L’ARCHITETTURA DELL’ACCIAIO

Prof.re G.Prete

Le prime architetture in acciaio vengono realizzate sul finire del 1700, con l’inizio della rivoluzione industriale. Queste riguardano inizialmente la costruzione di ponti in acciaio e in ghisa. Fra i più noti sono da ricordare il primo ponte in acciaio costruito sul Severn a Coalbrookdale da John Wilkinson tra il 1775 e il 1778. Il ponte pur dovendo sopportare carichi molto bassi venne realizzato con una struttura portante in ferro, con un’unica arcata avente una luce di oltre 30 metri e costituita da cinque elementi ciascuno dei quali accoppiato ad altri elementi in ferro. A questo ne seguirono altri quali il Ponte Wear a Sunderland o ancora il Ponte sull’Avon a Bristol, il primo ponte sospeso. Non è ancora possibile parlare di acciaio in quanto non si era in grado di produrlo. Lo sviluppo della ferrovia è un altro punto che favorisce lo sviluppo delle strutture in “acciaio”, in quanto costruire ponti in pietra non sarebbe stato economico. Questo fattore economico spinge alcuni gruppi di architetti ad adottare l’acciaio anche nelle opere edili, specialmente se combinato al vetro, la cui tecnologia andava sempre perfezionandosi (Scuola di Chicago).

A Londra in occasione della prima Esposizione Universale del 1851, viene realizzato il Cristal Palace ad opera di J.Paxton, un abile costruttore di serre, che progetta e costruisce l’opera, adottando una struttura portante in tubolari di ghisa che fungono oltre che da telaio per le lastre in vetro, anche da discendenti per la raccolta delle acque di condensazione e piovane. La novità stava nel fatto che l’intero edifico era completamente prefabbricato, ovvero con la possibilità di essere montato e smontato in pochissimo tempo e dalla possibilità di reimpiego dei materiali usati. L’edifico purtroppo è andato distrutto in un terribile incendio che lo distrusse completamente, resta comunque la possibilità della prefabbricazione.

A Parigi in occasione dell’Esposizione Universale del 1889, vengono realizzate le prime vere strutture in acciaio, che possono essere considerate il simbolo tecnologico delle costruzioni in acciaio. L’architetto Duter realizza la Galleria delle Macchine, un enorme padiglione con struttura in acciaio ad archi a tre cerniere. L’intera copertura è realizzata con lastre in vetro colorate. Duter aveva pensato anche a due ponti mobili che scorrono a mezza altezza per poter esporre i prodotti. L’altra grande opera realizzata in occasione dell’esposizione di Parigi è rappresentata dalla Torre Eiffel , realizzata da Gustave Eiffel con una altezza di 330 metri. Questa è un opera rivoluzionaria in quanto la struttura portante in acciaio è tenuta assieme mediante bullonature.

L’evoluzione delle strutture in acciaio è accompagnata da uno sviluppo parallelo di altri fattori come la tecnica della saldatura e della bullonatura degli elementi in acciaio che sostituì la chiodatura. A questo c’è da aggiungersi il perfezionamento dei processi di calcolo e il moltiplicarsi delle tecnologie strutturali a disposizione dei progettisti. Non minore l’apporto portato dall’abbinamento del cls con l’acciaio ( tecnica che verrà messa a punto solo successivamente).

Oggi si tende ad estremizzare questa tecnologia, rendendo sempre più resistenti le strutture in acciaio sia alla corrosione che alla resistenza al fuoco. Sta prendendo piede l’uso di nuovi materiali, come gli acciai inox e le leghe leggere (alluminio), che hanno una resistenza pari all’acciaio, ma sono molto più leggeri. Un esempio  è rappresentato dal Louvre di Parigi in vetro e alluminio e le cupole geodetiche, con struttura reticolare estradossata e copertura in teflon.

Dopo aver fatto questa breve ma necessaria premessa storica, analizziamo ora quali sono le caratteristiche principali dell’acciaio. Innanzitutto le strutture in acciaio hanno un buon rapporto tra peso e resistenza, che si esprime in termini pratici ed economici. Infatti l’irrisorietà del peso passivo strutturale che l’acciaio ha, riduce notevolmente le sezioni resistenti ed i pesi propri che la struttura deve sopportare, con una minore incidenza strutturale ed economica delle fondazioni.

Una seconda caratteristica è data dalla omogeneità della massa, dal comportamento elastico uniforme sino allo snervamento, alla spiccata duttilità, all’assenza dei fenomeni degenerativi, alla possibilità di realizzare in modo perfetto i nodi di vincolo previsti dal progettista. Possiamo dunque riassumere i principali pregi dell’acciaio:

q                Economicità nei costi e nel tempo, con i progressi tecnologici in campo siderurgico, si è potuto arrivare a costi molto bassi. La facilità e la rapidità di montaggio riducono notevolmente i tempi di esecuzioni. Minor volume strutturale con possibilità di grandi superfici libere.

q                Flessibilità e versatilità di impiego, ovvero la possibilità di poter adattare l’acciaio con strutture di natura diversa. La possibilità del reimpiego del materiale utilizzato.

q                Garanzia di sicurezza e qualità, esiste un a certificazione di qualità prevista per legge.

q                Compatibilità e salvaguardia dell’ambiente, la sua produzione non produce un mutamento del sistema ambientale con un inquinamento contenuto.

q                Prestigio e bellezza estetica, ovvero dalla possibilità di lasciare a vista gli elementi in acciaio.

q                Prestazioni meccaniche elevate, la possibilità di realizzare strutture antisismiche, dato che l’acciaio dissipa facilmente l’energia meccanica prodotta dal sisma.

L’acciaio può essere impiegato in diversi settori tipologici, visto appunto le sue caratteristiche intrinseche:

q      Recupero e restauro architettonico

q      Realizzazione di edifici antisismici nuovi o loro adeguamento

q      Costruzioni di tipo speciale

q      Grandi coperture con grandi superfici libere con sistemi reticolari spaziali oppure con tensostrutture

q      Ponti stradali e ferroviari

q      Ecc…

Da quanto visto le opere in acciaio occupano tutti i campi di applicazione, che vanno:

q      L’edilizia civile, residenziale, industriale, terziario

q      Sport, spettacolo, attività speciali

q      Grandi infrastrutture urbane ed extraurbane ( ponti sopraelevate stazioni…)

Con l’acciaio si possono inoltre realizzare :

q      Coperture reticolari spaziali, grigliati a doppio strato, sistemi a falde piane interconnesse, gusci reticolari spaziali ad imitazione delle volte

q      Tensostrutture