Un nuovo aeroporto per Lucca: progettazione architettonica delle strutture aeroportuali e studio del sistema infrastrutturale

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Progettazione architettonica delle strutture aeroportuali e studio del sistema infrastrutturale

Relatori:

Prof. Arch. Luca Lanini

Sommario

Un nuovo aeroporto per Lucca 3

Sommario 9 Abstract 15 Introduzione 21 Inquadramento 27 Cenni storici 37 Cenni di normativa 47

Classificazione in funzione della proprietà 50

Classificazione in funzione del tipo di aeromobili cui sono destinati 53

Classificazione prevista dal Regolamento per la Navigazione Aerea 55

Classificazione in funzione delle caratteristiche fisiche 56

Classificazione in funzione dell’assistenza antincendio 58

Classificazione delle piste 60

Regole del volo a vista VFR 61

Pista: pendenza longitudinale 63

Pendenze trasversali sulle piste pavimentate 64

Striscia di sicurezza della pista 65

Vie di rullaggio 66

Piazzale (APRON) e piazzola di sosta (STAND) 67

Bibliografia 203

Sitografia 205

Ringraziamenti 209

Allegati: Tavole 213

I piccoli aeroporti 73

Aeroporto Isola d’Elba 77

Aeroporto Pavullo nel Frignano 81

Aeroporto Massa-Cinquale 85

Aeroporto Siena Ampugnano 89

Aeroporto Arezzo-Molin Bianco 93

Il progetto 97

Materiali e finiture 116

Sistema di installazione dei pannelli 118

Gli Hangar 132

La struttura 139

Riferimenti normativi 141

Descrizione dell’edificio e dei materiali 143

Peso proprio degli elementi strutturali 148

Azioni atmosferiche 154

Combinazione delle azioni 157

Dimensionamento degli elementi strutturali 162

L’Auditorium 184

Le infrastrutture 189

La nuova strada 190

La pista di atterraggio 194

Della struttura viene infatti eseguito un predimensionamento, che permette di definirne la geometria.

Il secondo grande obiettivo è quello di far avanzare l’aeroporto a una classe superiore, cambiando quindi la sua attuale classificazione ICAO, e portandola da una classe 1A ad una classe 3C. Ciò è possibile grazie all’ampliamento della pista in lunghezza e in profondità, intervento permesso dalla presenza di ampi spazi che circondano l’area. Il prolungamento consente di aprire l’aeroporto ad un numero maggiore di utenti, che possono contemporaneamente usufruire dei servizi necessari a soddisfare le loro esigenze, sia che siano in volo per lavoro, sia che siano in volo per piacere.

Più persone necessitano più spazio: ecco quindi il bisogno di ridistribuire i posti auto e di permettere anche a mezzi più pesanti come i bus turistici, provenienti o diretti al centro città, di accedervi e sostare per il tempo necessario.

La presente tesi nasce dalla volontà di riqualificare l’area dell’Aeroporto di Lucca-Tassignano, situato nella frazione di Tassignano, nel comune di Capannori, a Lucca, sul territorio corrispondente all’originario aeroporto militare Enrico Squaglia. L’intervento si sostanzia nel rifacimento dei suoi edifici, ad oggi confusionari e disomogenei, nel prolungamento della pista di atterraggio e decollo e nella sistemazione esterna dell’area immediatamente circostante.

Questa tesi ha un duplice obiettivo: in primis quello di unificare formalmente i fabbricati, ottenendo un continuum di stile e un complesso armonioso, malgrado le funzioni che esso esercita siano molto diverse tra loro. Di grande importanza è l’aspetto architettonico: forme, colori e materiali si incontrano per creare contrasti ed equilibri che vanno a sottolineare il grande sviluppo longitudinale dell’edificio, dovuto dalla particolare posizione del lotto, e lo trasformano nel suo punto di forza.

facilitare gli spostamenti da e verso il centro e accoglie il fruitore con un luogo armonioso e funzionale.

Fig. 1. Aeroporto di Lucca, vista aerea.

Negli ultimi anni l’aeroporto di Lucca-Tassignano è stato oggetto di analisi e progetti di sviluppo strategico, che però non hanno avuto un reale riscontro. Uno dei motivi di ciò è che questi studi prevedevano soluzioni e strategie senza intervenire sui fabbricati esistenti. Avvicinandomi a questo ambiente per interesse personale ho subito notato quanto invece gli edifici influiscano sul giudizio generale. Attualmente si tratta per lo più di strutture prefabbricate disposte in modo caotico, quasi casuale. Gli hangar con funzione di aviostazione si mescolano con gli edifici adibiti a bar e a uffici direzionali e non c’è una vera definizione funzionale degli spazi. Le facciate sono tra loro disallineate e con il passare degli anni sono stati aggiunti piccoli edifici nei pochi spiazzi rimasti liberi. Si è venuto a creare quindi un insieme disorganizzato, disomogeneo e frammentato.

A primo impatto l’insieme appare come una serie di capannoni industriali, la vera funzione è resa nota solamente da un cartello esplicativo situato sul fronte strada.

L’intento è quello di trasformare una situazione attuale di caos, dovuta ai fattori succitati, in un ambiente accogliente e confortevole, di cui sentirsi parte.

L’aeroporto di Capannori è sede di alcune manifestazioni molto frequentate dai cittadini di Lucca: tra queste spiccano il volo delle mongolfiere, la festa delle donne in volo e i campionati di volo acrobatico, che portano un grande afflusso di persone.

Esso è anche interpretabile come la porta della città di Lucca, e come tale è necessario che si presenti al meglio.

Questi sono i motivi che mi hanno spinta a considerare come argomento di tesi il rifacimento ex novo delle strutture aeroportuali, scartando l’ipotesi di recuperare quelle già esistenti, in quanto di poco valore storico e facilmente removibili.

Nelle pagine che seguono verranno analizzati e descritti alcuni aeroporti minori di Italia, diversi nelle classificazioni ma simili negli utilizzi, e verrà fatto un breve excursus sulla normativa vigente in materia di aeroporti. Verrà poi studiata l’area di intervento nel suo complesso, scendendo successivamente nel dettaglio sull’intervento architettonico e funzionale.

Fig. 2. Aeroporto di Lucca, vista hangar e torre di controllo

Esso insiste su un’area di circa 87 ettari, ed è aperto al traffico comunitario e nazionale. Adiacente al complesso aeroportuale si trova l’autostrada Firenze-mare A11, che corre parallela alla pista.

L’aeroporto è situato nella frazione di Tassignano, caratterizzata dalla presenza di molte aree verdi, a pochi chilometri dal centro storico di Lucca.

A sinistra:

L’aerodromo ha una elevazione sul livello del mare di metri 12 ed è riconosciuto con il codice ICAO LIQL.1

Attualmente il traffico aereo consentito segue le regole del volo a vista VFR. Il piazzale di sosta dei veicoli, di metri quadri 4700 è provvisto di sette Hangar con disponibilità di ricovero giornaliero degli aeromobili in transito. Al momento l’aeroporto ospita anche vari elicotteri abilitati al servizio di spegnimento incendi boschivi. Esso è facilmente raggiungibile dal centro storico in auto, tramite autostrada o strada statale, e in treno, grazie alla presenza della stazione ferroviaria a circa un chilometro.

1_{. Codice che permette di indicare, oltre all’aeroporto in sè, anche le autorità addette al traffico aereo,}

i centri di controllo e comunicazione, le stazioni radio, le stazioni metereologiche ecc.

Quest’ultima ha attualmente un’estensione utile di metri 910 x 18, completamente in asfalto, con pendenza 1.3%. Essa fa rientrare l’areodromo nella categoria ICAO 1, mentre questo si trova in categoria 2 per quanto riguarda il servizio di antincendio e soccorso.

Oltre agli uffici direzionali il complesso è sede di una scuola di volo a motore di proprietà dell’Aeroclub di Lucca, una delle più attive e importanti della Toscana, con un totale di 35 iscritti, di una scuola di volo a vela e di una scuola di paracadutismo. Esso è inoltre sede di importanti manifestazioni a livello nazionale, quali il volo delle mongolfiere e il volo degli aerei acrobatici.

Le infrastrutture presenti sono la palazzina della Protezione Civile, la struttura sede della Società aeroportuale, la struttura sede del locale Aeroclub e un piccolo bar ristorante.

Il complesso offre diversi servizi aeroportuali, tra cui il servizio informazioni volo (AFIS), il servizio handling, ovvero l’assistenza a terra, il rimessaggio e un’officina velivoli.

A seguito di alcuni sopralluoghi sono state notate molte criticità, che necessitano di essere risolte per permettere l’elevazione dell’aeroporto a scalo per un turismo più numeroso e indipendente dai maggiori complessi di Pisa e Firenze, che malvolentieri consentono l’atterraggio ad aerei di piccole dimensioni. Le principali problematiche incontrate sono le seguenti:

- gli edifici sono maggiormente prefabbricati, disomogenei nello stile e nel linguaggio e frammentati. Si nota che sono stati edificati in fasi successive, al bisogno e senza particolare attenzione. Sono infine poco curati, degradati;

- la pista ha una lunghezza tale (910 m) da far ricadere l’aeroporto nella classificazione ICAO 1, consentendo l’atterraggio e il decollo, quindi, ad una ristretta categoria di aeroplani, limitando il flusso turistico;

- la strada di accesso al parcheggio è molto stretta, circa 4,40 m, ed impedisce il passaggio simultaneo di due veicoli di dimensioni poco più ampie delle normali automobili. Questo rende impossibile il passaggio di mezzi di soccorso o bus turistici, isolando di fatto il complesso dalle principali vie di comunicazione.

A sinistra:

Fig. 6. Edificio dedicato alla segreteria

Fonte: fotografia propria

A destra:

Fig. 7. Vista della strada sopraelevata

Regia Aeronautica che vi istituì una scuola di volo militare. Nel 1937 il Governo decise di operare un ampliamento dell’aeroporto espropriando, nella zona nord del vecchio aeroporto, altri 1000 x 450 metri di campo, con motivazioni militari, non senza malcontento da parte delle popolazioni contadine interessate, poichè il provvedimento le privava di ampie zone di coltivazione. Altro intervento fu quello di potenziare le infrastrutture rendendolo operativo per la Regia Unione Nazionale Aeronautica.

Il nuovo impianto venne inaugurato il 28 Marzo del 1938, e fu intitolato ad Enrico Squaglia, un epico pilota lucchese morto nel 1933 durante la Crociera “del Decennale”1_.

In questi anni l’aeroporto raggiunse il suo grado di massima utilizzazione per scopi militari.

1_{. È stata la seconda ed ultima crociera aerea transatlantica di massa, guidata da Italo Balbo ed effettuata nel}

luglio 1933.

Le origini dell’Aeroporto sono da considdrasri recenti.

L’Aeroporto di Lucca-Tassignano fu costruito dallo Stato nell’anno 1928, come prevedeva la politica del tempo, in cui ogni provincia doveva essere dotata di un campo d’aviazione, anche solo come “di fortuna”. Esso fu inaugurato il 29 Novembre 1932 come campo d’aviazione militare, realizzato con il contributo della Amministrazione Provinciale di Lucca su un terreno di circa 1000 x 400 metri.

Dal 1932 al 1938 l’aerodromo ebbe fasi alterne nella sua operatività sia a carattere civile che militare: nell’ambito civile fu sede dell’allora sezione RUNA, Regia Unione Nazionale Aeronautica.1 _{Un dato molto importante però fu che su quel campo}

si formarono i primi piloti civili lucchesi che poi, nel periodo della guerra, entrarono a far parte dell’Aeronautica Militare.

Nel 1935 passò al demanio statale, sotto la competenza della

1_{. La Regia Aeronautica fu una delle tre forze armate, assieme al Regio Esercito e alla Regia Marina, del Regno}

ebbero sede fissa alcuni reparti dell’Aeronautica Militare Tedesca, che vi operarono con i temuti “Junkers 52-3M”. Alla vigilia della liberazione della città di Lucca, con l’avvicinarsi delle truppe alleate, nelle vicinanze del campo il presidio tedesco, rimasto a contrastare le prime pattuglie alleate, decise di distruggere tutte le attrezzature aeroportuali, compresi i fabbricati: l’impianto aveva solo sei anni di vita.

Esso appariva molto moderno sotto il profilo delle infrastrutture, ma già dall’inizio presentava molte difficoltà ad operare sull’area aeroportuale nel periodo invernale, a causa della natura acquitrinosa del terreno. A seguito di un incidente accaduto proprio il giorno stesso dell’inaugurazione, furono presi provvedimenti che dettereo una maggiore praticabilità al campo, anche per le operazioni militari in condizioni di tempo non buono. Durante il periodo bellico l’aeroporto ospitò diversi reparti aeromobili, che facevano di Tassignano il loro aeroporto di tappa. Non a caso l’intera area veniva definita quasi un “trampolino” per altri campi operativi. Uno dei reparti che soggiornò più a lungo fu la ventottesima Squadriglia d’osservazione aerea, dotata dei famosi “RO.37”, che si trattenne a Tassignano fino al giorno dopo la dichiarazione di guerra, fino cioè all’11 Giugno 1940, per essere trasferito poi ad Arezzo. L’aeroporto fu inoltre sede del 12° gruppo complementare d’osservazione, dotato di aerei ricognitori. Dal 25 luglio 1943, quasi alla caduta del fascismo, a Tassignano

L’attività di volo civile, che già esisteva prima del conflitto, riprese a pieno ritmo nel 1947, col passaggio dalla locale sezione RUNA alla costituzione dell’Aero-Club “Carlo Del Prete”. Il primo problema che si pose per l’Ente fu la richiesta dell’uso del terreno della parte sud dell’aerostazione (di metri 400x1000). Si cominciò subito a livellare il terreno per ricostruire una nuova striscia d’atterraggio e nel 1953 venne di nuovo inaugurato. Sfortunatamente anche durante questa inaugurazione avvenne un grave incidente e l’aeroporto rimase inoperativo fino al 1959, quando fu riaperto definitivamente. Le uniche attività che vennero effettuate in quell’intervallo di tempo furono legate alla preparazione e all’abilitazione al lancio delle aviotruppe: infatti dal 1956 operava sul campo la Scuola Militare di Paracadutismo di Pisa.

Fig. 9. Foto storica dell’Aeroporto, inaugurazione

Nel 1961 su iniziativa dell’Aero Club di Lucca e su sollecitazione degli Enti locali venne riaperto al traffico, e nel 1963, in considerazione della favorevole ubicazione, il Ministero della Difesa Italiana lo dichiarò aperto al traffico turistico nazionale. Nel 1981 una parte dell’intero sedime, quella di metri 145x1033, costituenti l’aeroporto vero e proprio, passava al Ministero dei Trasporti, Direzione Generale Aviazione Civile. Nel 1982 la gestione dell’aeroporto venne assegnata al Consorzio Provinciale Aeroporto di Lucca. La rimanente area veniva ceduta all’Amministrazione dell’Esercito Italiano per impiegarla come zona di lancio. Nel 1987 l’aeroporto fu abilitato anche al traffico commerciale nazionale e nel 1997, a seguito delle disposizioni emanate del Ministero dei Trasporti che ne aveva già assunto la proprietà dal Ministero della Difesa, venne costituita la “Aeroporto Lucca Tassignano srl” che, a partire dal 1 Gennaio 1999, subentrò al Consorzio nella gestione e la conserva tuttora, modificata in “Aeroporto di Capannori SpA”.

Fig. 10. Foto storica dell’Aeroporto, inaugurazione

Queste riguardano le regole generali di volo, il rilascio dei brevetti per i piloti e per il personale di bordo, la definizione delle aerovie e la predisposizione delle carte aeronautiche, l’immatricolazione degli aeromobili, a ognuno dei quali è assegnata una sigla, la navigabilità, vale a dire l’idoneità tecnica degli aeromobili a volare, la manutenzione degli aeromobili, la funzionalità degli aeroporti.

L’ICAO definisce l’aerodromo come “un’area di definite dimensioni,

su terra o su acqua (comprendente anche fabbricati, impianti e istallazioni), destinata in tutto o in parte ad essere impiegata per la partenza, l’arrivo ed il movimento di superficie degli aeromobili”. È possibile classificare gli aerodromi in funzione:

a. della proprietà; b. del tipo di utenti;

c. del tipo di aeromobili cui sono destinati; d. del Regolamento per la Navigazione Aerea; La normativa in materia di aeroporti è regolamentata dall’Ente

Nazionale per l’aviazione civile (Enac).1 _{Essa si occupa dei}

molteplici aspetti della regolazione dell’aviazione civile, del controllo e vigilanza sull’applicazione delle norme adottate, della disciplina degli aspetti amministrativo-economici del sistema del trasporto aereo.

A livello internazionale agisce invece l’International Civil Aviation

Organization (ICAO), una agenzia specializzata dell’ONU,

costituita da 190 Stati e creata nel 1944 mediante una convenzione internazionale ratificata dagli Stati membri. Questo organismo ha sede a Montreal, e si occupa del controllo della sicurezza del volo. Le norme ICAO, che sono definite SARPs (Standard and

Recommended Practices), vengono di solito trasformate in leggi

nazionali dai diversi paesi per essere operative.

1. L’Enac è l’autorità pubblica italiana di regolamentazione tecnica, di certificazione e vigilanza nel settore dell’aviazione civile, istituita il 25 luglio 1997.

A seconda del tipo di utenza , è possibile classificare gli aerodromi in:

a. Civili: tutti quegli aerodromi utilizzati prevalentemente dal traffico aereo civile. Essi possono essere ulteriormente suddivisi in: - intercontinentali: aerodromi designati quali scali intercontinentali in cui affluisce il traffico a “lungo raggio”;

- internazionali: aerodromi dove si svolge rilevante traffico internazionale di linea e/o charter a “medio e breve raggio”; - nazionali: aerodromi interessati da un consistente traffico nazionale (domestic flights) ed eventualmente da una limitata attività charter internazionale;

- regionali: aerodromi interessati da una modesta attività di aeromobili di dimensioni contenute che operano su rotte a bassa frequentazione per servizi aerei transfrontalieri;

- a traffico locale: aerodromi aperti al traffico dell’aviazione generale ed aerotaxi.

e. delle caratteristiche fisiche;

f. dell’assistenza antincendio disponibile.

Classificazione in funzione della proprietà

Gli aerodromi possono aver due tipi diversi di proprietari e, pertanto, possono essere suddivisi in:

- statali: sono gli aerodromi di proprietà e gestiti dallo Stato e possono essere ulteriormente classificati in civili, militari e misti; - privati: sono quegli aerodromi costruiti e gestiti da privati e la cui utilizzazione, salvo eventuali casi di emergenza, è limitata agli aeromobili appartenenti al proprietario dell’aerodromo, o comunque da questi autorizzati.

Gli utenti degli aerodromi statali inoltrepossono essere civili o militari.

Classificazione in funzione del tipo di aeromobili cui sono destinati

Un’altra possibile forma di classificazione degli aerodromi è quella che prende in considerazione il tipo di aeromobili a cui sono destinati. Utilizzando tale criterio è possibile distinguere gli aerodromi in:

- aeroporti: con questo termine, normalmente, si individuano gli aerodromi basati su terra e destinati ad aeroplani o elicotteri; - idroscali: sono gli aerodromi ubicati sul mare o altri specchi d’acqua, utilizzabili da idrovolanti o aeromobili anfibi;

- eliporti: sono quelle aree situate in un aerodromo o anche su edifici, destinate all’involo e all’approdo di elicotteri;

- aeroscali: sono quelle aree destinate alle manovre di atterraggio e decollo dei dirigibili;

b. Militari: tutti quegli aerodromi sorti per esigenze connesse alla difesa del territorio nazionale ed impiegati o impiegabili a tale fine. Gli aerodromi militari possono essere classificati in:

- armati: sono sede di Reparti o di Scuole di Volo;

- attrezzati: pur non essendo né sede di Reparto né sede di Scuola di Volo, ospitano attività di volo sia pure saltuarie e sono dotati di tutti i servizi prescritti per le Telecomunicazioni e l’Assistenza al Volo, Sanitari, Antincendi, ecc.;

- custoditi: non rientrano nelle prime due categorie, ma sono provvisti di installazioni o immobili che richiedono sorveglianza continua;

- zone demaniali aeronautiche: sono zone di terreno suscettibili di essere trasformate in campi di aviazione, sprovviste però di attrezzature e di servizi.

c. Misti: quando i compiti affidati ai Reparti di base lo permettono, alcuni aerodromi militari possono accogliere il traffico commerciale.

Classificazione prevista dal Regolamento per la Navigazione Aerea

La classificazione riportata nell’articolo 6 del Regolamento per la Navigazione Aerea è la seguente:

– aeroporto: ogni località sia terrestre che acquea, destinata, anche in via temporanea, alla partenza, all’approdo ed allo stazionamento degli aeromobili (agli effetti del Regolamento, sono considerati aeroporti anche gli aeroscali per l’atterraggio dei dirigibili e gli idroscali per l’ammaraggio degli idrovolanti); – campo di volo: località istituita dallo Stato destinata al volo degli alianti, per la quale valgono, in quanto applicabili, le norme previste per gli aeroporti privati;

– campo di fortuna: località indicata dal Ministero competente, utilizzata dagli aeromobili soltanto in occasione di una forzata discesa (sui campi di fortuna a tal fine designati dallo stesso Ministero possono operare gli aeromobili da turismo).

- aviosuperfici: sono quelle aree di terreno non classificate come aeroporti o eliporti, oppure specchi d’acqua non classificati come idroscali, idonei a consentire le operazioni di determinati tipi di aeromobili condotti da piloti in possesso di specifiche abilitazioni. Le aviosuperfici hanno lo scopo di facilitare il diffondersi del mezzo aereo, senza essere soggette a tutte le impegnative norme e prescrizioni che regolamentano l’apertura al traffico, il funzionamento degli aeroporti, non richiedono la disponibilità di complesse e costose apparecchiature radioelettriche e possono essere realizzate in qualsiasi località.

L’elemento alfabetico si riferisce alle esigenze di manovra dell’aeromobile nelle fasi di rullaggio e parcheggio, espresse in termini di apertura alare e di distanza tra i bordi esterni delle ruote del carrello principale.

Classificazione in funzione delle caratteristiche fisiche

Per ciascun aeroporto è definito un Codice di Riferimento dell’Aeroporto (Aerodrome Reference Code), in base al quale sono stabilite le caratteristiche delle superfici, delle aree di protezione e dei piani di riferimento laterali e longitudinali che devono essere tenuti liberi da ostacoli. Tale codice si compone di due caratteri, il primo numerico e il secondo alfabetico. L’elemento numerico viene determinato in base alle esigenze dell’aeromobile durante le fasi di decollo e atterraggio e serve per stabilire le caratteristiche della pista di volo e delle superfici di limitazione degli ostacoli. Nel determinare l’elemento numerico si fa riferimento alla lunghezza di campo caratteristica dell’aereo critico (aeroplane reference

field lenght) ossia “la minima lunghezza di campo necessaria per decollare al peso massimo certificato per il decollo, in condizioni di Atmosfera Standard, in aria calma e con una pendenza di pista

nulla”.1

1_{. Enac: linee guida per l’esercizio degli aeroporti}

Fig. 11. Classificazione ICAO

Nel determinare le categorie vengono tenute in considerazione anche le dimensioni massime degli aeromobili che generalmente operano sull’aerodromo, espresse in termini di lunghezza e larghezza della fusoliera. La categoria antincendio indica, quindi, il livello di protezione garantito sull’aerodromo.

Classificazione in funzione dell’assistenza antincendio

Il decollo e l’atterraggio sono notoriamente conosciuti come le fasi più pericolose di un volo. Un pilota, in fase di pianificazione non può limitarsi a verificare che sull’aeroporto esista un servizio antincendio ma, in funzione delle caratteristiche del suo velivolo, dovrà accertarsi che tale servizio sia adeguato ad una eventuale necessità in caso di incidente. L’ICAO ha stabilito una apposita classificazione antincendio degli aeroporti, articolata in 10 categorie, e definita in base a:

– quantità e qualità degli agenti estinguenti;

– numero veicoli antincendio operativamente disponibili degli aeroporti.

Fig. 12. Classificazione ICAO

Fonte: https://www.enac.gov.it/la_normativa/normativa_enac/

Fig. 13. Classificazione ICAO antincendio

Regole del volo a vista VFR

Il volo a vista è ragolamentato dall’Enac nel capitolo 4 del regolamento riguardante le regole dell’aria. Le regole del volo a vista sono l’insieme delle norme e procedure che permettono l’effettuarsi in sicurezza di un volo senza l’ausilio di strumenti e radioassistenze, ma, come si intuisce dal nome, principalmente utilizzando la vista.

In questo tipo di volo infatti la propria posizione spaziale e quella rispetto ad altri aeromobili o ostacoli sono determinate a vista, e pertanto devono seguire i limiti minimi e massimi di quota, di velocità, le distanze minime di visibilità e quelle minime di lontananza da nubi e ostacoli al suolo, come mostrato nella seguente tabella.

Classificazione delle piste

In base al tipo di operazioni che sono destinate ad ospitare, le piste vengono normalmente suddivise in due categorie:

- piste strumentali - piste non strumentali

dove per strumentali s’intendono quelle piste che possono essere utilizzate anche in condizioni meteorologiche tali da dover far ricorso a strumenti (radioassistenze o altri ausili) per condurre l’avvicinamento alla pista stessa.

Pista: pendenza longitudinale

La pendenza longitudinale complessiva, calcolata dividendo la differenza di quota tra le due testate della pista, misurata lungo l’asse, per la lunghezza della pista, non deve essere superiore all’1% per le piste con numero di codice pari a 3 o 4 e a 2% per le piste con numero di codice pari a 1 o 2. Le variazioni di pendenza devono essere minimizzate nelle piste di nuova costruzione e, ove possibile, in occasione di rifacimenti significativi della pista. Le variazioni di pendenza ammissibili connesse con gli interventi di ripavimentazione devono essere accettate dall’ENAC.

Fig. 14. Regole VFR

Striscia di sicurezza della pista

La striscia di sicurezza della pista è una superficie che comprende la pista stessa e le stopway1 _{associate. Ha il duplice scopo di ridurre}

il rischio di danni ad un aeromobile che esce di pista, mediante la rispondenza a specifici requisiti relativi alle pendenze longitudinali e trasversali e alla portanza e di proteggere gli aeromobili in volo sopra essa durante atterraggi, decolli, atterraggi e decolli abortiti, fornendo loro un’area priva di ostacoli, ad eccezione di alcuni aiuti necessari alla navigazione aerea e debitamente autorizzati. La strip deve essere priva di ostacoli. Nella strip possono essere presenti attrezzature per aiuti visivi, radio e radar, che non possono svolgere la loro funzione se ubicati fuori dalla strip stessa.

1. Area preparata ed idonea a sopportare un aereo che interrompe il decollo, detta zona di arresto. Può consistere di una semplice massicciata o di un terreno battuto, a seconda degli aeromobili che si prevede possano usarla. Questa area dovrà essere destinata esclusivamente alle manovre di decollo mancato, non essendo idonea per l’uso continuativo.

Pendenze trasversali sulle piste pavimentate

Il rapido drenaggio dell’acqua da una pista pavimentata è facilitato da una sua configurazione a schiena d’asino. Nel caso di realizzazione di una nuova pista, pur essendo consigliabile una configurazione a schiena d’asino, è accettabile una pendenza trasversale a falda unica dall’alto al basso nella direzione del flusso del vento più frequentemente associato con la pioggia. La sezione trasversale a schiena d’asino deve avere una pendenza massima pari a 1.5% per lettera di codice C, D, E, o F e 2% per lettera di codice A o B; deve inoltre avere una pendenza minima dell’1%, ad eccezione delle intersezioni con piste o taxiway, dove possono richiedersi pendenze meno accentuate. Per una sezione trasversale a falda unica tale la pendenza trasversale deve essere compresa tra 1% e 1,5%.

- 4.5 m con codice F, E, D o C (per taxiway usate da velivoli con interasse uguale o superiore a 18 m);

- 3 m con codice C e taxiway usate da velivoli con interasse inferiore a 18 m;

- 2.25 m con codice B;

- 1.5 m con codice A. I cambi di direzione sulle taxiway devono essere limitati al massimo e le curve devono essere compatibili con la capacità di manovra del velivolo critico di progetto alla normale velocità di rullaggio.

Piazzale (APRON) e piazzola di sosta (STAND)

Il piazzale è un’area definita dell’aeroporto destinata ad accogliere gli aeromobili per l’imbarco e lo sbarco dei passeggeri, il carico e scarico della posta e delle merci nonché per il rifornimento carburanti, il parcheggio o la manutenzione.

Vie di rullaggio

Le vie di rullaggio, chiamate anche raccordi o bretelle, sono necessarie per il movimento ordinato e in sicurezza degli aeromobili a terra o quando è necessarioche gli aeromobili seguano un certo percorso senza entrare in aree o superfici protette. Quando una pista non è larga abbastanza per consentire ad un aeromobile di invertire la marcia, la pista deve essere dotata di vie di rullaggio che consentano tale inversione.

La larghezza di una taxiway deve essere tale che, con la cabina di pilotaggio del velivolo più critico consentito posta sopra la mezzeria, la distanza minima tra il bordo esterno delle ruote principali del velivolo e il bordo della pavimentazione è pari a: In ogni caso tali attrezzature, dall’1 gennaio 2010, devono essere ubicati fuori dalla strip, oppure essere interrati.

Limitazione ostacoli

Al fine di garantire la sicurezza della navigazione aerea, l’ENAC individua le zone da sottoporre a vincolo nelle aree limitrofe agli aeroporti e stabilisce le limitazioni relative agli ostacoli per la navigazione aerea e ai potenziali pericoli per la stessa navigazione. Il metodo per valutare l’impatto di ogni ostacolo esistente o previsto all’interno del sedime o nelle sue vicinanze, è quello di definire particolari superfici di rispetto degli ostacoli, in relazione al tipo di pista ed all’uso che se ne vuol fare. Scopo del presente capitolo è definire le superfici di rispetto ostacoli, le loro caratteristiche e descrivere le azioni da intraprendere nel caso di oggetti che forino dette superfici. In condizioni ideali tutte le superfici devono essere libere da ostacoli.

Nel piazzale sono delineate piazzole di sosta per agevolare il parcheggio ed il movimento in sicurezza di aeromobili e persone. In relazione al numero ed al tipo di aeromobili previsti, le dimensioni del piazzale devono essere tali da garantire adeguate separazioni, evitando manovre difficoltose che richiedano un uso eccessivo di potenza del motore e costituiscano sollecitazioni anomale per carrello e pneumatici. In particolare sono adottate le seguenti separazioni minime tra un aeromobile in parcheggio ed ogni altro aeromobile e manufatto adiacente:

Fig. 15. Distanze piazzale di sosta

Fig.16. Limitazione ostacoli Fonte: https://www. enac.gov.it/la_ normativa/normativa_ enac/

Hanno dimensioni diverse ma sono tutti accomunati dalla presenza di strutture essenziali e dal poco automatismo delle funzioni che “permettono una fruizione unitaria dell’esperienza, non ancora

frazionata e resa asettica dalle successioni dei controlli e dal proliferare dei macchinari. Soprattutto non ancora cancellata dalla presenza ridondante degli spazi di vendita che rendono un aeroporto, come una stazione o un porto, non dissimile, oggi, da

un centro commerciale”1_.

Di seguito verranno analizzati alcuni aeroporti minori nelle vicinanze di quello di Lucca, per confrontarne similitudini e differenze, in modo da ottenere una panoramica sulle caratteristiche di questi luoghi poco conosciuti e sfruttati.

Il tema degli aeroporti minori italiani è molto diverso rispetto a quello dei loro “fratelli maggiori“. Infatti, mentre gli aerodromi che operano su scala internazionale perdono ogni rapporto con la città in cui si trovano, diventando loro stessi luoghi di interesse, in cui il viaggiatore si trova a passare molte ore del suo tempo, gli aeroporti a livello locale mantengono una stretta connessione con il territorio circostante, e di fatto ne compongono quasi il prolungamento, poichè “pur essendo recinti, i loro bordi sono labili,

gli spazi che li compongono ancora aperti e tra questi si insinua il paesaggio esterno non ancora annullato dalla soverchiante

presenza delle spianate di cemento in cui manovrano i jet”1_{. Essi}

sono soprattutto sedi di scuole di volo e di Aeroclub, rimesse per aerei privati e sedi di manifestazioni aeree.

Fig. 17. Aeroporti nazionali e regionali

Fonte: https://www.

Aeroporto Isola d’Elba

L’aeroporto dell’Isola d’Elba è un aeroporto civile privato, aperto al traffico commerciale, e si trova a circa 2 km da Marina di Campo, in località La Pila, nel versante sud dell’isola.

È nato nel 1963 su iniziativa di un cittadino tedesco, che costruì una pista in erba di 750 metri per poter raggiungere una piccola industria sull’isola. Nel 1975 la pista venne allungata a 1175 metri, asfaltata poi nel 1991.

Nel 1997 la Società Aeroporto Toscano di Pisa assunse l’incarico di gestire e rivitalizzare lo scalo, tramite l’ampliamento delle infrastrutture e l’allungamento e riorientamento della pista.

Esso è conosciuto con il codice ICAO LIRJ, ha una pista di lunghezza 1197 x 30 metri e si trova a 8 metri sopra il livello del mare. La sua categoria ICAO è 1C. L’aerostazione è di nuova costruzione, risale infatti al 2014, anno della sua inaugurazione.

Fig. 18. Aeroporto Isola d’Elba

Fig. 19. Pista dell’aeroporto Isola d’Elba

Fonte:

Aeroporto Pavullo nel Frignano

L’Aeroporto “G. Paolucci” è situato in località ‘I Piani’ di Pavullo, a circa 2 km a sud di Pavullo nel Frignano. La struttura è intitolata alla memoria del pilota romagnolo Giulio Paolucci. L’Aeroporto è utilizzato per attività di aviazione generale, vi si possono effettuare voli turistici e voli con alianti. All’interno è presente sia una scuola di volo per pilotaggio di alianti, sia una scuola di volo a motore per apparecchi ultraleggeri VDS1_{, basici ed}

avanzati. Nel 1923 iniziarono i lavori di realizzazione del campo di aviazione di Pavullo, destinato da lì a poco ad ospitare la prima e più importante scuola d’Italia per il Volo a Vela. È stato aeroporto militare fino al 1949. Adesso è una struttura moderna e funzionale, la cui ristrutturazione e riqualificazione ha avuto esito a partire dal 2003.

L’aeroporto è conosciuto con il codice ICAO LIDP, ha una pista di 1190 x 23 metri a 684 metri sopra il livello del mare. La sua categoria Icao è 2B.

Fig. 20. Aeroporto Pavullo nel Frignano

Fig. 21. Pista aeroporto Pavullo nel Frignano

Fonte:

Aeroporto Massa-Cinquale

L’Aeroporto Municipale di Massa-Cinquale è posto nel Comune di Massa, nella frazione di Poveromo, a circa 8 chilometri dal centro. Lo scalo è aperto al traffico turistico commerciale nazionale e comunitario, è base operativa di Elisoccorso e Servizio antincendio boschivo della Regione Toscana, nonchè punto base provinciale della Protezione Civile.

La nascita dell’Aeroporto di Massa-Cinquale avviene presumibilmente intorno ai primi anni dieci del 1900. Il campo del Cinquale fu poi base operativa secondaria per piccoli ricognitori dell’Asse prima e degli Alleati dopo. La maggiore attività passeggeri e commerciale fu negli anni 1966-1968, quando l’aeroporto era a tutti gli effetti uno scalo di linea aerea regolare. Nel settembre 1967 fu costituita la Scuola di Volo, tutt’oggi presente.

Fig. 22. Aeroporto di Massa-Cinquale

È conosciuto con il codice ICAO LILQ, ha una pista di 735 x 18 metri in erba, situata a 12 metri sopra il livello del mare. Rientra nella categoria ICAO 1A.

Fig. 23. Aeroporto di Massa-Cinquale

Aeroporto Siena Ampugnano

L’aeroporto si trova presso la località di Ampugnano, nel comune di Sovicille, a circa 12 km da Siena ed è aperto al traffico commerciale e turistico comunitario.

L’aeroporto di Ampugnano nasce nei primi anni trenta come aeroporto militare. La pista di volo era lunga 1000 m ed aveva le due testate pista con un’altezza sul livello del mare superiore a quella riscontrabile a metà pista. La struttura ospitò un’importante scuola di pilotaggio militare e nel 1943 fu sede del 103º Gruppo Caccia Bombardieri del 51º Stormo.

L’aeroporto è adesso dotato di una pista di volo di 1393 x 30 metri a 194 metri sopra il livello del mare, ricadendo così nella categoria ICAO 3C. Il suo codice è LIQS. Lo scalo è stato aperto al traffico strumentale fino al 17 Febbraio 2017, per cui erano possibili decolli e atterraggi anche di notte e con visibilità fino a un miglio nautico, grazie alla presenza di radioassistenza.

Fig. 24. Aeroporto di Siena Ampugnano

Interessato attualmente da lavori di ampliamento, lo scalo toscano ha in progetto un disegno di potenziamento delle strutture e dei dispositivi di sicurezza.

Fig. 25. Pista aeroporto di Siena Ampugnano

Aeroporto Arezzo-Molin Bianco

L’aeroporto è situato nella località Molin Bianco, a ovest della città di Arezzo. È aperto al traffico nazionale ed è utilizzato per le attività del Nucleo elicotteri dei vigili del fuoco.

L’aeroporto nasce nel 1917 con lo scopo di collaudare gli aerei costruiti all’epoca dalla società aretina “SACFEM”1 _{nel podere}

di Molin Bianco, in località Casella Rossa. Nel 1923 venne potenziato nelle varie infrastrutture al fine di ospitare una famosa e rinomata scuola caccia. Durante gli eventi bellici del 1943 molte delle infrastrutture andarono distrutte e l’aeroporto rimase come campo militare d’emergenza. Nel 2011 è stato firmato un decreto ministeriale che eleva l’aeroporto aretino alla 2ª categoria ICAO e alla 8ª categoria antincendio.

1_{. La prima grande industria della città, che produceva e forniva materiale rotabile alle ferrovie.}

Fig. 26. Aeroporto di Arezzo, Molin Bianco

È attualmente in progetto il miglioramento delle caratteristiche dello scalo per poterlo aprire a voli internazionali, attraverso lavori di allungamento della pista, adeguamento raccordi di rullaggio e miglioramento delle segnaletiche orizzontale e verticale. La pista è 660 x 30 metri, a 248 metri sopra il livello del mare. La struttura è conosciuta con il codice ICAO LIQB, e è in categoria 2C.

Fig. 27. Aeroporto di Arezzo, Molin Bianco

ostacolarne lo sviluppo.

Il progetto nasce dallo studio della conformazione del lotto e delle principali attività che coinvolgono l’aeroporto di Lucca; nel primo caso, il risultato dell’analisi è un vincolo di forma, in quanto la vicinanza dell’autostrada e della pista di atterraggio e decollo limitano lo spazio a disposizione, “costringendo” il complesso a svilupparsi secondo l’asse longitudinale.

Inserirsi in un contesto già esistente ed integrato non è mai semplice, ma diventa necessario quando, come in questo caso, esso assume una connotazione negativa. Chiedendo in giro, infatti, poche persone sono a conoscenza dell’esistenza di un aeroporto a Lucca, e chi lo sa sicuramente ne sottovaluta l’aspetto strategico e funzionale che ha. La presenza di ampi spazi verdi permette lo sviluppo di questa infrastruttura e l’apertura al traffico aereo non solo locale, ma a livello più elevato, aumentando così ulteriormente il turismo nella città di Lucca, già meta di molti italiani e stranieri per la sua bellezza e particolarità.

Per permettere ciò è però necessario riprogettare le strutture e le infrastrutture: le prime devono essere unificate sotto uno stesso stile, in modo da dare un’identità al complesso, da farlo notare dalle adiacenti vie di comunicazione per quello che è, e non per una serie di edifici industriali malmessi come adesso. Per quanto riguarda le infrastrutture, esse devono essere ridimensionate ed adattate ad un flusso di utenza più ampio, in modo da non

Fig. 28. Individuazione asse principale della composizione

2 3 1

Un altro punto focale di questo progetto è il risultato dell’analisi sulle principali attività che si svolgono all’interno dell’areodromo stesso: tra queste spicca inevitabilmente il volo acrobatico, praticato da sempre a livello nazionale e sottoforma di gare e campionati.

La sintesi è quindi una forma regolare allungata, senza brusche curve e grandi variazioni di sezione. Forme semplici però non necessariamente significano carenza di alternative, nè mancanza di creatività. In più, le funzioni devono essere ben distinte e leggibili, per assicurare un’autonomia alle varie attività che permetta l’uso simultaneo delle struttute senza intralci.

Fig. 29. Concept

È stato proprio questo a guidare la progettazione e a rendere possibile l’unificazione dei singoli edifici, creando un nastro continuo che avvolge le costruzioni, e di fatto formandone l’ossatura, la struttura.

Forme curve incontrano quindi forme regolari, dando origine a figure sempre diverse e mai monotone. Questo è sottolineato anche dalla differenziazione dei materiali: dove il nastro cinge l’edificio, infatti, si ha un materiale pieno, massivo, che sparisce poi dove il nastro passa sotto le strutture, lasciando libero spazio a materiali più leggeri, quasi inesistenti. Come un aereo acrobatico atterra e decolla, infine, la composizione inizia dal livello del terreno per innalzarsi sopra gli edifici, fino alla torre di controllo, dove scende e finisce il suo corso a terra.

Le funzioni che trovano posto nell’aeroporto sono le stesse presenti adesso, con l’aggiunta di una sala conferenze, necessaria per eventi organizzati dalle varie dirigenze, e di una zona per il check in e check out, poichè si prevede un utilizzo turistico più cospicuo.

Fig. 30. Concept

richiesto un cospiquo numero di utenti, in quanto è provvista di ingressi separati dalle altre strutture.

Ultimo edificio è quello dell’aeroporto vero e proprio; un altro settore di ingresso semicoperto segna questo passaggio, rendendo visibile la costruzione dal parcheggio e dalle zone limitrofe. L’aeroporto è provvisto di uffici direzionali, di un ufficio per le forze dell’ordine, di una sala riunioni, oltre che dalle aree di check in e check out, come precedentemente scritto. A destra di esso si trova la torre di controllo, sopraelevata di 7,50 metri circa, aperta sui quattro lati da grandi vetrate, come previsto dalle norme di sicurezza per il volo a vista, e con una superficie di circa 30 metri quadri. La restante parte dell’edificato è composta dagli hangar con funzione di aviorimessa e officina meccanica, ognuno di metri quadri 350, costituiti da elementi prefabbricati standard in acciaio.

La composizione inizia sul lato ovest del lotto, con un primo settore di ingresso coperto e staccato dall’edificio principale, che direziona l’utente verso il bar ristorante, caratterizzato da un’ampia sala open space di 215 metri quadrati circa. Da qui, proseguendo, si arriva alla struttura interamente dedicata alle associazioni, quali l’Aeroclub, la scuola di volo a vela e la scuola di paracadutismo. Questi due fabbricati sono gli unici aperti al pubblico anche sul lato frontale, in corrispondenza della pista, che diventa quindi area panoramica, dove potersi rilassare e guardare un aereo partire o una mongolfiera librarsi nel cielo.

Le altre strutture sono completamente fruibili solo sul lato sud, poichè sul fronte si entra in una zona resa pericolosa dal passaggio degli aeromobili. Successivamente alla palazzina delle associazioni si trova l’auditorium sala congressi, che ha una pianta squadrata di metri quadri 230; questa può essere utilizzata per riunioni, convegni o lezioni interne alle attività aeroportuali, ma può anche essere affittata da esterni per eventi in cui sia

All’esterno è previsto un ampio parcheggio nella zona sud del lotto, con aree sosta per i bus turistici e una rotatoria finale di raggio 9 metri per rendere la circolazione più fluida.

Fig. 32. Planimetria

Fig. 33. Pianta

Fig. 34. Pianta copertura e torre di controllo

Fig. 35. Sezioni

Fig. 36. Prospetti

a smaterializzare la struttura laddove non è presente il nastro, creando dei vuoti e donando molta luce agli ambienti interni. In corrispondenza del vetro, a livello del pavimento il rivestimento cambia, per lo stesso motivo, e diventa una pavimentazione in cemento resinato, di colore chiaro anch’esso.

Materiali e finiture

La scelta dei materiali è stata dettata dalla volontà di conferire sì unione alle varie parti, ma anche e soprattutto continuità. Per le parti piene del nastro è stato scelto un rivestimento in doghe di alluminio, su ognuna delle quali sono presenti bordature irregolari diverse tra loro, che creano giochi di luce e ombre che variano a seconda della posizione del sole. Questi pannelli verniciati di bianco non sono presenti solo in facciata e in copertura, ma proseguono anche come rivestimento interno dei setti murari e dei pavimenti: si ha così un continuum stilistico tra interno ed esterno. L’unica accortezza si ha nel semplificare queste bordature appiattendole, per consentire una fruibilità completa e adatta a tutti, senza creare barriere architettoniche.

Un altro materiale utilizzato è il vetro, con un sistema di montanti

e traversi di acciaio, sia in facciata che in copertura, che serve Fig. 37. Materiali utilizzati

Fonte: Alluminio http://www.prefa.it/

Di seguito le principali caratteristiche:

MATERIALE: Alluminio preverniciato spessore 1 mm

LATO A VISTA: doppio strato di verniciatura poliammidica poliuretanica di alta qualità in Coil Coating

LATO POSTERIORE: Primer protettivo PESO: 1 m² = ca. 2,4 kg - 2,5 kg/m²

Fig. 38. Sistema di installazione del rivestimento in alluminio

Fonte: http://www.zintek.it/

it/content/Professionisti~32/ Tecniche_applicative~88_201

in acciaio, con grandi capriate di copertura e pilastri ai quattro angoli estremi. Dato il loro utilizzo, si è ritenuto più opportuno avvalersi di dimensioni standard già in commercio e in uso. Di seguito verranno riportate le principali caratteristiche:

Gli Hangar

Gli Hangar hanno funzione di aviorimessa e officina per gli aeromobili di proprietà dell’aeroporto e delle varie associazioni presenti; infatti, per gli altri aeromobili, di proprietà di privati o pubblici esterni, che li necessitano per tempi dell’ordine di qualche ora, sono state predisposte delle aree di sosta all’aperto nel lato est del lotto.

Data la loro natura ed il loro utilizzo, si è ritenuto troppo costoso e poco conveniente utilizzare gli stessi materali del resto delle strutture. Non volendo però rinunciare al concetto di unità formale, si è optato per una continuità visiva: essi sono stati rivestiti con materiali plastici verniciati di bianco in modo che solo ad un occhio più attento si noti la differenza. Le aviorimesse sono in numero di 10, di cui una contenente l’officina meccanica e, come scritto in precedenza, hanno una superficie netta di 350 metri

Fig. 46. Carpenteria hangar

L’analisi si sviluppa in accordo con le NTC 2008 “Norme tecniche per le Costruzioni” contenute dal D.M. 14.01.2008. e con la Circolare n. 617 del 2.02.2009, Gazzetta Ufficiale n. 47 del 26 febbraio 2009 – Suppl. Ordinario n. 27: “Istruzioni per l’applicazione delle NTC di cui al D.M. 14 gennaio 2008”.

Il metodo utilizzato per il predimensionamento delle strutture, e le verifiche svolte è quello degli Stati Limite, che si basa sul verificare che il valore della sollecitazione (determinato con i valori di calcolo dei carichi) sia tale da non superare il valore limite di sollecitazione (determinato sulla base di valori assegnati della resistenza):

sollecitazione < resistenza Riferimenti normativi

Lo studio dell’analisi dei carichi, gravanti sui singoli elementi appartenenti alla costruzione, è un requisito minimo e necessario per una buona progettazione. Nei seguenti paragrafi vengono definiti i carichi statici agenti sulle diverse parti dell’edicio, mostrando come sono stati determinati i pesi propri strutturali, i carichi permanenti non strutturali (carichi non rimovibili durante il normale esercizio della costruzione) e i carichi variabili. Vengono poi effettuate le verifiche considerate più opportune, con l’intento di garantire la fattibilità del progetto anche dal punto di vista strutturale, andando a studiare in modo più approfondito alcuni elementi che lo caratterizzano.

Per le verifiche delle strutture è stato utilizzato il metodo degli Stati Limite, che prevede due situazioni:

- Stato Limite Ultimo (SLU), che corrisponde al collasso della struttura o altre forme di cedimento strutturale, quindi al valore estremo della capacità portante.

- Stato Limite di Esercizio (SLE), che corrispondono alla preclusione del normale utilizzo della struttura, al di là del quale non risultano più soddisfatti i requisiti di esercizio e sicurezza prescritti.

La maggior parte della struttura è costutuita da telai di cemento armato. Ogni telaio è struttura a sè, unito agli altri solo tramite vetrate che formano la facciata, ma si estendono anche alla copertura. Il fabbricato è inoltre caratterizzato da un solo piano fuori terra, con un’altezza massima di 6,60 metri, ad eccezione della torre di controllo.

Descrizione dell’edificio e dei materiali I valori di carico e di resistenza sono calcolati a partire dai valori

caratteristici, applicando opportuni coefficienti di sicurezza sia al materiale che ai carichi. I valori di resistenza dei materiali hanno una probabilità del 5% di risultare inferiori a quelli caratteristici. I valori caratteristici dei carichi sono quelli con probabilità del 5% di essere superati.

L’analisi segue il seguente procedimento:

- assegnazione del carico (con il valore caratteristico moltiplicato per un coefficiente di sicurezza);

- definizione della resistenza del materiale (valore caratteristico diviso per un coefficiente di sicurezza);

- determinazione dei valori sollecitanti; - determinazione dei valori resistenti;

- confronto dei valori sollecitanti delle caratteristiche di sollecitazione con i valori resistenti.

Si è quindi ritenuto sufficiente limitare il dimensionamento e le verifiche a uno solo dei telai presenti, quello con interasse massimo di 6,40 metri circa, ritenendo automaticamente soddisfatti tutti gli altri, che presentano interassi minori. Un’ulteriore limitazione consiste nel dimensionamento degli elementi, ritenendo infatti più interessante, per la conformazione dell’intero edificio, la verifica del solaio di copertura e delle travi ricalate di dimensioni 35 x 50 cm, sotto il solo carico neve.

Per le strutture sono stati adottati i seguenti materiali: • Calcestruzzo C25/30

• Acciaio Fe450B

Di seguito verranno riportate le principali caratteristiche dei singoli materiali.

Fig. 51. Caratteristiche cemento armato

L’altezza dell’intero solaio diventa così H_sol = 50 cm. La pignatta in laterizio ha le dimensioni: altezza h_p = 25 cm; larghezza b_p = 38 cm; profondità p= 25 cm; interasse i = 50 cm.

Questo tipo di pignatta richiede travetti in cemento armato aventi larghezza di base b_t = 12 cm.

La normativa impone per quanto riguarda il dimensionamento dei solai una serie di veriche:

h_s = 4/5 cm, verificata con h_s = 4 cm; H_s > 15 cm, verificata con H_s = 24 cm;

i ≤ 15 h_s, verificata con i = 50 cm , infatti 15 x 4 cm = 60 cm; b_t ≥ 8 cm e b_t ≥ 1/8i, verificate con b_t = 12 cm e b_t 1/8 i = 50/8 = 625 cm;

h_p deve avere una dimensione espressa da numero pari, infatti h_p = 18 cm.

Il solaio di copertura presenta una stratigrafia quale mostrata in figura. Il calcolo del carico permanente dell’intero solaio si svolge sommando il peso proprio di tutti gli elementi che lo compongono; prima di passare alla determinazione degli stessi è bene illustrare gli elementi scelti per la realizzazione del solaio strutturale. Il sistema costruttivo è quello di solaio con allegerimento di pignatte in laterizio e travetti di cemento armato. Il solaio è così composto: la parte strutturale è rappresentata dalle pignatte di altezza h_p = 25 cm, dai travetti e dalla soletta in calcestruzzo di altezza h_s = 5 cm, così che l’altezza totale del solaio strutturale raggiunge la quota di H_s= h_p + h_s = 30 cm; superiormente alla soletta è installato un isolante di 5 cm, al di sopra del quale è presente uno strato di massetto in calcestruzzo allegerito per le pendenze di 5 cm e il rivestimento realizzato con correnti in acciaio di dimensioni 10 x 10 cm e doghe di alluminio di spessore 1 mm.

Controsoffitto Solaio 30 cm

Barriera al vaporeMassetto pendenze 5 cm Isolante 5 cm Guaina bituminosa Profilati acciaio

Doghe alluminio

3. Peso soletta: P_s = h_s x γ_s

con γ_s = 25 kN/mc peso specifico del calcestruzzo armato si ha: P_s = 0, 05 x 25 = 1, 25 kN/mq

Sommando le tre aliquote calcolate è facile trovare il peso del solaio strutturale:

G_1k = P_t + P_p + P_s = 1,5 + 1,03 + 1,25 = 3,78 kN/mq Una volta soddisfatte queste relazioni, si può passare alla

determinazione dei pesi propri: 1. Peso travetti:

P_t = [b_t x (H_s - h_s) x n_t x γ_t]

con nt e γ_t rispettivamente numero di travetti utilizzati per metro e peso specifico;

avendo n_t= 1/0,50 = 2 e utilizzando come valore del peso specifico γ_t = 25 kN/mc si ottiene il peso dei travetti:

P_t = [0,12 x (0,30 - 0,05) x 2 x 25] = 1,5 kN/mq 2. Peso pignatte:

P_p = [b_p x (H_s - h_s) x n_p x γ_p]

con np e γ_p rispettivamente numero di pignatte utilizzate per metro e peso specico;

calcolando n_p = (1 - n_t x b_t)= b_p = (1 - 2 x 0,12)/0, 42 = 1, 81 e utilizzando γ_p = 6 kN/mc si ricava:

4. Peso controsoffitto = P_c = 0,016 kN/mq 5. Peso barriera al vapore: P_bar = 0,03 kN/mq 6. Peso guaina bituminosa: P_gb = 0, 01 kN/mq;

da cui il peso degli elementi non strutturali del solaio:

G_2k = P_r + P_is + P_ma + P_c + P_bar + P_gb = 0,216+ 0,03+ 0,016 + 0,03 + 0,01 + 0,78 = 1,19 kN/mq

Per coperture e sottotetti accessibili per sola manutenzione (cat. H1, Tab. 3.1.II - valori dei carichi d’esercizio) la normativa indica l’utilizzo di q_k = 0,50 kN/mq, che è il carico variabile.

Per calcolare il peso dell’intero solaio è necessario sommare il peso degli altri elementi che lo compongono, che sono il rivestimento sottostante, l’isolante, il massetto in calcestruzzo allegerito, il rivestimento superiore etc.

1. Peso rivestimento inferiore: P_r = P_ac + P_al

P_ac = h_ac x γ_ac = 0,004 x 77,76 x 0,66 = 0,31 kN/mq P_al= 0,0006 x 27 = 0,016 kN/mq

P_r= 0,31+ 0,016= 0,216 kN/mq; 2. Peso isolante:

P_is = h_is x γ_is = 0, 05 x 0,6 = 0,03 kN/mq; 3. Peso massetto delle pendenze:

q_s = μ_i · q_sk · C_e · C_t

L’edificio è situato a Lucca, posta a 12 metri sul livello del mare, e presenta una copertura piana con una pendenza dell’1%. I valori delle varie componenti della suddetta espressione saranno quindi dipendenti dal luogo e forma della copertura, e varranno:

• q_sk = 1,00 KN/m2

La provincia di Lucca è compresa nella Zona II del paragrafo 3.4.2 della NTC , con as < 200m;

• C_e = 1

Ricavato dalla tabella 3.4.I al paragrafo 3.4.3 della NTC, in cui l’area di interesse è da considerarsi di topografia “normale”, ovvero con “aree in cui non è presente una significativa rimozione di neve sulla costruzione prodotta dal vento, a causa del terreno, altre costruzioni o alberi”.

Azioni atmosferiche

Durante l’arco di tempo della sua vita nominale la struttura oggetto di studio è inevitabilmente soggetta alle azioni atmosferiche. Sono tali l’azione della neve, l’azione del vento e della temperatura. In questo paragrafo verrà studiata la prima, ritenendo poco signicativi gli effetti delle variazioni e dei gradienti di temperatura e del vento su una struttura intelaiata in cemento armato di un solo piano.

Carico Neve

Il capitolo 3.4 della NTC 2008 tratta del calcolo del carico neve, ed è quindi quello a cui riferirsi, oltre che alle relative indicazioni contenute nella circolare esplicativa.

Il carico provocato dalla neve sulle coperture sarà valutato mediante la seguente espressione:

Combinazione delle azioni

L’analisi statica della struttura è stata condotta tramite il metodo degli stati limite. Le azioni e le combinazioni di carico sono state determinate mediante le indicazioni della normativa e vengono riportate di seguito.

Classificazione delle azioni

Si definisce azione ogni causa o insieme di cause capace di indurre stati limite in una struttura. Tali azioni possono essere di tipo diretto, indiretto o di degrado se classificate in base al modo di esplicarsi; altrimenti, possono dirsi statiche, pseudo-statiche e dinamiche se classificate secondo la risposta strutturale. Più frequentemente si classificano in base alla variazione della loro intensità nel tempo; nella presente userò la seguente terminologia come indicato nella normativa:

• C_t = 1

Assegnato con valore unitario poichè in assenza di uno specifico e documentato studio. Questo valore è stato ricavato dal paragrafo 3.4.4 della NTC.

Inoltre • μ₁ = 0,8

Il coefficiente di forma μ₁ viene calcolato secondo la TAB. 3.4.II.:

copertura con inclinazione 0° ≤ α ≤ 30°.

Avendo tutte le informazioni necessarie, è facile determinare i carichi neve sulla copertura:

• Combinazione fondamentale, generalmente impiegata per gli stati limite ultimi (SLU):

γ_G1G₁ + γ_G2G₂ + γ_Q1Q_k1 + γ_Q2ψ₀₂Q_k2 (utilizzando i valori di γ favorevoli o sfavorevoli)

• Combinazione caratteristica (rara), generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio irreversibili (SLE):

G₁ + G₂ + Q_K1 + Σ ψ_0j · Q_kj

• Combinazione frequente, generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio reversibili (SLE):

G₁ + G₂ + ψ₁₁ · Q_K1 + Σ ψ_2j · Q_kj azioni quelli rappresentanti lo stato (STR).

• azioni permanenti (G)

• peso proprio di tutti gli elementi strutturali (G1) • peso proprio di tutti gli elementi non strutturali (G2) • azioni variabili (Q)

Combinazioni di carico

Nella definizione delle azioni che possono agire contemporaneamente, i termini Qkj rappresentano le azioni variabili della combinazione, con Qk1 azione variabile dominante e Qk2, Qk3... azioni variabili che possono agire contemporaneamente a quella dominante. Le azioni variabili vengono combinante con coefficienti di combinazione ψ0j, ψ1j, ψ2j, i cui valori sono forniti dalla tabella riportata sulla normativa.

Ai fini delle verifiche degli stati limite si definiscono le seguenti combinazioni delle azioni:

I valori adottati per i coefficienti di combinazione sono i seguenti: I valori adottati per i coefficienti di sicurezza sono i seguenti: • Combinazione quasi permanente, generalmente impiegata per

gli effetti a lungo termine (SLE):

G₁ + G₂ + Σ ψ_2j · Q_kj

Il simbolo “+” nelle formule sopra riportate significa “combinato con”.

Nelle verifiche agli stati limite ultimi si distinguono lo stato limite di equilibrio come corpo rigido (EQU), lo stato limite di resistenza della struttura compresi gli elementi di fondazione (STR) e lo stato limite di resistenza del terreno (GEO). Nel presente tema sono stati adottati come coefficienti parziali delle azioni quelli rappresentanti lo stato (STR).

Fig. 54. Valori coefficienti di sicurezza

- Geometria travetto

H(mm) T(mm) s (mm) d(mm) c (mm) B(mm) b (mm)

300 250 50 270 30 500 120

A

Al fine della verifica, si studia una sezione del solaio di lunghezza pari all’interasse tra travetto e travetto, mentre come schema statico viene utilizzata l’approssimazione di trave continua su quattro appoggi (le travi).

Dimensionamento degli elementi strutturali

Solaio di copertura

Il predimensionamento e la verifica dei travetti è effettuata secondo la modalità plastica assumendo valide le ipotesi di:

- conservazione delle sezioni piane;

- perfetta aderenza tra acciaio e calcestruzzo; - calcestruzzo non reagente a trazione;

- crisi lato calcestruzzo compresso; - acciaio teso snervato.

Il predimensionamento delle armature in zona tesa e in zona compressa viene effettuato imponendo l’equilibrio alla rotazione della sezione; assunto come polo il baricentro delle armature tese:

MEd = MRd

dove MEd è il momento sollecitante di progetto in combinazione fondamentale e MRd è il momento resistente di progetto.

Fig. 56. Valori Geometria del travetto

Fonte: illustrazione propria

Fig. 57. Geometria del travetto

Fonte: illustrazione propria

Fig. 58. Schema statico trave

M_Rd > M_Ed Verificato Infine

y/d ≤ ε_cu/ε_yd+ε_cu 0,058 ≤ 0,653 Verificato

Il momento minimo si ha invece sull’appoggio 2, avendo caricato le prime due campate, e vale:

M_ed = -14,87 Procedendo y² - (2.5*d)y + M_ED/(0.32*B*fcd)=0 y = 43,456 C = T = 58863,67 A_smin = 150,43 A_S2Φ12= 226,19 y = A_S2Φ10 * f_yd/(B*(0.8*f_cd)) y = 65,34

Verifica agli stati limite ultimi (SLU) Verifica a rottura

Il momento massimo si ha nella prima campata, avendo caricato le due campate estreme e vale:

M_ed = 18,53

Procedendo con la verifica

y²-(2.5*d)y+M_ED/(0.32*B*f_cd)=0 y =12,387 C = T = 69912,61 A_smin = 178,67 A_S2Φ12= 226,19 y = A_S2Φ10*fyd/(B*(0.8*f_cd)) y = 15,68 C = 88510,96 M_RD = 23,34

V_{RD min} = 14,36

Per le verifiche deve risultare V_Rd ≥ V_Ed

V_Rdmin ≥ V_Ed

Risulta però essere V_Rdmin < V_Ed e la verifica non viene soddisfatta. In questo caso si interviene modificando la larghezza resistente della sezione, realizzando una fascia semipiena, anziché disporre realmente armatura a taglio. Realizzando una fascia semipiena, normalmente dell’ordine di poche decine di centimetri, al posto dei soli travetti, il taglio resistente V_Rd aumenta notevolmente ed è sufficientemente elevato affinché contrasti il taglio sollecitante, e la verifica venga ritenuta soddisfatta.

C = 88510,96 M_RD = 21,58 M_Rd > M_Ed Verificato Inoltre y/d ≤ ε_cu/ε_yd+ε_cu 0,242 ≤ 0,653 Verificato Verifica a taglio

La verifica si pone con: VRd ≥ VEd

dove VEd è il valore di calcolo dello sforzo di taglio agente, e VRd è la resistenza a taglio. Dal programma di calcolo il taglio massimo sollecitante, che si ha all’appoggio, ha come valore V_Ed = 18,53 kN.

Il taglio resistente vale V_RD = 18,74

A_sd = 226,1946711 y = 98,48 J_id = 138020274,13 σ_c ≤ 0.45 f_ck = 7,427 ≤ 11,21 Verificato Verifica di deformabilità k = 1,30 ρ’ = 0,00 ρ = 0,007 A_{s eff} = 226,19 A_{s calc} = 178,67 λ_AB = 20,57

Calcolata tramite il rapporto L/H = 6170/300 λ_MAX = 29,90,

Verifica agli stati limite di esercizio (SLE) Verifica alle tensioni di esercizio

- Combinazione caratteristica M_Ed = -11,54 A_sd = 226,1946711 y = 98,48 J_id = 138020274,13 σ_c ≤ 0.6 f_ck = 8,234 ≤ 14,94 σ_s ≤ 0.8 f_yk = 215,109 ≤ 360,00 Verificato

- Combinazione quasi permanente M_Ed = -10,41

Verifica sull’appoggio: - Combinazione frequente σ_s = 189,57 ε_{sm min} = 0,000542 ε_sm = 0,000697 Δs_max = 84,81 w_d = 0,06 ≤ w₃ = 0,4 Verificato

- Combinazione quasi permanente σ_s = 194,05 ε_{sm min} = 00,000554 ε_sm = 0,000718 Δs_max 84,81 w_d = 0,06 ≤ w₂ = 0,3 Verificato

Viene però considerato un valore di λ_MAX ridotto del 20% per le dimensioni del travetto: B=500 b=120, 3b < 500, come sancito dalla Circolare Ministeriale del 2009.

λ_MAX* = 23,91938087

λ_AB ≤ λ_MAX Verificata

Verifica di fessurazione

La verifica di fessurazione viene effettuata per: condizioni ambientali: ordinarie

combinazioni azioni: frequente w_d ≤ w₃ = 0,4 mm

quasi permanente w_d ≤ w₂ = 0,3 mm con w₂ e w₃ valutati per armatura poco sensibile.