Scuola per l'infanzia a Buechen/Thal (SG)

Architetto: Angela Deuber, Coira (GR)

Controventatura: struttura a pareti in c.a.

Ingegnere: Conzett Bronzini Gartmann AG, Coira (GR)

Zona sismica: Z1

(sismicità bassa, a_gd = 0,06g) Comittente: Comuni di

Buechen e di Thal ^{Classe d'uso: II}

Località: Buechen/Thal,

Canton San Gallo (SG) ^{Categoria suolo: A}

Date: concorso 2010; realizzazione 2010-2013

Fattore di struttura: q = 2 (struttura non duttile)

Vista esterna complessiva

Fase di cantiere: struttura grezza Modello struttura

Con la scuola di Thal, l'architetto Angela Deuber ha vinto il premio d'architettura internazionale arcVision Prize - Women and Architecture 2015, istituito dal gruppo Italcementi. L'edificio ospita sia un asilo che una scuola elementare e anche in questo caso struttura ed architettura si fondono assieme costituendo un unicum.

La pianta è composta da una soletta interna quadrata di lato 22 m e dalla rispettiva cornice esterna larga 1.80 m che realizza un ballatoio con annesse le scale esterne di emergenza (Figura 3.8). Il piano terra è parzialmente interrato, mentre l'interpiano è di circa 3.40 m per i tutti e tre i piani. La configurazione degli elementi strutturali consente di disporre di una notevole libertà nell'utilizzo degli spazi, che sono individuati in parte dalla struttura stessa, in parte alla disposizione di elementi di tramezzatura in laterizio non portante.

Figura 3.8 Pianta strutturale tipo e sezione lungo la scala interna.

Figura 3.9 Elemento strutturale di facciata. A sinistra: particolare d'appoggio dell'architrave

triangolare sul pilastrino tozzo. A destra in alto: vista interna dell'elemento realizzato. A destra in basso: disposizione della rispettiva armatura durante una fase di cantiere.

La struttura è interamente realizzata in calcestruzzo armato ed è fondata su di una platea nervata. Le elevazioni interne sono costituite da tre pareti 30x450, da un nucleo centrale a C e da otto elementi di facciata ognuno costituito da un'importante architrave triangolare che poggia su di un pilastrino tozzo (Figura 3.9). Le solette interne sono realizzate mediante getto pieno in calcestruzzo armato ed hanno una luce massima di 8.50 m. Dovendo ospitare le canalizzazioni relative agli impianti elettrico, idraulico e di ventilazione (Figura 3.10), il loro spessore risulta non trascurabile: costante e pari a 40 cm per le solette del piano terra e del primo piano, variabile dai 33 ai 50 cm per quella di copertura.

Figura 3.10 Canalizzazioni impiantistiche in getto relative alla soletta di copertura nell'intorno del

nucleo centrale. Riportate in arancione e in verde sul piano sono visibili le staffe che realizzano l'armatura a taglio nelle zone più critiche.

La soletta esterna è anch'essa piena con uno spessore variabile dai 25 ai 21 cm e risulta indipendente per ragioni termiche da quella interna. Questa soletta appoggia lungo il lato esterno sui pilastri perimetrali, mentre lungo quello interno è ancorata agli elementi triangolari e alla soletta interna mediante degli spinotti che attraversano l'isolante (Figura 3.11). Gli architravi triangolari sono in tal senso realizzati mediante un'originale soluzione costruttiva a sandwich gettata in opera: un primo elemento triangolare esterno, solidale alla soletta esterna, è ancorato mediante degli spinotti al corrispettivo elemento triangolare interno. Uno strato isolante è interposto tra questi due elementi e lungo la sporgenza inferiore offre l'appoggio al sopracitato elemento esterno, nonché riprende la compressione orizzontale generata dal momento negativo. Il lato superiore degli infissi trova alloggiamento all'interno di una nicchia

ricavata lungo il lato inferiore dell'interfaccia tra i due elementi di calcestruzzo. I serramenti appoggiano poi inferiormente su dei profili metallici ad L ancorati alla soletta interna e posti nello spessore dell'isolante.

Figura 3.11 Appoggio soletta esterna sugli elementi triangolari e risoluzione del problema termico. In

alto: vista interna di un elemento triangolare con relativa sezione orizzontale. In basso a sinistra: sezione verticale dell'elemento. Sono visibili in rosso ed in viola gli spinotti passanti, mentre l'isolante è retinato. In mezzo a destra: particolare dello spinotto passante tra soletta e soletta e del profilo ad L di appoggio dei serramenti. In basso a destra: foto di cantiere di montaggio della casseratura della sporgenza inferiore dell'elemento triangolare esterno con relativi spinotti di ancoraggio all'elemento interno.

L'edificio non appare concepito in maniera ottimale dal punto di vista della risposta alle sollecitazioni orizzontali, probabilmente anche in virtù della scarsa sismicità del sito su cui sorge. In primo luogo la disposizione delle pareti non risulta ideale: per

sollecitazioni parallele al lato lungo del nucleo, l'equilibrio di piano richiede infatti lo sviluppo di una coppia torcente offerta dalle due pareti ortogonali. In caso di sisma i pilastrini tozzi di facciata potrebbero quindi essere soggetti a delle deformazioni non trascurabili con conseguenti rotture fragili a taglio. Un altro elemento che sembra problematico è il complesso sistema di appoggio della soletta esterna su quella interna, precedentemente descritto. Le rigide scale di emergenza esterne risultano un ulteriore elemento di irregolarità in pianta, mentre i parapetti dei ballatoi perimetrali risultano facilmente danneggiabili ed inoltre riducono l'altezza libera dei pilastri esterni (Figura 3.12).

Figura 3.12 A sinistra: scala esterna lato nord e parapetti dei ballatoi. A destra: scala interna.

Gli spessori delle solette  e la conseguente armatura minima non trascurabile comunque presente ovunque per esigenze di fessurazione  rendono non problematico il loro comportamento a lastra anche in presenza di canalizzazioni impiantistiche. La configurazione delle solette interne appare inoltre ottimale, in quanto compatta e con un solo foro collocato in posizione centrale che ospita la scala (Figura 3.12). Gli impalcati possono quindi considerarsi perfettamente rigidi nel piano, come del resto accade per la maggioranza degli edifici svizzeri.

In elevazione la struttura si rivela regolare in quanto tutte le pareti si estendono dalla platea di fondazione alla copertura, le masse e le rigidezze di piano sono costanti e non vi sono restringimenti degli orizzontamenti.

In definitiva la struttura sismo-resistente è costituita dalle pareti interne, mentre i pilastri sono progettati come elementi secondari. Tuttavia, mentre le pareti appaiono sufficienti ad assorbire la sollecitazione sismica di progetto, gli elementi di facciata potrebbero manifestare delle rotture fragili locali (a livello degli spinotti o dei pilastrini tozzi) per cercare di assecondare le conseguenti deformazioni della struttura, tenendo anche conto che non è da escludere un significativo comportamento torcente. Infine, data l'assenza dei dettagli d'armatura relativi alle zone critiche delle pareti sismo-resistenti previsti dalla norma SIA 262, la struttura è stata evidentemente concepita come non dissipativa, quindi con un fattore di struttura pari a q=2.