3.5.1 Classificazione degli interventi
Si individuano le seguenti categorie di intervento:1) interventi di riparazione o locali: interventi che interessino singoli elementi strutturali e che, comunque, non riducono le condizioni di sicurezza preesistenti;
2) interventi di miglioramento: interventi atti ad aumentare la sicurezza strutturale preesistente, senza necessariamente raggiungere i livelli di sicurezza fissati dalle norme; 3) interventi di adeguamento: interventi atti ad aumentare la sicurezza strutturale preesistente,
conseguendo i livelli di sicurezza fissati dalle norme.
Solo gli interventi di miglioramento ed adeguamento sono sottoposti a collaudo statico.
3.5.1.1 Riparazione o intervento locale
Gli interventi di questo tipo riguardano singole parti e/o elementi della struttura.
Essi non debbono cambiare significativamente il comportamento globale della costruzione e sono volti a conseguire una o più delle seguenti finalità:
• ripristinare, rispetto alla configurazione precedente al danno, le caratteristiche iniziali di elementi o parti danneggiate;
• ripristinare, rinforzare o sostituire elementi strutturali o parti di essi non adeguati alla funzione che devono svolgere (travi, coperture, impalcati, pilastri, pannelli murari); • impedire meccanismi di collasso locale;
• modificare un elemento o una porzione limitata della struttura.
34
Il progetto e la valutazione della sicurezza possono essere riferiti alle sole parti e/o elementi interessati, documentando le carenze strutturali riscontrate e dimostrando che, rispetto alla configurazione precedente al danno, al degrado o alla variante, non vengano prodotte sostanziali modifiche al comportamento delle altre parti e della struttura nel suo insieme e che gli interventi non comportino una riduzione dei livelli di sicurezza preesistenti, valutando anzi l’incremento del livello di sicurezza locale. La modifica di una parte limitata della struttura (ad esempio l’apertura di un vano in una parete, accompagnata da opportuni rinforzi) può rientrare in questa categoria, a condizione che si dimostri che l’insieme degli interventi non modifichi significativamente rigidezza, resistenza nei confronti delle azioni orizzontali e capacità di deformazione della struttura.
3.5.1.2 Intervento di miglioramento
L'intervento di miglioramento è finalizzato a conseguire un aumento della sicurezza della costruzione.
In questa categoria ricadono tutti gli interventi che, pur non rientrando nella categoria dell’adeguamento, possono determinare modifiche, anche significative, del comportamento strutturale, locale o globale, operando variazioni di rigidezza, resistenza o capacità deformativa di singoli elementi o di porzioni della struttura, oppure introducendo nuovi elementi strutturali. Ciò può avvenire, ad esempio, impegnando maggiormente gli elementi più resistenti, riducendo le irregolarità in pianta e in elevazione, eliminando i meccanismi di collasso locali o trasformandoli da fragili in duttili.
La valutazione della sicurezza e il progetto di intervento dovranno essere estesi a tutte le parti della struttura da modifiche di comportamento, nonché alla struttura nel suo insieme.
A meno di specifiche situazioni relative ai beni culturali, per le costruzioni di classe III ad uso scolastico e di classe IV, il valore di ξE, a seguito degli interventi di miglioramento, deve essere comunque non minore di 0,6. Per le rimanenti costruzioni di classe III e per quelle di classe II, il valore di ξE, sempre a seguito degli interventi di miglioramento, deve essere incrementato di un valore comunque non minore di 0,1.
Nel caso di interventi che prevedano l’impiego di sistemi di isolamento, per la verifica del sistema di isolamento si deve avere almeno ξE uguale a 1,0. Inoltre, nel valutare la domanda di spostamento nei dispositivi e nei giunti sismici, il periodo proprio fondamentale del sistema isolato deve essere determinato tenendo conto opportunamente dell'elongazione del periodo della sovrastruttura.
3.5.1.3 Intervento di adeguamento
L’intervento di adeguamento ha l’obiettivo di raggiungere i livelli di sicurezza richiesti per gli edifici di nuova costruzione, così come specificati nelle NTC 2018.
Per questa categoria di interventi, la valutazione della sicurezza è obbligatoria e finalizzata a stabilire se la struttura, a seguito dell’intervento, è in grado di resistere alle combinazioni delle azioni di progetto con il grado di sicurezza richiesto dalle stesse norme.
Non è necessario il soddisfacimento delle prescrizioni sui dettagli costruttivi (per esempio armatura minima, passo delle staffe, dimensioni minime di travi e pilastri, ecc.) previste per le
costruzioni nuove. Resta comunque fermo l’obbligo di procedere alla verifica locale delle singole parti e/o elementi
35
L’intervento di adeguamento della costruzione è obbligatorio quando si intenda: a) sopraelevare la costruzione;
b) ampliare la costruzione mediante opere ad essa strutturalmente connesse e tali da alterarne significativamente la risposta;
c) apportare variazioni di destinazione d’uso che comportino incrementi dei carichi globali verticali in fondazione superiori al 10%, valutati secondo la combinazione caratteristica, includendo i soli carichi gravitazionali. Resta comunque fermo l’obbligo di procedere alla verifica locale delle singole parti e/o elementi della struttura, anche se interessano porzioni limitate della costruzione;
d) effettuare interventi strutturali volti a trasformare la costruzione mediante un insieme sistematico di opere che portino ad un sistema strutturale diverso dal precedente;
e) apportare modifiche di classe d’uso che conducano a costruzioni di classe III ad uso scolastico o di classe IV.
In ogni caso, il progetto dovrà essere riferito all’intera costruzione e dovrà riportare le verifiche dell’intera struttura post-intervento.
Nei casi a), b) e d), per la verifica della struttura, si deve avere ξE almeno pari a 1; nei casi c) ed e), si deve assumere ξE almeno pari a 0,80.
Figura 9 - Esempio di intervento di adeguamento sismico mediante controventi dissipativi in acciaio
36
3.5.2 Progettazione degli interventi
Nella progettazione degli interventi sugli edifici esistenti, specie se soggetti ad azioni sismiche, particolare attenzione sarà posta agli aspetti che riguardano la duttilità. Si deve valutare se i dettagli costruttivi, i materiali utilizzati e i meccanismi resistenti siano in grado di sostenere cicli di sollecitazione o deformazione, anche in campo anelastico.Nel caso di demolizioni o interventi su organismi in c.a. facenti parte di aggregati edilizi, è fatto obbligo al progettista di operare indagini e/o verifiche atte ad accertare, preliminarmente, l’assenza di interazioni con i corpi adiacenti, al fine di poter escludere il prodursi, su di essi, di modifiche in senso negativo del comportamento strutturale a seguito delle demolizioni o degli interventi. La scelta del tipo, della tecnica, dell’entità e dell’urgenza dell’intervento dipende dai risultati della precedente fase di valutazione, dovendo mirare prioritariamente a contrastare lo sviluppo di meccanismi locali e/o di meccanismi fragili e, quindi, a migliorare il comportamento globale della costruzione.
In generale, dovranno essere valutati e curati gli aspetti seguenti:
• riparazione di eventuali danni presenti o carenze dovute a errori grossolani; • miglioramento della capacità deformativa (duttilità) dei singoli elementi;
• riduzione delle masse, mediante demolizione parziale o variazione di destinazione d’uso; • riduzione dell’impegno degli elementi strutturali originari mediante l’introduzione di
sistemi d’isolamento o di dissipazione di energia, oppure attraverso l’aggiunta di nuovi elementi resistenti quali pareti in c.a., controventi in acciaio, ecc.;
• incremento della resistenza degli elementi verticali resistenti, tenendo eventualmente conto di una possibile riduzione della duttilità globale per effetto di rinforzi locali;
• realizzazione, ampliamento o eliminazione di giunti sismici o interposizione di materiali atti ad attenuare gli eventuali urti;
• miglioramento del sistema di fondazione, ove necessario.
È necessario intervenire necessariamente quando la capacità (C) della struttura è inferiore alla corrispondente domanda (D), utilizzando diverse strategie di progettazione:
a) Mantenere costante la capacità e diminuire la domanda, ovvero le azioni sismiche, ad esempio effettuando un cambio di destinazione d’uso, riducendo le masse;
b) Mantenere costante la domanda e aumentare la capacità, non modificando la rigidezza e aumentando resistenza e duttilità, ad esempio mediante interventi locali;
c) Aumentare leggermente la domanda e aumentare molto la capacità, ad esempio attraverso l’introduzione di nuovi elementi sismoresistenti (controventi in acciaio, pareti in calcestruzzo armato, ecc.), che aumentano la rigidezza, ma essendo molto resistenti contribuiscono a migliorare notevolmente la risposta della struttura nei confronti delle azioni sismiche;
d) Ridurre notevolmente la domanda, ad esempio inserendo degli isolatori e contemporaneamente aumentare leggermente la capacità, mediante interventi locali.
37
4 Valutazione di vulnerabilità sismica: il caso studio del
complesso scolastico G. Fattori di Rosignano Marittimo
In questo Capitolo si riportano le fasi seguite per effettuare la valutazione di vulnerabilità sismica del complesso scolastico G. Fattori di Rosignano Marittimo, caso studio su cui è incentrata la Tesi. Sono descritti tutti i passaggi effettuati, dalla ricerca storica-archivistica, alle indagini eseguite, ai metodi di modellazione e infine alla valutazione di vulnerabilità statica e sismica della struttura. In particolare, nei seguenti paragrafi è riportata l’analisi e la valutazione esclusivamente della scuola. Per quanto riguarda la palestra annessa, non avendo a disposizione la documentazione originaria necessaria, la valutazione di vulnerabilità è stata effettuata mediante una procedura alternativa, riportata nel successivo Capitolo 5.