Ma quella scala, per quante persone era stata calcolata?

Guardando questa fotografia, una domanda viene spontanea:
ma quella scala, per quante persone era stata calcolata?

L’immagine fa sorridere, ma porta subito a un tema molto concreto della progettazione: il modo in cui una struttura viene dimensionata per sopportare i carichi che agiranno su di essa durante la sua vita.

Dietro ogni scala, balcone, solaio o struttura c’è infatti una parte del progetto che, una volta conclusi i lavori, quasi scompare alla vista: il calcolo strutturale.

Non esiste solo il peso della struttura

Quando si progetta un edificio non si considera soltanto il peso di travi, pilastri, solai o scale.

Ogni elemento strutturale deve essere verificato tenendo conto di diversi tipi di azioni.

Ci sono innanzitutto i carichi permanenti, cioè quelli che restano sostanzialmente invariati nel tempo: il peso proprio della struttura, dei massetti, dei pavimenti, delle murature, dei rivestimenti e degli elementi stabilmente presenti nell’edificio.

A questi si aggiungono i carichi variabili, legati invece all’utilizzo degli ambienti.

Persone, arredi, materiali depositati, neve, vento e altre azioni previste per la specifica costruzione entrano quindi nel calcolo insieme ai pesi permanenti.

Una scala di un’abitazione, ad esempio, non viene considerata come un elemento destinato a portare soltanto il proprio peso. Deve essere dimensionata anche per i carichi derivanti dal suo utilizzo.

Il concetto di sovraccarico

In ambito strutturale si parla spesso di sovraccarico d’uso.

Il termine potrebbe far pensare a una situazione eccezionale o a qualcosa che supera il limite consentito. In realtà, nel linguaggio tecnico indica il carico variabile che una struttura deve essere in grado di sopportare in funzione della sua destinazione.

Un’abitazione, un ufficio, una scuola, un negozio o un locale aperto al pubblico non vengono quindi considerati allo stesso modo.

Il progettista attribuisce a ciascun ambiente i valori previsti per quella specifica destinazione e verifica che gli elementi strutturali siano adeguati.

È proprio qui che la vecchia fotografia diventa particolarmente efficace: mostra in modo quasi immediato cosa significa concentrare molte persone su una superficie relativamente ridotta.

Non si verifica una sola situazione

Una struttura non viene calcolata considerando un’unica condizione.

I diversi carichi vengono combinati tra loro secondo criteri precisi, in modo da valutare le situazioni più significative che l’edificio potrebbe incontrare nel corso della propria vita.

Si considerano quindi, a seconda dei casi, il peso della costruzione, i carichi d’uso, il vento, la neve e le altre azioni previste per quella specifica struttura.

A queste verifiche si aggiungono i coefficienti di sicurezza, che consentono di tenere conto delle inevitabili variabilità presenti nei materiali, nei carichi e nelle condizioni reali di utilizzo.

Resistere, ma anche comportarsi bene

Una struttura non deve soltanto evitare il collasso.

Deve anche mantenere nel tempo un comportamento corretto durante il normale utilizzo.

Per questo le verifiche riguardano sia la sicurezza strutturale vera e propria, sia aspetti come deformazioni, vibrazioni, fessurazioni e spostamenti.

In termini tecnici si parla di verifiche agli stati limite ultimi, legate principalmente alla sicurezza, e agli stati limite di esercizio, che riguardano invece il corretto funzionamento della struttura durante l’uso quotidiano.

Una scala, per esempio, deve essere resistente, ma non dovrebbe nemmeno vibrare eccessivamente o deformarsi in modo percepibile quando viene utilizzata.

Il calcolo strutturale è una parte invisibile dell’architettura

Quando entriamo in un edificio finito vediamo pavimenti, serramenti, rivestimenti, arredi e finiture.

Quasi mai pensiamo invece alle strutture che rendono possibile tutto ciò.

Il cemento armato, l’acciaio, le fondazioni, i solai e le travi restano spesso nascosti dietro le superfici finite.

Eppure proprio lì si concentra una parte fondamentale del progetto.

Ogni apertura, ogni terrazzo, ogni scala e ogni sbalzo devono trovare un equilibrio tra architettura, distribuzione degli spazi e comportamento strutturale.

Per questo il progetto strutturale non è qualcosa che viene semplicemente aggiunto a un edificio in un secondo momento. È una componente che deve dialogare fin dall’inizio con il progetto architettonico.

Quello che non si vede, ma sostiene tutto

Il calcolo strutturale è una delle parti meno visibili di un edificio, ma anche una delle più importanti.

Dietro una scala, un solaio, un balcone o uno sbalzo ci sono valutazioni, verifiche e coefficienti di sicurezza che permettono all’architettura di essere utilizzata ogni giorno in modo sicuro.

Perché progettare una struttura significa prevedere non soltanto ciò che dovrà sostenere normalmente, ma anche le condizioni più gravose che potrà incontrare nel corso della sua vita.

E forse è proprio questo il bello delle strutture ben progettate: quando fanno bene il loro lavoro, quasi non ci accorgiamo che ci sono.

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