In questo ultimo paragrafo sono trattate brevemente le varie possibilità di intervento sul complesso scolastico, allo scopo di effettuare un miglioramento o un adeguamento sismico della struttura. La scelta del tipo, della tecnica, dell’entità e dell’urgenza dell’intervento non può che dipendere dai risultati della valutazione di vulnerabilità sismica eseguita nel Capitolo 4 per la scuola e nel Capitolo 5 per la palestra, dovendo mirare prioritariamente a contrastare lo sviluppo di meccanismi locali e/o fragili e, successivamente, a migliorare il comportamento globale della costruzione. Innanzitutto, la prima tipologia di intervento riguarda i giunti tecnici che dividono la scuola. Come già spiegato in precedenza, gli elementi strutturali dei vari Corpi sono sottoposti a forti sollecitazioni in fase sismica, molto maggiori di quelle a cui sarebbero sottoposti se la scuola presentasse un comportamento d’insieme a Corpo Unico.
Pertanto, un primo intervento molto efficace consiste nell’unire le parti della scuola in corrispondenza dei giunti tecnici, ad esempio mediante barre di acciaio poste a livello dei solai, dimensionate per resistere alle azioni che si scambiano i vari Corpi in fase sismica.
Oltre a questa prima tipologia di intervento, è necessario intervenire sugli elementi che sono risultati più vulnerabili, ovvero le travi longitudinali del nucleo originario centrale e i pilastri che compongono i vani scale dei due corpi laterali, mediante interventi locali.
Le travi longitudinali del Corpo 1, come specificato nei precedenti Capitoli, sono state progettate e realizzate come travi di collegamento, non progettate per resistere nemmeno ai carichi statici, per cui la loro resistenza a flessione è molto scarsa.
Gli interventi di consolidamento più comuni per le travi consistono principalmente in:
• Il cosiddetto “beton plaqué”, intervento che consiste nell’applicare delle lamine in acciaio esterne mediante incollaggio diretto, in modo da aumentare la sezione resistente di acciaio; • Fasciature mediante FRP, ovvero lastre in fibra di carbonio che circondano la sezione
resistente di calcestruzzo, esercitando su di essa un’azione di confinamento;
• Incamiciatura totale o parziale, che consiste nell’aumentare la sezione resistente della trave mediante l’inserimento di nuove armature longitudinali e/o staffe.
Variando la posizione dei rinforzi, viene incrementata la resistenza a taglio e a flessione della trave.
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Inoltre, come già specificato in precedenza, i vani scale sono stati progettati e realizzati in maniera interferente con il resto della struttura, pertanto essi svolgono la funzione di controvento e assorbono la maggior parte delle sollecitazioni sismiche, trasferendole ai pilastri limitrofi.
Pertanto, una seconda proposta di intervento locale consiste nel rinforzo di questi pilastri, in modo da aumentare la loro resistenza nei confronti dei meccanismi di presso-flessione deviata e taglio. Gli interventi di consolidamento più comuni per i pilastri sono gli stessi previsti per le travi ed elencati in precedenza, ovvero fasciature con FRP, cerchiatura mediante profilati angolari in acciaio collegati da calastrelli o incamiciature con aumento della sezione resistente.
Figura 115 – Intervento locale di rinforzo dei pilastri mediante incamiciatura in cemento armato
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Per quanto riguarda invece i nodi trave-pilastro, l’intervento più comune di rinforzo è senz’altro l’incamiciatura in cemento armato, concettualmente identica a quella eseguita sui pilastri, che ha come obiettivo principale quello di aumentare il numero di staffe presenti all’interno del nodo. Si precisa che però questo tipo di intervento risulta molto oneroso, in quanto tutti i nodi della struttura presentano una resistenza nei confronti del meccanismo di taglio-trazione molto bassa, non essendo stato raffittito il passo delle staffe dei pilastri.
Figura 117 – Intervento di rinforzo dei nodi trave-pilastro mediante incamiciatura in cemento armato
Questi interventi appena descritti sono interventi locali, che consentono di aumentare la resistenza del singolo elemento sui quali sono effettuati.
Eseguendo quindi questi interventi, è possibile incrementare il minimo rapporto tra capacità e domanda solamente per l’elemento più debole, mentre per gli altri tale rapporto rimane invariato, per cui possono essere visti come punto di partenza per poi intervenire in maniera più pesante. Volendo invece migliorare il comportamento complessivo della scuola, è necessario effettuare interventi più estesi e più invasivi, in modo da conseguire un miglioramento o un adeguamento sismico dell’edificio.
Tali interventi non possono che prevedere l’inserimento, all’interno della struttura attuale, di nuovi elementi strutturali sismoresistenti, quali pareti in calcestruzzo armato o controventi in acciaio, progettati e realizzati per resistere all’azione sismica come elementi primari.
Nella progettazione occorre tener conto dell’effettiva ripartizione delle azioni fra gli elementi strutturali esistenti e quelli nuovi, curando in particolar modo la progettazione e l’esecuzione delle connessioni fra questi, prevedendo un numero adeguato di barre di ancoraggio.
Una volta uniti i vari Corpi in cui è suddivisa la scuola, il problema principale da affrontare è quello dell’irregolarità, soprattutto in pianta, che presenta la struttura nel suo insieme.
Studiando i modi di vibrare del modello a Corpo Unico riportati in precedenza nella tabella 22, è emerso un comportamento globale sfavorevole con carattere vibrazionale prevalentemente torsionale, dovuto alla forte irregolarità che la pianta a “C” presenta lungo l’asse Nord-Sud che collega Via Fratelli Bandiera con Via Fratelli Cairoli.
L’intervento deve quindi avere come obiettivo quello di eliminare questa irregolarità, in modo da far sì che la distribuzione delle sollecitazioni dovute all’azione sismica sia più uniforme possibile.
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La proposta di intervento prevede quindi l’introduzione, all’interno della struttura esistente, di pareti in calcestruzzo armato posizionate sia in corrispondenza dei vani scale laterali, situati in posizione simmetrica rispetto all’asse longitudinale Est-Ovest, sia nei corpi laterali.
La scelta del posizionamento di queste pareti è stata dettata principalmente da due fattori:
• Disposizione degli elementi resistenti in maniera più decentrata possibile rispetto al centro di massa, in modo da far avvicinare il baricentro delle rigidezze a quello delle masse; • Ridurre il più possibile l’interferenza con la distribuzione architettonica degli ambienti,
posizionando gli elementi resistenti in corrispondenza dei tamponamenti interni attualmente presenti lungo tutta l’altezza dell’edificio.
Queste pareti di taglio non solo contrastano in maniera molto efficace i modi di vibrare torsionali della struttura, ma consentono anche di sgravare i vani scale dalla funzione di controvento, migliorando la situazione per i pilastri limitrofi e per le fondazioni sottostanti.
Ovviamente le pareti devono essere correttamente dimensionate, anche in base all’obiettivo da dover perseguire, ovvero un miglioramento o un completo adeguamento sismico della scuola.
Figura 118 – Inserimento di nuove pareti in c.a. nella struttura esistente (riportate in rosso)
Per quanto riguarda infine la palestra, non sono previsti interventi, se non quello di controllare l’effettivo grado di connessione dei pannelli prefabbricati in calcestruzzo con i rispettivi pilastri ed eventualmente migliorarlo.
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Bibliografia
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[2] Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, ‘Circolare 21 Gennaio 2019, n. 7 C.S.LL.PP. - Istruzioni per l’applicazione dell’«Aggiornamento delle “Norme tecniche per le costruzioni”» di cui al decreto ministeriale 17 Gennaio 2018’, supplemento ordinario n. 5 alla Gazzetta Ufficiale, serie generale n. 35, Roma, 2019
[3] Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, ‘Decreto 14 Gennaio 2008 – Approvazione delle nuove «Norme tecniche per le costruzioni»’, supplemento ordinario n. 30 alla Gazzetta Ufficiale, serie generale n. 29, Roma, 2008
[4] Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, ‘Circolare 2 Febbraio 2009, n. 617 C.S.LL.PP. - Istruzioni per l’applicazione delle “Norme tecniche per le costruzioni” di cui al decreto ministeriale 14 Gennaio 2008’, supplemento ordinario n. 27 alla Gazzetta Ufficiale, serie generale n. 47, Roma, 2009
[5] Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri, ‘OPCM 20 Marzo 2003 - Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica (Ordinanza n. 3274)’, supplemento ordinario n. 72 alla Gazzetta Ufficiale, serie generale n. 105, Roma, 2003
[6] CEN, ‘Eurocodice 2 – Progettazione delle strutture in calcestruzzo’, Milano, 2008 [7] Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, ‘Decreto Ministeriale 9 Gennaio 1996 - Norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche’, Roma, 1996
[8] Ministero dei Lavori Pubblici, ‘Circolare Ministero dei Lavori Pubblici 12 Dicembre 1981 n. 22120 - Istruzioni per l’applicazione della normativa tecnica per la riparazione ed il rafforzamento edifici danneggiati dal sisma’, Roma, 1981
[9] ‘R. D. 16 Novembre 1939, n. 2229 – Norme per l’esecuzione delle opere in conglomerato cementizio semplice od armato’, supplemento ordinario alla Gazzetta Ufficiale, Roma, 1939 [10] L. Pala, ‘Valutazione sismica di edifici in c.a. anni ’60: il complesso comunale di Piazza Risorgimento a Rosignano Solvay’, Tesi di Laurea, Pisa, 2006
[11] M. Mezzina, C. Foti e C. Guerrieri, ‘Costruire con il cemento armato’, Torino, 2001 [12] A. Ghersi e M. Muratore, ‘Verifica e progetto allo stato limite ultimo di pilastri in c.a. a sezione rettangolare: un metodo semplificato’
[13] G. M. Verderame, A. Stella e E. Cosenza, ‘Le proprietà meccaniche degli acciai impiegati nelle strutture in c.a. realizzate negli anni ‘60’, Potenza e Matera, 2001
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Sitografia
[1] www.assobeton.it [2] www.staticaesismica.it [3] www.zonesismiche.mi.ingv.it [4] www.regionetoscana.it [5] www.reluis.it [6] www.marcodepisapia.com [7] www.tecnaria.com [8] www.indaginidiagnostiche.it [9] www.studioingegneriamaggi.it170
ALLEGATO A - Documentazione fotografica
In questo allegato è riportata la documentazione fotografica relativa allo stato attuale, in modo da rendere ancora più comprensibile la descrizione della struttura. Le immagini sono state scattate in occasione dei due sopralluoghi, effettuati in data 5/4/2019 e 31/5/2019, in modo da apprendere forma e geometria dell’edificio e di apprendere la presenza di eventuali criticità della struttura.
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ALLEGATO B – Fascicolo dei calcoli
In questo allegato sono riportati i risultati delle verifiche di vulnerabilità statica e sismica, eseguite sugli elementi strutturali principali che compongono la scuola, ovvero travi, pilastri e fondazioni. I risultati di queste verifiche sono relativi all’aver adottato un livello di conoscenza LC1 per determinare le resistenze dei materiali da adottare per il calcolo delle capacità di questi elementi. Ciascuna verifica è già stata spiegata nei precedenti Capitoli, pertanto si rimanda ad essi per il significato dei termini utilizzati.