso di eventi sismici. Il sito è caratterizzato da una categoria di suolo B, mentre la progettazione ha previsto una risposta strutturale a duttilità media, coerente con l’obiettivo di garantire un comportamento dissipativo controllato. 

Distribuzione dei carichi verticali

I carichi verticali sono stati assegnati in funzione della destinazione d’uso degli ambienti, in linea con quanto previsto dalla normativa. Le aule e gli uffici sono stati progettati per sopportare carichi di esercizio pari a 3,0 kN/m², mentre la biblioteca e l’auditorium richiedono valori superiori, rispettivamente 6,0 e 5,0 kN/m², in ragione delle maggiori sollecitazioni dovute all’affollamento e alla presenza di arredi concentrati. Nella palestra, il carico di progetto varia tra 5,0 e 6,0 kN/m², come previsto dalle specifiche tecniche del CONI. Il solaio, realizzato con lastre tipo Predalle, presenta un peso proprio di 4,2 kN/m², a cui si somma un sovraccarico permanente stimato in 3,0 kN/m².

Sistema strutturale e materiali utilizzati

Struttura verticale portante

L’ossatura principale dell’edificio è costituita da pilastri in calcestruzzo armato, organizzati secondo una maglia regolare da 6 metri per lato. Questa geometria modulare è stata modificata nella zona dell’auditorium, dove si è optato per una maglia da 12 x 6 metri, al fine di creare ampi spazi privi di ostacoli strutturali. Le sezioni resistenti sono state dimensionate in funzione delle sollecitazioni attese, con particolari maggiorazioni nelle aree soggette a carichi più gravosi.

Travi principali: tecnologia MTR^®

Per le travi principali è stato scelto un sistema misto acciaio–calcestruzzo, basato sull’impiego di travi MTR^® dell’azienda Metal.Ri.
La famiglia delle Travi MTR^® prodotte dalla Metal.Ri Srl si compone di tre tipologie: Travi MTR^®TIPO A, Travi MTR^®TIPO C e Travi MTR^® TIPO T. Sono tutte realizzate in acciaio S355 conforme alle norme UNI EN 10025, assemblate in centro di trasformazione autorizzato mediante procedimento di saldatura certificato ai sensi della UNI EN ISO 3834-2 e completate in opera con un getto di calcestruzzo collaborante. Si possono abbinare a qualsiasi tipo di solaio e a qualsiasi tipo di struttura verticale.
Le Travi MTR^®TIPO A sono costituite da due o più correnti superiori, in tondi o quadri, collegati ad un piatto inferiore attraverso una o più anime aventi sviluppo sinusoidale lungo la direzione longitudinale. Possono essere completamente autoportanti in tutte le fasi transitorie di montaggio e di getto dell’impalcato.
Se alle Travi MTR^®TIPO A si sostituisce il piatto in acciaio con delle barre filanti, tonde o quadre sempre di acciaio da carpenteria metallica collegate in coppia a ciascuna anima, si ottengono le Travi MTR^®TIPO C che possono essere parzialmente pregettate in stabilimento, in modo da avere i correnti inferiori annegati in un fondello di calcestruzzo che ha funzione di cassero e di appoggio per il solaio.
Anche le Travi MTR^®TIPO C, nella versione pregettata, possono essere completamente autoportanti in tutte le fasi transitorie di montaggio e di getto dell’impalcato.
Le Travi MTR^®TIPO T sono formate da uno o più tralicci reticolari da posizionare in opera, affiancati, sul tradizionale cassero in legno, o sul fondo di lastre predalles. Ciascun traliccio reticolare è costituito da due correnti superiori, collegati a due correnti inferiori da un’anima sinusoidale, centrale. Le barre costituenti i correnti possono essere tonde o quadre. Le Travi MTR^®TIPO T non sono autoportanti. 
Le Travi MTR^®TIPO A e MTR^®TIPO T sono strutture composte acciaio – calcestruzzo ai sensi della lettera a) del punto 1 delle “Linee guida per l’utilizzo di travi tralicciate in acciaio conglobate nel getto di calcestruzzo collaborante e procedure per il rilascio dell’autorizzazione all’impiego” (Parere n. 9638 del 06/12/2013 della Presidenza del C.S.LL.PP., S.T.C.) e, pertanto, sono progettate seguendo la relativa normativa.

L’articolo completo lo trovi solo numero 26 della rivista Lo Strutturista.

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