Strutture portanti edifici: materiali tradizionali e soluzioni innovative

(Adnkronos) - Considerabile alla stregua dello scheletro per l’essere umano, la struttura portante è fondamentale per sostenere un edificio e garantirne stabilità, resistenza e sicurezza. La struttura portante si compone di una serie di elementi come fondazioni, pilastri, travi, solai, muri portanti, che servono a supportare i carichi agenti, prima di tutto il peso stesso dell’edificio. Inoltre, ha la funzione di distribuire la forza e la pressione generate da elementi esterni quali vento, scosse di terremoto, azioni accidentali e altri carichi. Esistono diverse tipologie di struttura portante - a pareti portanti, a telaio, mista - che, a seconda dei casi, possono essere realizzate in cemento armato, muratura, acciaio, pannelli prefabbricati multistrato. A livello di materiali, uno dei più utilizzati per le strutture degli edifici è la muratura realizzata in mattoni di argilla, laterizi o blocchi di pietra o cemento, uniti da leganti come la malta. La struttura in muratura portante è particolarmente resistente agli agenti atmosferici e al fuoco, ma può essere limitata in termini di flessibilità progettuale e resistenza sismica. Un’altra tipologia molto utilizzata è la struttura portante in cemento armato spesso combinato all’acciaio per realizzare strutture a telaio particolarmente resistente alla compressione e alla trazione, assicurando stabilità e sicurezza dell’edificio. Nell’architettura contemporanea vengono anche utilizzate strutture portanti in acciaio, materiale che, oltre a doti di resistenza meccanica e leggerezza, permette un’elevata flessibilità progettuale, anche se è necessario adottare soluzioni anticorrosione per garantire la durata del materiale nel tempo. Una scelta sostenibile è quella della struttura portante in legno, materiale naturale che offre una buona resistenza alla compressione e alla trazione, oltre a doti di leggerezza e facilità di lavorazione. Il legno necessita però di particolari trattamenti per aumentare la resistenza all’umidità e al fuoco. Oltre ai materiali più tradizionali di cui sopra, per realizzare le strutture portanti, negli anni recenti, si sono fatte strada nuove soluzioni tecnologiche. Ad esempio, nel campo dei materiali prefabbricati la possibilità di realizzare con tecniche di precisione i singoli elementi – travi, pilastri, pannelli – in un altro luogo rispetto alla costruzione, per poi essere trasportati e assemblati sul sito, permette di ridurre i costi di produzione, accelerare il processo di costruzione, diminuire gli sprechi e garantire un elevato controllo della qualità di ogni componente. Un’altra soluzione innovativa riguarda i materiali compositi rinforzati che, ad esempio, combinano fibre di vetro o di carbonio con resine polimeriche, ideali per realizzare strutture portanti leggere e ad elevata resistenza. In fatto di copertura di aree pubbliche, stadi, zone ricreative, una scelta leggera e flessibile è rappresentata dalle strutture portanti a membrana tensostatica in materiali come poliestere o PTFE che vengono opportunamente tesi tra pilastri e travi. Negli ultimi anni si è anche cominciato a produrre strutture portanti con il metodo della stampa 3D, un sistema che permette di progettare forme particolarmente complesse e su misura, utilizzando cemento o altri materiali riducendo i tempi di costruzione e ottimizzando le risorse. Infine, tra le soluzioni più innovative vi sono le strutture realizzate con materiali a memoria di forma, che hanno la capacità di ritornare nella forma originaria dopo sollecitazione, come, ad esempio, le leghe di nichel-titanio. In tal modo si possono creare strutture che si auto adattano alle condizioni ambientali o che si auto riparano.