L'innovazione tecnologica nei materiali e nei componenti strutturali degli edifici

In the field of structural materials, scientific research and technological innovation processes are fundamentally oriented towards the objectives of ensuring increasingly better performance responses in relation to three phases of the building process: in the design phase, during construction (construction site phase), in operation (during the life of the building construction). In the design phase, the objectives are basically those of guaranteeing ever greater design flexibility; the possibility of creating ever-increasing lights, or structural spans to increase the bearing capacity and therefore reduce the size of the structural elements. During construction, the objectives of a reduction in construction times, a reduced footprint of the construction site, a sustainable use of natural resources are important. In operation, the objectives of durability, resistance to fatigue, mechanical safety and stability, safety in case of fire are priority objectives. Currently, technological innovation is determining important results in achieving these objectives: innovative concretes can overcome the traditional limits of durability, extending the life of the works well beyond the times accepted up to now; innovative steels make it possible to create increasingly complex structures, with ever larger dimensions with the same sections of the structural elements innovative brick components make it possible to construct buildings characterized by excellent responses to the earthquake and to adapt the seismic response of pre-existing buildings, especially those made of masonry. The text aims to address this issue, illustrating the results of a specific research on innovative structural materials and highlighting, for the different materials that can be used in the structural field, such as concrete, steel, wood and brick, basically, but also plastics and glass, the new levels of performance currently attainable.

Nell’ambito dei materiali strutturali, la ricerca scientifica e i processi di innovazione tecnologica si muovono orientati fondamentalmente dagli obiettivi di assicurare risposte prestazionali sempre migliori in rapporto a tre fasi del processo edilizio: nella fase di progetto, durante la costruzione (fase di cantiere), in esercizio (durante la vita in opera del manufatto edilizio). Nella fase di progetto, gli obiettivi fondamentalmente sono quelli di garantire una sempre maggiore flessibilità progettuale; della possibilità di realizzare luci, ovvero campate strutturali, sempre maggiori; di aumentare le capacità portanti e quindi ridurre le dimensioni degli elementi strutturali. Durante la costruzione, sono importanti gli obiettivi della contrazione dei tempi di costruzione, di ingombro ridotto del cantiere, di uso sostenibile delle risorse naturali. In esercizio, risultano prioritari obiettivi di durabilità, di resistenza alla fatica, di sicurezza meccanica e stabilità, di sicurezza in caso di incendio. Attualmente, l’innovazione tecnologica sta determinando importanti risultati nel raggiungimento di questi obiettivi: innovativi calcestruzzi possono superare i tradizionali limiti di durabilità, estendendo la vita delle opere ben oltre i tempi fino a oggi accettati; innovativi acciai consentono di realizzare strutture sempre più complesse, con dimensioni sempre più ampie a parità di sezioni degli elementi strutturali; innovativi componenti in laterizio consentono di costruire edifici caratterizzati da ottime risposte al sisma e di adeguare la risposta sismica degli edifici preesistenti, soprattutto quelli realizzati in muratura. Il testo di propone di affrontare questa tematica, illustrando i risultati di una specifica ricerca sui materiali strutturali innovativi e mettendo in evidenza, per i differenti materiali utilizzabili in ambito strutturale, quali il calcestruzzo, l’acciaio, il legno e il laterizio fondamentalmente, ma anche le materie plastiche e il vetro, i nuovi livelli prestazionali attualmente raggiungibili.