Esempio di rinforzo di pilastri in acciaio esistenti

Un esempio di rinforzo di pilastri in acciaio esistenti non parte dalla scelta di una piastra o dalla saldatura di un profilo aggiuntivo. Parte da una domanda misurabile: quale capacità residua possiede oggi l’elemento e quale domanda strutturale dovrà sostenere domani? Per torri per telecomunicazioni, strutture di supporto per camini industriali e carpenterie installate in quota, una risposta approssimativa espone l’intera opera a rischi operativi, autorizzativi e manutentivi.

L’altezza non si improvvisa. Lo stesso vale per il rinforzo: ogni intervento deve essere fondato su rilievi, verifiche e dettagli costruttivi coerenti con la geometria reale della struttura, con i carichi applicati e con le condizioni di esercizio previste.

Un pilastro in acciaio può richiedere un intervento quando la struttura viene destinata a un impiego più gravoso, quando cambiano le azioni del vento o della neve considerate in origine, oppure quando vengono installati nuovi apparati, antenne, passerelle, condotti o componenti di processo. In altri casi, il problema deriva dalla corrosione localizzata, dalla perdita di spessore delle pareti, da urti accidentali, da deformazioni permanenti o dal degrado dei collegamenti.

La criticità non coincide sempre con una deformazione visibile. Un elemento apparentemente integro può risultare non verificato per instabilità, per resistenza insufficiente della sezione netta o per una base che non trasferisce più correttamente le sollecitazioni alla fondazione. Anche una modifica limitata, come l’aggiunta di una mensola o di un telaio secondario, può cambiare in modo sostanziale il diagramma delle azioni interne.

Per questo il rinforzo non va trattato come una riparazione standard. Può essere necessario aumentare la sezione resistente, ridurre la lunghezza libera d’inflessione, irrigidire un nodo o ripristinare la continuità di un collegamento. La soluzione dipende dal meccanismo di collasso individuato dalla verifica.

Si consideri un pilastro tubolare in acciaio installato come parte di una struttura di sostegno per un impianto industriale. Il montante, alto 8,20 metri tra i vincoli efficaci, è realizzato con un profilo tubolare quadro da 180 x 180 x 8 mm. Nel corso degli anni sono stati aggiunti elementi di supporto e apparecchiature che incrementano le azioni verticali e, soprattutto, il momento flettente trasmesso al pilastro durante gli eventi di vento.

Il sopralluogo rileva un consumo corrosivo non uniforme nelle zone esposte a ristagno e in prossimità della piastra di base. Le misure a ultrasuoni evidenziano spessori residui inferiori a quelli nominali in alcuni tratti. Il rilievo geometrico segnala inoltre una lieve fuori piombo, compatibile con le tolleranze di montaggio ma da includere nel modello di calcolo come imperfezione iniziale.

La verifica strutturale, svolta sulle combinazioni di carico previste dalla normativa applicabile e sui dati effettivi dell’opera, mostra che il pilastro è adeguato a compressione semplice ma non soddisfa completamente la verifica pressoflessionale nel tratto inferiore. Non è quindi corretto intervenire indiscriminatamente lungo tutta l’altezza: il rinforzo deve concentrarsi dove la sollecitazione e la perdita di sezione sono più sfavorevoli.

La soluzione: piastre longitudinali e irrigidimento della base

In questo esempio, l’intervento prevede l’applicazione di quattro piastre longitudinali in acciaio strutturale, disposte sui lati del tubolare per un’altezza di circa 2,50 metri a partire dalla base. Le piastre, dimensionate in base all’incremento di area e di inerzia necessario, lavorano in collaborazione con il profilo esistente e aumentano la capacità resistente del tratto critico.

La scelta tra saldatura e bullonatura non può essere decisa in astratto. La saldatura consente continuità e compattezza del dettaglio, ma richiede una procedura qualificata, personale abilitato, preparazione delle superfici e controlli adeguati. Inoltre, il calore introdotto deve essere valutato rispetto allo stato tensionale del montante e alla possibilità di lavorare in sicurezza in sito.

Nel caso considerato, le piastre vengono collegate con saldature d’angolo continue eseguite secondo una sequenza definita per limitare deformazioni e tensioni residue. Le estremità superiori delle piastre sono rastremate o chiuse con dettagli di transizione, così da evitare brusche discontinuità di rigidezza. Alla base, vengono aggiunti irrigidimenti collegati alla piastra esistente, mentre tirafondi, saldature e piastra di base sono oggetto di verifica separata.

Un errore ricorrente consiste nel potenziare il montante senza controllare il percorso completo dei carichi. Se il pilastro acquisisce maggiore capacità, le sollecitazioni possono concentrarsi nella piastra di base, nei bulloni di ancoraggio o nella fondazione. Il rinforzo è efficace soltanto se ogni componente della catena resistente è verificato.

La prima attività è un rilievo tecnico completo. Occorre identificare sezioni, spessori, qualità dell’acciaio se documentabile, dettagli dei nodi, stato della protezione superficiale, geometria dei vincoli e condizioni di accesso. Le fotografie sono utili, ma non sostituiscono misure dimensionali, controlli degli spessori e ispezioni ravvicinate delle aree critiche.

Segue la raccolta della documentazione disponibile: disegni costruttivi, relazioni di calcolo, certificati dei materiali, verbali di manutenzione, dati sui carichi aggiunti e precedenti interventi. Quando le informazioni sono incomplete, il progettista deve adottare ipotesi dichiarate e, se necessario, programmare indagini integrative. Dichiarare un’incertezza è più responsabile che mascherarla con un dettaglio sovradimensionato senza verifica.

Il modello strutturale deve rappresentare le azioni permanenti, variabili, ambientali e accidentali pertinenti al contesto. Per le infrastrutture esposte, il vento non è un dato secondario: quota, area esposta, configurazione degli elementi installati e condizioni locali incidono direttamente su sforzi assiali, tagli e momenti. Anche l’azione sismica, quando applicabile, richiede una lettura dell’insieme strutturale e dei collegamenti.

Definita la soluzione, si passa ai disegni esecutivi di officina e di montaggio. Devono riportare dimensioni delle piastre, qualità dell’acciaio, classe dei bulloni se presenti, preparazione dei lembi, tipologia e dimensione delle saldature, tolleranze, trattamento protettivo e controlli previsti. Ogni nodo deve essere leggibile senza interpretazioni di cantiere.

Aggiungere acciaio su una superficie degradata, senza preparazione e protezione corrette, trasferisce semplicemente il problema nel tempo. Prima del montaggio, le aree interessate devono essere pulite fino al grado di preparazione richiesto dal ciclo protettivo scelto. La rimozione di ossidi, vecchie pitture non aderenti e contaminanti è essenziale per garantire l’adesione del rivestimento.

Dopo le lavorazioni e i controlli sulle saldature, il sistema può essere ripristinato con ciclo di verniciatura idoneo alla classe di corrosività dell’ambiente. Quando compatibile con geometrie, logistica e dimensioni dell’elemento, la zincatura a caldo offre una protezione durevole; negli interventi su strutture già installate, è più frequente operare con cicli vernicianti applicati in sito. La scelta dipende dall’esposizione, dalla manutenzione prevista e dalla possibilità di trattare correttamente bordi, giunti e zone di difficile accesso.

Particolare attenzione va riservata alle fessure che possono trattenere acqua e ai dettagli che favoriscono il ristagno. Una piastra ben calcolata ma mal sigillata o non protetta può diventare il punto da cui riparte il degrado.

Al termine dell’intervento, la struttura deve disporre di una documentazione coerente con quanto eseguito: elaborati aggiornati, certificati dei materiali impiegati, qualifiche delle procedure di saldatura quando previste, rapporti dei controlli, dichiarazioni sulle lavorazioni e relazione di verifica. Per gli interventi soggetti a deposito o autorizzazione sismica, le pratiche devono essere gestite secondo gli obblighi applicabili nel luogo di realizzazione.

La verifica finale non è un passaggio amministrativo. È il documento che collega il rilievo iniziale, le ipotesi di calcolo, i materiali realmente forniti e la posa effettiva. In BMB Srl, progettazione, carpenteria, montaggio e verifica vengono coordinati come un unico processo, perché un dettaglio corretto in officina deve restare corretto anche una volta installato in quota.

Un rinforzo ben eseguito non si riconosce solo dalla quantità di acciaio aggiunto. Si riconosce dalla continuità del percorso dei carichi, dalla precisione dei collegamenti, dalla protezione delle superfici e dalla documentazione che ne attesta la capacità. È così che un pilastro esistente torna a sostenere il proprio compito per gli anni che seguono.