Analisi strutturale di una struttura ospedaliera multipiano in acciaio in zona sismica

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TIPOLOGIA EDILIZIA 
La struttura scelta come caso studio per la progettazione strutturale in acciaio 
sismo resistente  è una struttura sanitaria di tipo ospedaliero da collocare nel 
territorio di Bergamo. Questo perché in questo modo lo studio sarà ipostato su una 
struttura con vita utile di 50 anni, prevedendo in questo modo una durata limitata, 
poiché una struttura sanitaria deve essere mantenuta tecnologicamente al passo 
con i tempi, offrendo sempre la massima scienza tecnologica disponibile.  
La struttura oggetto di studio sarà impostata su una tipologia tipica di edificio 
sanitario, evitando di entrare in dettaglio per quanto riguarda la scelta 
architettonica del progetto, ma concentrandosi sulla scelta di una tipologia 
strutturale ottimale per una risposta alle sollecitazioni sismiche, presentando 
quindi una regolarità strutturale perfetta, sia in pianta che in elevazione, quindi 
una risposta omogenea alle spinte orizzontali. 
 
TIPOLOGIE EDILIZIE SANITARIE DI ULTIMA GENERAZIONE  
In prima fase si è proceduto all’analisi di progetti realizzati relativi a strutture 
ospedaliere di ultima generazione, che sviluppano concretamente le ricerche di 
nuove indicazioni progettuali, dalle quali è stato possibile trarre indicazioni sulle 
possibilità di sintesi tra le tecnologie dell’edilizia sanitaria contemporanea e la 
qualità strutturale ed architettonica del costruito. 
 
CERBA, Centro europeo di ricerca biomedica avanzata, Milano, Italia 
Il progetto per il CERBA costituisce l’ampliamento dell’istituto europeo di 
oncologia, all’interno del parco agricolo sud di Milano in un’area di 62 ettari.          
La pianificazione proposta dallo studio Boeri prevede una cintura verde nella zona 
sud di Milano, in cui si svilupperanno un insieme di edifici di quattro piani fuori 
terra collegati tra loro attraverso una piastra comune e sotterranea che
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razionalizza i percorsi, oltre che da una torre dove sono collocati i laboratori di 
ricerca universitaria.  
Gli edifici bassi sono caratterizzati da colorazioni differenti e da una alta flessibilità 
funzionale, in riferimento alle esigenze clinico – scientifiche; tali edifici pluriplano 
presentarono una tipica pianta a corte centrale, ed al loro interno sono localizzate 
tutte le attività diagnostiche e tutte le degenze, prevedendo massimo 150 pazienti 
per edificio. 
  
Figura 1.6 CERBA, Milano 
L’edificio a torre è destinato alle attività didattiche e di ricerca universitaria ed è 
l’unica struttura che si eleva oltre i quattro livelli.                
Al di sotto dei fabbricati una grande piastra interrata comune che unifica i diversi 
edifici, disposti in maniera ordinata. Sono tutti basati su un concetto di flessibilità 
funzionale e garantiscono il concetto di umanizzazione degli ambienti, assicurando 
massima illuminazione naturale. Costruire uno spazio così ampio permette 
facilmente di studiare ampliamenti delle strutture, così come realizzare edifici tutti 
uguali permette una riconversione delle funzioni in base alle esigenze. Mettere in 
comune i diversi edifici attraverso una piattaforma comune consente di mantenere 
alta la qualità, con bassi i costi di gestione
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Martini Hospital, Groningen, Olanda 
Il Martini Hospital rappresenta  la concretizzazione di un lungo ed articolato studio 
sulla flessibilità, che ha coinvolto tutti gli stadi della progettazione, dalla 
programmazione dell’intervento al progetto esecutivo e impiantistico. 
La caratteristica peculiare di questo progetto è la sua completa smontabilità. La 
struttura è prefabbricata, costituita da un telaio in calcestruzzo armato con 
interasse di 7,2 m, in grado di permettere una sopraelevazione futura fino ad 
ulteriori sei piani e, quindi, un possibile ampliamento. 
 
Figura 1.7 Martini Hospital, Groningen 
Il sistema ospedaliero è in grado di accrescere quasi a dismisura la propria 
superficie attraverso elementi modulari; questo sistema garantisce lo sviluppo 
dell’ospedale in maniera tale da poter creare previsioni che si spingono fino al 
2048, quando terminerà il ciclo di vita utile della struttura. Questo anche perché la 
possibilità di modificare facilmente gli impianti, pensati inseriti in dei grandi 
cavedi centrali, e gli ambienti, in cui una sottostruttura ogni 90 cm permette la 
sostituzione degli arredi, garantisce la possibilità di seguire la tecnologia in base 
alla propria evoluzione.
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Ospedale universitario Bretonneau, Tours, Francia 
L’ospedale è la realizzazione di un ampliamento e miglioramento dell’esistente 
ospedale di Tours. Il progetto prevede di migliorare l’accoglienza dei pazienti,  le  
condizioni di lavoro del personale e l’organizzazione funzionale della struttura. 
Il progetto di riqualificazione ha previsto la realizzazione di una nuova hall di 
accoglienza, assolvendo al ruolo di rappresentatività sociale e di riconoscibilità dei 
luoghi. L’organizzazione delle unità di degenza consiste quindi nel 
raggruppamento degli spazi comuni nella parte centrale e del collocamento 
periferico delle unità di degenza, in modo tale da poter eventualmente 
implementare gli spazi in futuro. In questo modo vengono implementati gli spazi e 
ridotti i percorsi.  
 
Il sistema ospedaliero composto da più edifici è stato collegato tramite passerelle 
poste al primo piano per favorire le connessioni funzionali e veloci ascensori che 
garantiscono rapidi spostamenti interni.  Una particolare attenzione è stata posta 
anche al disegno dei patii, di dimensione e trama regolare che ripropongono la 
dimensione storica e culturale del paesaggio della Valle della Loira.
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Hospital general del Mar, Barcellona, Spagna 
Il progetto per l’Hospital del Mar prevede la creazione di una macroarea da 
occupare completamente attraverso delle connessioni e delle relazioni. Nel 
progetto la struttura presenta un edificio lineare sul Paseo Maritimo di soli 2 piani, 
localizza al piano terra le diverse attività commerciali e la galleria di accesso 
all’ingresso principale, mentre al primo piano si trovano tutti gli studi medici per le 
consultazioni esterne. Nel monoblocco di 13 piani e nei padiglioni separati si 
trovano le sale operatorie ed i servizi specialistici di reparto.  
 
Il sistema strutturale dell’ospedale prevede lo scheletro principale in acciaio, 
completamente riciclabile ed in grado di garantire facili modifiche dell’assetto e dei 
layout distributivi, permettendo di affrontare valutazioni per il futuro su differenti 
riconversioni e riciclo di materiali tanto da creare progetti che si spostano nel 
futuro, dilatando generosamente il Life Cycle Design. Inoltre l’utilizzo di 
controsoffittature permette facili modifiche degli impianti e semplice 
ispezionabilità.
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INDICAZIONI PROGETTUALI 
Le ultime tendenze in materia di progettazione sanitaria tendono alla flessibilità 
strutturale. Ovvero privilegiare l’aspetto di genericità consentendo una maggiore 
capacità di adattamento alle trasformazioni future che si basa sul presupposto che 
una maggiore specializzazione si traduce in una più rapida obsolescenza. Si tende, 
quindi, a predisporre il progetto su una griglia strutturale capace di assorbire una 
diversa organizzazione degli ambienti. 
In dettaglio, nel 2001 il Ministero della Sanità ha divulgato uno studio 
sperimentale, relativo ad un sistema organizzativo e distributivo relativo alle 
finalità che devono caratterizzare un ospedale contemporaneo. Il risultato fu una 
collaborazione tra l’ex ministro della sanità Umberto Veronesi e l’architetto Renzo 
Piano. 
La ricerca verteva sulla descrizione di caratteri sociali e prestazionali che deve 
preporre oggi un ospedale. Tutto partiva dall’individuazione di un metaprogetto 
tipologico – distributivo che derivava dai vari dibattiti avuti in quegli anni relativi al 
tema della sanità. L’ospedale compie nei confronti della società una missione 
importante dato che si occupa di diagnosi prevenzione e cure. Ricopre il luogo 
centrale della rete sanitaria ed è il nodo principale del sistema dei servizi sanitari e 
assistenziali territoriali. Lo studio elaborato individua così dieci principi 
informatori e di indirizzo quali obiettivi e requisiti da considerare in fase 
progettuale, che vengono elencati in breve: 
 Umanizzazione: ogni aspetto della struttura deve essere pensato al fine 
di ottenere il completo benessere fisico, sociale e psicologico del paziente.  
 Urbanità:  l’ospedale deve essere il più possibile accessibile e 
fruibile e diventare parte integrante della quotidianità con zone e servizi 
accessibili al pubblico. 
 Socialità:  l’ospedale deve integrarsi socialmente e culturalmente 
con l’ambiente che lo circonda, prevedendo spazi pubblici in cui saranno 
previste attività socioculturali, ricettive e di intrattenimento.
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 Organizzazione: è di fondamentale importanza l’efficacia, l’efficienza e il 
benessere percepito; a livello progettuale devono essere previsti spazi per 
studi medici, sale riunioni e per il confronto tra le diverse specialità. 
 Interattività: l’inserimento della struttura in una complessa rete di 
servizi sanitari, operando sinergicamente con le altre strutture territoriali; 
questo è possibile attraverso i diversi sistemi informatici moderni. 
 Appropriatezza: l’ospedale ad alto contenuto tecnologico e assistenziale 
deve fornire prestazioni mirate e specifiche in funzione  delle reali esigenze 
del paziente. Per tale motivo deve essere dimensionato in funzione dei 
servizi erogati. 
 Affidabilità:  l’ospedale dovrà avere in esso tutte le tecnologie più 
affidabili per quanto riguarda gli impianti, l’ambiente e l’igiene per 
garantire tutela e sicurezza per il paziente. 
 Innovazione: data la continua evoluzione, l’ospedale dovrà avere una 
struttura flessibile e adattabile sia in fase di progetto che 
nell’organizzazione. Le continue innovazioni terapeutiche ed impiantistiche 
si devono integrare facilmente con essa.  
 Ricerca:  si devono realizzare spazi adeguatamente equipaggiati 
ed informatizzati, al fine di favorire le attività di studio interne e confronti 
con le strutture di ricerca esterne.  
 Formazione:  l’ospedale deve essere considerato luogo di formazione 
ed educazione sanitaria per garantire un’elevata efficienza sanitaria. 
Pertanto la necessità di avere un luogo molto flessibile deriva dall’elevata velocità 
del rinnovamento delle cure e dalle esigenze sempre più alte dei pazienti oltre che 
dalle elevate attenzioni che si riserveranno nei confronti della sicurezza, dell’igiene 
e dell’ambiente. 
Dal punto di vista strutturale, le ultime tendenze protendono verso un aspetto di 
genericità che vuol dire consentire una maggiore capacità di adattamento alle 
trasformazioni future che si basa sul presupposto che una maggiore 
specializzazione si traduce in una più rapida obsolescenza. Si tende allora a
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predisporre il progetto su una griglia strutturale capace di assorbire una diversa 
organizzazione degli ambienti.  
Quindi questo si interpreta con delle scelte oculate in fase di progetto che 
permettano una migliore godibilità degli spazi creati: 
 Scelta tipologica strutturale adeguata: favorire la tipologia strutturale in 
calcestruzzo armato prefabbricato o in acciaio che permettono il loro 
riutilizzo o la possibilità di essere smontante e montate in base alle 
esigenze. 
 
 Scelta di una maglia strutturale regolare:  recenti studi hanno proposto una 
maglia strutturale che  preveda la misura di base di 7,50 m, in senso 
longitudinale e di 6,70 – 5,80 m in senso trasversale, perché ritenute più 
comode e più adeguate alla realizzazione delle stanze di degenza, 
consentendo inoltre una più facile gestione dei passaggi dei moderni letti su 
ruote. 
 
 Predisposizione di solai de forabili:  ovvero la predisposizione 
di solai bidirezionali o in lamiera collaborante, che permettono una più 
semplice gestione della formabilità. Questo permette di non compromettere 
la struttura anche nel caso che le forature non siano previste in fase 
progettuale, lasciando inoltre completa libertà. 
 
 Altezze interne adeguate:   nelle zone di degenza il piano utile 
netto deve essere alto 3,00 m, inoltre bisogna prevedere uno spazio utile da 
aggiungere di 0,60 m almeno, che permetta l’inserimento degli impianti nel 
vuoto lasciato dalla controsoffittatura, permettendo così anche una più 
semplice ispezionabilità.