Informazioni sul progetto
Il progetto ha riguardato l'adeguamento di una torre d'antenna reticolare in acciaio, alta circa 39 metri, che fa parte di una stazione radio base per telecomunicazioni a Gizdavac, nella contea di Spalato-Dalmazia, per Hrvatski Telekom d.d. Durante i lavori di scavo è emerso che la fondazione in calcestruzzo esistente era molto meno profonda del previsto e che lo stato e l'aderenza degli ancoranti originali non potevano essere verificati in modo affidabile. Questa scoperta ha invalidato l'approccio progettuale iniziale, che prevedeva l'ampliamento della fondazione e l'attivazione a trazione degli ancoranti esistenti.
La struttura è costituita da una torre reticolare in acciaio S355, progettata in conformità alla EN 1090-2, classe di esecuzione EXC3.
Per mantenere la torre ed evitare estesi lavori di sostituzione, il concetto strutturale è stato rivisto. Nel modello globale la fondazione esistente è stata trattata come un appoggio resistente solo a compressione, mentre tutte le reazioni di trazione sono state reindirizzate verso un nuovo segmento di fondazione, realizzato tramite un adattatore in acciaio posto sopra la fondazione. Questo approccio ha ridotto al minimo gli interventi entro i limiti ristretti del sito e ha consentito alla torre di rimanere operativa durante la maggior parte del processo di adeguamento, isolando l'incertezza strutturale in elementi di nuova progettazione e verificabili.
Sfide ingegneristiche
La sfida principale era la capacità a trazione non affidabile della fondazione e degli ancoranti esistenti, che non è stato possibile confermare con le indagini. Inoltre, l'ingombro disponibile per qualsiasi nuova fondazione era fortemente limitato dai confini di proprietà, dagli impianti esistenti e dai corridoi di protezione. La distribuzione asimmetrica di antenne e apparecchiature lungo l'altezza della torre generava eccentricità ed effetti torsionali significativi, aumentando le reazioni di trazione sui singoli appoggi.
La progettazione strutturale è stata eseguita in conformità alla EN 1990 e alla EN 1991, con particolare attenzione alla EN 1991-1-4 per l'azione del vento. Le condizioni di carico comprendevano carichi permanenti, variabili e di montaggio, con combinazioni dimensionanti definite per individuare le massime reazioni di trazione alla base della torre.
A livello locale, l'adattatore in acciaio posto sopra la fondazione, realizzato con un profilo HEB550, ha richiesto un'attenta verifica della stabilità dell'anima e delle ali. Il sistema di ancoraggio doveva essere progettato all'interno di un blocco di calcestruzzo stretto, rendendo critiche le distanze dai bordi, gli effetti di gruppo e l'interazione con l'armatura.
Sono stati considerati tutti i meccanismi di rottura dell'ancoraggio rilevanti, tra cui la rottura a cono di calcestruzzo, la rottura per sfilamento, l'estrazione dell'ancorante, la rottura a taglio e la rottura dell'acciaio, insieme agli effetti di gruppo e al contributo dell'armatura.
Soluzione e risultati
Il concetto strutturale rivisto ha separato l'incertezza dagli elementi controllabili. Nel modello FEM globale la vecchia fondazione è stata definita resistente solo a compressione, eliminando la dipendenza dalla sua resistenza a trazione. Le forze di trazione sono state trasferite tramite un adattatore in acciaio HEB550, con irrigidimenti localmente ottimizzati, a una nuova zona di fondazione in calcestruzzo, ancorata mediante ancoranti annegati nel getto.
IDEA StatiCa Connection è stato utilizzato per modellare e verificare la sottostruttura sopra la fondazione. Il software ha consentito una valutazione dettagliata dei giunti bullonati, degli effetti di leva, dell'azione combinata di taglio e trazione nei bulloni e della stabilità locale del profilo HEB550. La modifica iterativa della geometria e della posizione degli irrigidimenti ha ridotto le tensioni di picco e garantito un flusso di forze razionale, ottenendo un dettaglio di facile esecuzione.
IDEA StatiCa Detail 3D è stato applicato alla progettazione dei gruppi di ancoranti annegati nella nuova fondazione. Tutti i meccanismi di rottura rilevanti sono stati verificati in conformità alla EN 1992-4, considerando pienamente gli effetti di gruppo e il calcestruzzo fessurato. Un vantaggio decisivo è stato l'inclusione esplicita del contributo dell'armatura nella zona di ancoraggio, che ha permesso di ottenere una resistenza sufficiente nonostante le dimensioni ridotte della fondazione e le profondità di ancoraggio limitate.
Allo Stato Limite Ultimo (SLU) sono state verificate le resistenze degli elementi in acciaio, del calcestruzzo e degli ancoranti. Allo Stato Limite di Esercizio (SLE) sono stati valutati gli spostamenti della torre, le rotazioni alla base e l'impatto sulle apparecchiature installate, compresi gli effetti torsionali dovuti alla distribuzione asimmetrica delle antenne.
La soluzione finale ha soddisfatto tutti i requisiti degli stati limite ultimi e di esercizio. Gli spostamenti della torre e le rotazioni alla base sono rimasti entro limiti accettabili, gli effetti torsionali sono stati gestiti in modo efficace e l'esecuzione è stata completata all'interno del sito ristretto senza opere provvisionali rilevanti. Rispetto ad alternative come la sostituzione completa della fondazione o i micropali, il concetto adottato ha ridotto il rischio, la durata e il costo della costruzione, mantenendo trasparenza e tracciabilità nella progettazione.
Sono state valutate soluzioni alternative, tra cui la sostituzione completa della fondazione, i micropali e le strategie di riancoraggio, ma sono state scartate a causa della maggiore complessità costruttiva, delle interruzioni di servizio più lunghe e della maggiore incertezza geotecnica.
Conclusione
Ridefinendo il concetto di appoggio e trasferendo le forze di trazione a una sottostruttura di nuova progettazione posta sopra la fondazione, l'adeguamento della torre d'antenna di Gizdavac è stato completato con successo, senza fare affidamento sulla capacità incerta della fondazione esistente. L'uso combinato delle applicazioni Connection e Detail ha consentito una verifica precisa di giunti, irrigidimenti e gruppi di ancoranti annegati, compresa l'interazione con l'armatura. Il risultato è una soluzione verificabile e realizzabile, adatta a rigidi vincoli di spazio e a requisiti di funzionamento continuo, che dimostra come un'analisi digitale mirata possa ridurre in modo significativo il rischio strutturale nei progetti di adeguamento.
Informazioni su DI PLAN d.o.o.
DI PLAN d.o.o. è una società croata di ingegneria strutturale specializzata nell'analisi e nella progettazione di strutture in acciaio e calcestruzzo, con particolare attenzione all'adeguamento, al potenziamento e ai sistemi portanti complessi. L'azienda combina una modellazione numerica avanzata con una solida conoscenza pratica della costruzione, offrendo soluzioni tecnicamente solide, trasparenti e adatte alle reali condizioni di cantiere. Grazie all'uso costante di strumenti moderni come IDEA StatiCa, DI PLAN d.o.o. supporta i clienti nella realizzazione di strutture sicure, efficienti ed economicamente razionali in progetti di infrastrutture e telecomunicazioni.
