Analisi dei principali meccanismi locali di collasso : Palazzo Camponeschi L'Aquila

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POLITECNICO DI MILANO

Facoltà di Ingegneria Civile - Strutture

Laurea II° livello

Otello Stefano Pulimeno

Analisi dei principali meccanismi locali di collasso

Palazzo Camponeschi- L'Aquila

RELATORE

Prof. Alberto FRANCHI

Anno accademico

2010/11

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INDICE

1.Introduzione……….pag 6

2.Obiettivi………8

3.Analisi dei cinematismi………. ….10

3.1 Analisi cinematica lineare………...13

3.2 Verifiche di sicurezza………...14

3.2.1.Stato limite di

danno………..15

3.2.2.Stato limite salvaguardia della vita……….…16

4.Edificio oggetto di studio……….18

4.1 Identificazione e localizzazione……….18

4.1.1.Situazione attuale………..18

4.1.2.Cenni storici sulla Chiesa e Collegio dei Gesuiti………...19

4.1.3.Consistenza………22

4.2 Descrizione dell’intervento………...25

4.2.1.Rifunzionalizzazione del complesso P.C………...25

4.2.2.Ripristino integrazione dell’esistente………..25

4.2.3.Riparazione del danno e miglioramento sismico……….26

5.Calcolo dei parametri di progetto……….27

5.1.L’accelerazione di progetto………27

5.2.Linee guida per la valutazione e riduzione del rischio simico…..32

5.2.1.Analisi di risposta simica locale……….37

5.2.2.Calcolo del fattore di confidenza………39

6.Meccanismi locali di ribaltamento………40

6.1.Calcolo del Tiro………42

6.2.Meccanismo di ribaltamento 1: via Burri……….43

6.2.1.Analisi del danno………..43

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6.2.3.Conclusioni: calcolo del tiro………53

6.3.Meccanismo di ribaltamento : facciata sul cortile………..55

6.3.1.Analisi del danno………..55

6.3.2.Rappresentazione e analisi dei meccanismi locali………….57

6.3.3.Conclusioni: calcolo del tiro………66

7.Meccanismi locali di scorrimento……….69

7.1 Criteri di rottura per scorrimento………69

7.2.Criterio di Coulomb o dell’attrito interno……… 71

7.3.Meccanismo di scorrimento in Via Camponeschi………...73

7.3.1.Tipologia dell’intervento………..78

8. Verifica dei connettori………...80

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INDICE DELLE TABELLE

Tab.5.1.Interpolazione lineare e parametri sismici del sito NTC 2008 Tab.5.2. Coefficienti categoria terreno NTC 2008

Tab.5.3 Fattori di amplificazione stratigrafica NTC 2008

Tab.5.4.Tempi di ritorno per costruzione spettri di risposta NTC 2008 Tab.5.5.Parametri sismici via Burri e via Camponeschi NTC 2008 Tab.5.6.Parametri sismici facciata sul cortile NTC 2008

Tab 5.7. Punti notevoli rete sismografica LINEE GUIDA Tab.5.8. Parametri sismici sito LINEE GUIDA

Tab.5.9. Coefficienti categoria terreno LINEE GUIDA

Tab.5.10. Fattori di amplificazione stratigrafica LINEE GUIDA

Tab.5.11.Tempi di ritorno per costruzione spettri di risposta LINEE GUIDA Tab.5.12.Parametri sismici via Burri e via Camponeschi LINEE GUIDA Tab.5.13.Parametri sismici facciata sul cortile LINEE GUIDA

Tab.5.13.Parametri sismici via Burri e via Camponeschi INGV Tab.5.14.Parametri sismici facciata sul cortile INGV

INDICE DELLE FIGURE

Fig 4.1 Planimetria delle epoche storiche di costruzione degli edifici

Fig 6.1. Sezione reagente alla base della parete

Fig 6.2.Zona in pianta interessata al meccanismo di ribaltamento via Burri Fig 6.3 Foto del profilo so Via Burri esplicative del danno subito

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BIBLIOGRAFIA

-

“Analisi sismica lineare e non lineare degli edifici in muratura”

Cattari-Curti-Galasso-Resemini

-

“Meccanica delle strutture 2”

Corradi Dell’Acqua

- “Meccanica delle strutture 3: la valutazione della capacità portante” Corradi Dell’Acqua

- “Scienza delle costruzioni Vol3” Odone Belluzzi

- “Theory of Plates and Shells” Timoshenko

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1.Introduzione

Gli eventi sismici recenti hanno posto in primo piano il problema della vulnerabilità degli edifici esistenti in muratura; l'importanza che il problema riveste è associata principalmente alla salvaguardia della vita delle persone a cui è destinato l'utilizzo della struttura e in secondo luogo a un valore storico, artistico, archeologico e paesaggistico da tutelare.

Gli edifici storici in muratura costituiscono una parte considerevole del patrimonio monumentale italiano, e la loro salvaguardia è un tema che ha rilevanti cadute sia sociali che economiche sulla collettività.

Nonostante i progressi compiuti dalla ricerca su questo tema negli ultimi decenni (sia per quanto riguarda le tecniche di diagnosi che quelle di analisi) la conservazione o l’eventuale recupero degli edifici storici, rappresenta tuttora una tematica complessa e non ancora ben delineata in tutti i suoi aspetti. L’importanza della materia è stata anche ribadita dal dialogo instauratosi all’interno della comunità scientifica nazionale a seguito della pubblicazione delle nuove normative sismiche, e della recente emanazione delle Linee Guida.

L’ analisi strutturale delle costruzioni storiche in muratura, specie se di carattere monumentale, richiede attenzioni e cautele che esulano dagli approcci di calcolo tradizionalmente disponibili per lo studio delle nuove

costruzioni, in quanto i metodi e i modelli di calcolo utilizzati per le costruzioni ordinarie non possono essere applicati indiscriminatamente per le strutture storiche. Ad aggiungere incertezza nei riguardi delle modalità di analisi e nella

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interpretazione del comportamento strutturale va considerato anche il fatto che molto spesso risulta complesso definire in modo chiaro l’effettivo schema statico di un edificio che è venuto modificandosi nei secoli.

Sostanzialmente questo tipo di costruzioni costituiscono un unicum, sono diverse fra loro sia per forma che per percorso storico e a ognuna di esse corrisponde un differente comportamento sismico.

Le considerazioni fatte fin ora fanno comprendere come l’analisi strutturale di tali edifici richieda innanzitutto la comprensione del percorso storico

dell’edificio, seguita da un accurato rilievo geometrico, e in ultima istanza da una esaustiva campagna di prove sperimentali per la caratterizzazione

meccanica dei materiali.

In aggiunta occorre evidenziare come la comprensione dello stato attuale di conservazione di un bene monumentale sia un passo estremamente delicato in quanto, fra l’altro, è anche preliminare alla valutazione della sua

vulnerabilità in campo sismico.

Al quadro di incertezze descritto va aggiunto anche il fatto che la resistenza dei materiali decresce nel tempo a seguito del loro naturale utilizzo. Questa caratteristica, legata al degrado inevitabilmente provocato dai secoli, rende tali strutture particolarmente vulnerabili nei confronti di movimenti impressi, come quelli provocati dalle deformazioni del terreno o dalle azioni sismiche. In aggiunta a quanto messo in evidenza fin ora, si può affermare che la pubblicazione delle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni, ma ancor prima la pubblicazione delle Linee Guida, hanno dato notevole rilievo alla necessità di definire la vulnerabilità sismica dei manufatti storici .

Uno degli aspetti fondamentali nello studio della vulnerabilità sismica degli edifici è la possibilità di simularne numericamente la risposta; in particolare per le strutture in muratura assume rilevanza il tipo di strategia di

modellazione da utilizzare. Infatti per questi edifici raramente è possibile applicare le idealizzazioni strutturali della trave, del telaio, della lastra piana, tipiche dell’ingegneria strutturale, essendo le forme strutturali stesse diverse da quelle delle costruzioni moderne. Anche solo al fine di sviluppare una prima comprensione del loro comportamento strutturale si dovrà fare ricorso a studi specializzati.

Le antiche strutture in muratura sono realizzate con tecniche e materiali differenti e presentano caratteri differenti in base al luogo in cui sono state costruite. Quindi per potersi approcciare ad una analisi strutturale di questi

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manufatti è fondamentale innanzitutto definire quale sia lo scopo, e cioè indagare sui possibili quadri fessurativi, calcolare le deformazioni o i modi i vibrare, oppure cercare di definire i meccanismi di collasso .

Negli ultimi anni hanno assunto notevole peso le analisi di tipo statico non-lineari con le quali è possibile analizzare un modello strutturale sottoposto ad azioni che rappresentano la reale azione sismica e che permettono di

verificare che la capacità di deformazione di una struttura sia superiore alla domanda.

In ambito scientifico sono state implementate nuove tecniche di modellazione che si basano sulla schematizzazione delle strutture murarie per mezzo

dell’individuazione di macroelementi.

2.Obiettivi

I danni rilevati sulle strutture murarie dopo gli eventi sismici mostrano che il sisma tende a selezionare le parti strutturali e le soluzioni tecnologiche più deboli : l’analisi dell’organizzazione strutturale attuale consente così di prevedere i possibili danni o collassi futuri.

A differenza di quanto avviene negli edifici con la struttura a telaio, la carenza o la mancanza di connessione tra gli elementi strutturali delle costruzioni in muratura permettono il verificarsi di collassi parziali; infatti, in genere, il collasso di costruzioni in muratura avviene per perdita dell’equilibrio di porzioni di essa.

Per questo motivo, la valutazione della sicurezza degli edifici in muratura esistenti va eseguita, oltre che con riferimento al comportamento sismico globale, anche considerando i possibili meccanismi locali di collasso. Questo approccio richiede una osservazione accurata delle caratteristiche costruttive degli edifici da analizzare, per procedere ad un’affidabile modellazione

strutturale. E’ possibile così ipotizzare, sulla base della conoscenza del comportamento sismico di strutture analoghe, i meccanismi locali ritenuti significativi.

La presenza di quadri fessurativi e di dissesti prodotti dai terremoti passati fornisce una efficace indicazione per una corretta previsione degli incipienti meccanismi di collasso.

Individuati tali meccanismi, occorre poi definire uno o più modelli di analisi per valutare l’entità dell’azione sismica che ne determina l’attivazione provocando

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il collasso della costruzione. L’analisi è rivolta alla quantificazione del

coefficiente sismico moltiplicatore dei carichi orizzontali agenti sugli elementi strutturali, che attiva il cinematismo in questione.

A tal fine è possibile considerare le strutture murarie come costituite da corpi rigidi, i macroelementi coinvolti nei cinematismi; la valutazione delle

condizioni di equilibrio limite sotto l’azione del sisma è condotta trascurando la resistenza a trazione della muratura. I valori dei moltiplicatori di collasso ottenuti per i diversi meccanismi compatibili con le caratteristiche costruttive dell’ edificio analizzato, consentono di individuare quello che determina la crisi della struttura, corrispondente al moltiplicatore minore, e l’entità dell’azione sismica che lo attiva; consentono anche di segnalare altre

potenziali situazioni di pericolo dovute a possibili meccanismi associati ai più bassi valori del moltiplicatore.

Questo lavoro si prefigge il compito, in un caso reale (Palazzo Camponeschi a L’ Aquila), di:

- prevedere alcuni dei possibili meccanismi di collasso che la struttura può subire e rappresentarli in maniera analitica secondo le prescrizioni della normativa;

- progettare delle soluzioni di ripristino idonee a portare la struttura in condizioni di sicurezza;

- confrontare i risultati ottenuti in riferimento alla vecchia normativa OPCM 3274/2003, le Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale, luglio 2006 e la Circolare 02/02/2009.

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3.Analisi dei cinematismi

In una struttura in muratura è possibile identificare molteplici strutture resistenti a seconda della condizione di carico considerata. Tuttavia,

operando una schematizzazione, possono essere identificati come elementi resistenti le pareti verticali e gli orizzontamenti (intendendo con tale termine la categoria più ampia di solai volte, coperture), sia pure con un diverso

comportamento a seconda della sollecitazione considerata.

Il comportamento globale della struttura all’azione sismica è fortemente influenzato, ancor prima che dalle caratteristiche intrinseche dei singoli elementi strutturali, dal grado di connessione presente tra essi. Carenze nel collegamento tra pareti ortogonali e tra pareti e orizzontamenti fanno si che la struttura non sia in grado di sviluppare, durante il terremoto, una risposta globale che chiami a collaborare fra loro le diverse pareti e a ripartire tra esse le sollecitazioni indotte: le singole pareti mostreranno, quindi, una risposta indipendente. In questo caso la risposta che la parete tende ad esibire è dominata dal comportamento fuori piano.

La probabilità di insorgenza di meccanismi di ribaltamento fuori piano viene decisamente diminuita dalle condizioni di vincolo in cui si viene a trovare la parete e può ridursi ulteriormente grazie al collegamento fornito dagli

orizzontamenti.

Nel caso in cui si realizzi il comportamento scatolare dell’edificio, la rigidezza dei solai nel proprio piano assume un ruolo fondamentale: solai rigidi

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ripartiscono le azioni fra le pareti in base alla loro rigidezza ed alla posizione in pianta, favorendo l’instaurarsi di meccanismi di collasso nel piano. Di contro nel caso di solai molto flessibili, la ripartizione delle azioni sulle varie pareti resistenti avviene in funzione della loro area d’influenza per i carichi verticali accentuandone il comportamento indipendente.

Il comportamento scatolare rende possibile la definizione di una vulnerabilità globale dell’edificio; risulta in questo caso fondamentale disporre di adeguati strumenti di calcolo in grado di indagare il comportamento tridimensionale dello stesso.

Anche in presenza di comportamento scatolare dell’edificio, accanto a una vulnerabilità globale, deve essere considerata la possibilità di instaurarsi di meccanismi locali.

I meccanismi locali principali sono riconducibili a due categorie:

 cinematismi di collasso connessi al comportamento della muratura fuori dal piano, meccanismi di ribaltamento;

 cinematismi di collasso associati alla risposta della parete nel piano,

meccanismi di scorrimento.

Nel progettare gli interventi di ripristino in Palazzo Camponeschi si parte, come già fatto nella Relazione del progetto preliminare, da un' indagine visiva (analisi del danno) che permetta di riconoscere i meccanismi sopra citati all' interno del quadro fessurativo post sisma della struttura.

Si riconoscono:

 meccanismo di ribaltamento della facciata sul cortile;

 meccanismo di ribaltamento della facciata su Via Burri, connesso a un meccanismo di scorrimento della facciata su Via Camponeschi.

Individuati i punti della struttura da analizzare, si procede alla modellazione dei meccanismi seguendo la logica imposta dalla Normativa Italiana vigente (Circolare 671 del 02/02/2009) che fa riferimento ai criteri di equilibrio propri dell' Analisi Limite.

L'obiettivo è associare al cinematismo dell'elemento considerato un valore di accelerazione che porta ad attivare lo stesso (accelerazione d'attivazione) e confrontare quest'ultimo con il valore d'accelerazione spettrale calcolato secondo la Normativa Tecnica delle Costruzioni 2008.

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Secondo le modalità descritte nella Circolare 617 del 02/02/2009, punto C8.A.4, le verifiche con riferimento ai meccanismi locali di danno e collasso (nel piano e fuori piano) possono essere svolte tramite l’analisi limite

dell’equilibrio, secondo l’approccio cinematico, che si basa sulla scelta del meccanismo di collasso e la valutazione dell’azione orizzontale che attiva tale cinematismo.

Il metodo si articola nei seguenti passi:

 trasformazione di una parte della costruzione in un sistema labile

(catena cinematica), attraverso l’individuazione di corpi rigidi, definiti da piani di frattura ipotizzabili per la scarsa resistenza a trazione della muratura, in grado di ruotare o scorrere tra loro (meccanismo di danno e collasso);

 valutazione del moltiplicatore orizzontale dei carichi α0 che comporta

l’attivazione del meccanismo (stato limite di danno);

 valutazione dell’evoluzione del moltiplicatore orizzontale dei carichi a al

crescere dello spostamento dk di un punto di controllo della catena

cinematica scelto in prossimità del baricentro delle masse, fino all’annullamento della forza sismica orizzontale;

 trasformazione della curva così ottenuta in curva di capacità, ovvero in accelerazione a* e spostamento d* spettrali, con valutazione dello spostamento ultimo per collasso del meccanismo (stato limite ultimo);  verifiche di sicurezza.

Le ipotesi a cui si fa riferimento sono:

 resistenza caratteristica a trazione della muratura nulla;

 arretramento delle cerniere rispetto allo spigolo esterno dovuto alla

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3.1.Analisi cinematica lineare

In prima analisi si isola la parete di cui si vogliono studiare i cinematismi e vi si applicano le forze a cui è soggetto e in particolare:

 forze peso Pi applicata al blocco (peso proprio nel baricentro e altri pesi

portati);

 forze peso Pj non direttamente applicate al blocco, ma che, per effetto

dell'azione sismica, genera una forza orizzontale sull'elemento considerato;

 forze esterne Fh applicate staticamente al blocco;

 forze interne che generano un lavoro Li interno (esempio ingranamento

dei blocchi).

Assegnata una rotazione virtuale θk al blocco, è possibile determinare in

funzione di questa e della geometria della struttura, gli spostamenti delle diverse forze applicate nella rispettiva direzione. Il moltiplicatore α0 si ottiene

applicando il Principio dei Lavori Virtuali, in termini di spostamenti,

uguagliando il lavoro totale eseguito dalle forze esterne ed interne applicate al sistema in corrispondenza dell’atto di moto virtuale (C8.A.4.1) :

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 n è il numero di tutte le forze peso applicate ai diversi blocchi della catena cinematica;

 m è il numero di forze peso non direttamente gravanti sui blocchi le cui masse, per effetto dell'azione sismica, generano forze orizzontali sugli elementi della catena cinematica, in quanto non efficacemente

trasmesse ad altre parti dell'edificio;

 o è il numero di forze esterne, non associate a masse, applicate ai diversi blocchi;

 δx,i è lo spostamento virtuale orizzontale del punto di applicazione

dell’i-esimo peso Pi, assumendo come verso positivo quello associato alla

direzione secondo cui agisce l’azione sismica che attiva il meccanismo;

 δx,j è lo spostamento virtuale orizzontale del punto di applicazione

dell’j-esimo peso Pj, assumendo come verso positivo quello associato alla

direzione secondo cui agisce l’azione sismica che attiva il meccanismo;  δy,i è lo spostamento virtuale verticale del punto di applicazione

dell’i-esimo peso Pi, assunto positivo se verso l’alto;

 δh è lo spostamento virtuale del punto dove è applicata la h-esima forza

esterna, nella direzione della stessa, di segno positivo se con verso discorde.

3.2.Verifiche di sicurezza

Il momento di verifica parte dalla valutazione di un parametro sismico importante: la massa partecipante M*, valutata come una forma modale di

vibrazione: media dei pesi di tutti gli elementi di massa ponderati rispetto allo spostamento dei propri punti di applicazione.(C8A.4.3)

dove:

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dell'azione sismica,generano forze orizzontali sugli elementi della catena cinematica;

 dx,i è lo spostamento virtuale orizzontale del punto di applicazione dell’ i-esimo peso Pi.

L’accelerazione sismica spettrale a* si ottiene moltiplicando per l’accelerazione di gravità il

moltiplicatore a e dividendolo per la frazione di massa partecipante al cinematismo.

L’accelerazione spettrale di attivazione del meccanismo vale quindi:

(C8A.4.4)

con:

 g accelerazione di gravità;

 e* rapporto tra la somma delle masse M e la massa partecipante M*;  FC fattore di confidenza, calcolato con riferimento al punto C8A.1.A.4

della Circolare 617 2009.

3.2.1.Stato limite di danno

Nei confronti dello Stato limite di danno si verifica che l’accelerazione spettrale di attivazione del meccanismo sia superiore all'accelerazione di picco della domanda sismica.

Nel caso in cui la verifica riguardi un elemento isolato o una porzione della costruzione comunque sostanzialmente appoggiata a terra, l’accelerazione di attivazione del meccanismo viene confrontata con l’accelerazione al suolo, ovvero lo spettro elastico definito nel § 3.2.6, valutato per T=0: (C8A.4.7)

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 ag è funzione della probabilità di superamento dello stato limite scelto e della vita di riferimento come definiti al § 3.2 delle NTC;

 S è definito al § 3.2.3.2.1 delle NTC.

Se invece il meccanismo locale interessa una porzione della costruzione posta ad una certa quota, si deve tener conto del fatto che l’accelerazione assoluta alla quota della porzione di edificio interessata dal cinematismo è in genere amplificata rispetto a quella al suolo. Si verifica che:(C8A.4.8)

dove:

 Se(T1) è lo spettro elastico definito nel § 3.2.3.2.1 delle NTC, funzione della probabilità di superamento dello stato limite scelto (in questo caso 63%) e del periodo di riferimento VR come definiti al § 3.2. delle NTC, calcolato per il periodo T1;

 T1 è il primo periodo di vibrazione dell’intera struttura nella direzione considerata, calcolato secondo le indicazioni del § 7.3.3.2. delle NTC;  y(Z) è il primo modo di vibrazione nella direzione considerata,

normalizzato ad uno in sommità all’edificio; in assenza di valutazioni più accurate può essere assunto y (Z)=Z/H, dove H è l’altezza della

struttura rispetto alla fondazione;

 Z è l’altezza, rispetto alla fondazione dell'edificio, del baricentro delle linee di vincolo tra i blocchi interessati dal meccanismo ed il resto della struttura;

 g è il corrispondente coefficiente di partecipazione modale (in assenza di valutazioni più accurate può essere assunto g =3N/(2N+1), con N numero di piani dell’edificio).

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Verifica semplificata con fattore di struttura q (analisi cinematica lineare) Nel caso in cui la verifica riguardi un elemento isolato o una porzione della costruzione comunque sostanzialmente appoggiata a terra, la verifica di sicurezza nei confronti dello Stato limite di salvaguardia della vita è

soddisfatta se l'accelerazione spettrale a0* che attiva il meccanismo soddisfa

la seguente disuguaglianza:(C8A.4.9)

in cui a_g è funzione della probabilità di superamento dello stato limite scelto e della vita di

riferimento come definiti al § 3.2 delle NTC, S è definito al § 3.2.3.2.1 delle NTC e q è il fattore di struttura, che può essere assunto uguale a 2.0.

Se invece il meccanismo locale interessa una porzione della costruzione posta ad una certa quota, si deve tener conto del fatto che l’accelerazione assoluta alla quota della porzione di edificio interessata dal cinematismo è in genere amplificata rispetto a quella al suolo. Quindi la verifica

diventa:(C8A.4.10)

dove: Se(T1), y(Z) e g sono definite come al punto precedente, tenendo conto

che lo spettro di risposta è riferito alla probabilità di superamento del 10% nel

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4.EDIFICIO OGGETTO DI STUDIO:

Palazzo Camponeschi – L’Aquila

4.1 Identificazione e localizzazione

Il Palazzo Camponeschi è ubicato nel centro storico dell’Aquila (Ambito A – Città Storica), e fa parte di un aggregato comprendente la Chiesa dei Gesuiti, la Sala Giovanni Paolo II, il convento dei Gesuiti e altri locali di proprietà della Curia Arcivescovile.

L’isolato è delimitato da Via Andrea Bafile, Via Camponeschi, Via Burri e Via dell’Annunziata e in particolare il Palazzo Camponeschi, con sviluppo

planimetrico ad L, affaccia su Via Camponeschi, dove si trova l’ingresso principale al civico 2, Via Burri, Via dell’Annunziata e su un ampio cortile delimitato anch’esso da Via Burri e Via dell’Annunziata.

Il Palazzo è distinto al Catasto Fabbricati del Comune di L’Aquila al Foglio 98, particelle 1640 sub 1, 1641, 2609, 1642 (cortile).

4.1.1 Situazione attuale

Alla data antecedente gli eventi sismici del 6 aprile 2009 il Palazzo era sede della Facoltà di Lettere e Filosofia dell’Università degli Studi dell’Aquila e comprendeva aule didattiche, biblioteca, uffici della Presidenza e strutture dipartimentali.

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classifico “E” e sono tuttora in atto i lavori di messa in sicurezza.

4.1.2 Cenni storici sulla Chiesa e Collegio dei Gesuiti all’Aquila

La vicenda urbanistica ed edilizia si avvia, il 9 ottobre 1592, con la

assegnazione ai Gesuiti del Palazzo della Camera ubicato su un isolato urbano, stretto e lungo, che andava dalla Piazza di S. Margherita fino alla via dell'Annunziata. Il Palazzo della Camera insisteva sullo stesso sito delle case appartenenti alla famiglia Camponeschi, da cui è derivata la attuale impropria denominazione di Palazzo Camponeschi. Nel 1595 viene inviato all'Aquila P. Giuseppe Valeriano a vedere il sito del Collegio, e il Bellori, nelle sue postille alle Vite del Baglione, annota: «Fece il disegno delli PP. del Gesù di Napoli e per l’altro da farsi nell’Aquila».

Il 4 novembre 1596 viene inaugurato l’Aquilanum Collegium all'interno del vecchio palazzo della Camera.

Nel 1597 i Gesuiti entrano in possesso della piccola Chiesa di locale di S. Margherita della Forcella e nel 1598/99 procedono già alle prime

acquisizioni di case e terreni con l'obiettivo di consolidare il loro insediamento.

Il primo progetto organico è del maggio 1625 , opera del P. Agatio Stoia (1592-1617-1656) Architetto della Provincia Napoletana a partire dal 1623. La struttura distributiva è quella consueta dei Collegi della Compagnia con la separazione delle funzioni tra l’ area scholarum , l’area collegii e il cortile rustico.

Il fratel Agatio Stoia redige nel 1630 un nuovo progetto che, con una

modificata dislocazione corrispondente alla situazione attuale, ripropone però i contenuti del primo progetto.

L’ isola del complesso gesuitico si estende ad inglobare tutti e tre gli isolati paralleli compresi tra Via Andrea Bafile e Via Burri, mentre l’allineamento principale arretra sul filo della piazza di S. Margherita.

Risolte in via definitiva le scelte strategiche, i Gesuiti possono dare avvio alla realizzazione della chiesa il 1 giugno 1636.

E’ documentato al 1632 il completamento di un corridoio con otto vani, attendibilmente il corpo di fabbrica del Collegio esistente lungo Via Forcella, ove i padri si trasferiscono nel 1639.

I presupposti per l’attuazione del programma si concretizzano nella autorizzazione alla chiusura della Via Forcella del 31 maggio 1634 e nel

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successivo acquisto delle case con orti da Paolo di Odorisio Quinzi.

Il procedere dei lavori per la nuova chiesa sono quanto mai problematici e nel 1692 la navata centrale viene definitivamente chiusa con un altare a muro rinunciando al completamento della chiesa con la realizzazione di transetto, cupola e abside.

Per quanto riguarda il Collegio proseguono le acquisizioni per il

completamento del programma edilizio. Tanto che nel 1700 viene avviata la costruzione del nuovo braccio del Collegio lungo l’attuale Via Camponeschi, in allineamento alla Chiesa nuova.

Ma la complessa vicenda trova un nuovo imprevisto ostacolo nel disastroso terremoto del 1703 che colpisce la città dell’Aquila.

Il collegio è fortemente danneggiato, e i padri sono nella baracca dell’orto ancora a due anni dal terremoto.

Nel 1708 si può già parlare di fabbriche nuove del Collegio sotto la direzione dell’architetto dell’Ordine P. Giacomo de Napoli, ma al 1738 non erano

ancora ultimate le cucine e il refettorio; si lavora anche al restauro della Chiesa ultimato nel 1717 .

Ma con la espulsione dei Gesuiti dal Regno di Napoli , il 22 novembre 1767 , la tormentata vicenda edilizia della Chiesa e Collegio dell’Aquila giunge al suo stadio terminale. Non sarà più completata la chiesa con la costruzione del transetto , cupola e abside, e lo stesso Collegio resta incompiuto con i due soli lati di edificio tuttora esistenti lungo l’antica via Forcella e lungo la attuale via Camponeschi.

Nel maggio del 1781 la chiesa viene venduta al Vescovo dell’Aquila, e il 20 settembre 1783 il Duca di Paganica Don Ignazio Costanzo acquista per 4.030 ducati il Collegio e la relativa corte interna. Successivamente la proprietà passa al marchese Spaventa che nel 1880 fa realizzare la facciata di gusto eclettico su via Bafile , sul disegno eseguito nel 1850 da Luigi Benedetti. La trasformazione a Palazzo nobile comporta una modifica dell’impianto spaziale con la creazione di un asse ordinatore alternativo: ingresso da Via Bafile in corrispondenza della nuova facciata, spazio corte retrostante la chiesa, sfondamento attraverso il corpo di fabbrica del collegio sulla corte giardino interna, in asse alla edicola ubicata sul lato opposto della corte stessa.

Nel 1926 i Gesuiti riacquistano gli edifici del Collegio e di palazzo Spaventa, restaurano la chiesa di S. Margherita riaperta al culto nel 1927, e realizzano nel 1931 l’ultimo corpo di fabbrica sul sito della casa Fonticola.

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Fig 4.1 Planimetria delle epoche storiche di costruzione degli edifici

La fig. 1 individua le principali fasi costruttive evidenziando la complessa stratificazione dell'edificato, e la sua natura di edificio realizzato a più riprese e in un arco temporale piuttosto lungo, dal 1626 al 1931.

Tale considerazione trova ampio riscontro nella puntuale analisi della apparecchiatura costruttiva che è stata eseguita.

Appare peraltro evidente come, con la sola eccezione di parte del fronte su via dell'Annunziata, l'ampliamento degli anni trenta va considerato di scarso interesse e di modesto valore architettonico, oltre che volumetricamente dissonante rispetto al contesto di inserimento.

Per il resto l'incompiuto edificio dell'Aquilanum collegium nelle sue due ali orientale e settentrionale, unitamente allo scenografico scalone

settecentesco, merita un attento restauro anche relativamente alle modificazioni indotte dagli interventi di rifunzionalizzazione degli anni sessanta e settanta.

Va anche usata attenzione ad un piccolo elemento architettonico situato sul lato meridionale della corte interna. Si tratta di una piccola edicola il cui significato sta nell'essere il fondale di un asse prospettico, trasversale, ordinatore dell'impianto ad uso di palazzo nobile. Dal portale della facciata neoclassica su via Bafile alla rampa di accesso alla corte inferiore , attraverso un androne passante al piano terra , fino al terminale della edicola.

4.1.3. Consistenza

Il Palazzo ha uno sviluppo planimetrico ad L costituito da due bracci, uno in direzione sud-est con sviluppo longitudinale parallelo a Via Camponeschi e testata su Via Burri, l’altro in direzione nord-ovest con sviluppo longitudinale parallelo alla Chiesa dei Gesuiti e concluso da un elemento di testata novecentesco che si attesta su Via dell’Annunziata.

Piano primo

Il piano primo, dove si trova l’ingresso principale al Palazzo, da Via Camponeschi n. 2, si compone nel braccio sud-est da un lungo corridoio di circa 190mq (53m x 3,90m) che distribuisce un primo locale di circa 40mq (3,90m x 9,10) con partizioni interne, un’aula magna di circa 200mq (9,30m x

(23)

22,20m), un locale di circa 74mq (9,30m x 7,90m) con partizioni interne e infine un locale sulla testata di Via Burri di circa 30mq (5,10m x 5,90m) con partizioni interne.

Il braccio nord-ovest si compone anch’esso di un lungo corridoio di circa 200mq (3,95m x 50m) che dà accesso al vano scala (9m x 10m) e distribuisce una serie di sette stanze di circa 20mq (4,60m x 4,20m), che affacciano tutte sul cortile interno. Al suo termine il corridoio dà accesso al corpo novecentesco (14,50m x 11,80m) la cui superficie di circa 170mq è divisa secondo una maglia di circa 3,50m x 3,30m sui cui nodi sono inseriti i pilastri di una struttura in calcestruzzo debolmente armato e sui cui lati si dispongono l’orditura della travi incrociate, sorreggenti il solaio, e le partizioni interne. Dai locali del corpo novecentesco si accede ad una piccola appendice di circa 8mq e al terrazzo di copertura degli ambienti sottostanti che a sua volta conduce alla scala di sicurezza che smonta nel cortile interno. Piano terra

Al piano terra attraverso il vano scala e passando per due vani comunicanti (rispettivamente di 10mq e 24mq) si raggiunge il corridoio del braccio sud-est lungo Via Camponeschi di circa 150mq (3,50m x 42m) che distribuisce due locali di circa 75mq (8,60m x 8,70m), due locali di circa 32mq (8,80m x 3,50m) ed infine un locale di circa 48mq (5,00m x 9,60m) sulla testata di Via Burri dove si conclude anche il corridoio di distribuzione con un accesso secondario al Palazzo dalla Via Burri stessa.

Dal sottoscala si accede ad un locale cieco di circa 32mq (8,50m x 4m), posto sotto l’ingresso principale del Palazzo, e ad un locale di circa 34mq (9,80m x 3,60m) contente servizi igienici. Sempre dal vano scala si accede al braccio nord-ovest dove il corridoio di circa 152mq (3,90m x 38m) distribuisce tre vani di circa 42mq (4,40m x 9,30m) ed un locale di circa 20mq (4,40m x 4,50m). Tutti i vani affacciano sul cortile interno e sono configurati spazialmente da un sistema di volte a crociera in mattoni con apparecchio a coltello di uguale campata. I vani più grandi sono divisi da archi di sostegno delle murature sovrastanti in mattoni in laterizio apparecchiati di coltello.

Il corridoio termina nel corpo novecentesco, composto, nella scatola muraria corrispondente a quella del piano primo, da un ulteriore corridoio, coperto da un solaio laterocementizio, di circa 55mq (14,40m x 3,75m) che distribuisce due ambienti di circa 48mq (6,90m x 7m) coperti da un solaio laterocementizio a nervature incrociate, che sorreggono i pilastri del piano sovrastante. Il corridoio conduce al suo termine ad un ambiente di forma

(24)

pseudo-rettangolare di circa 126 mq (mediamente 6,60m x 19,60m) coperto da sette travi in cls armato che portano un solaio laterocementizio.

Piano secondo

Il braccio nord-ovest è costituito da un unico grande involucro murario che determina una superficie di circa 340mq (35,50m x 9,60m) divisa da partizioni interne leggere ed in parte non rilevabile. Da questa si accede al corpo novecentesco costituito da un unico ambiente di circa 183mq (15m x 12m) coperto da travi di luce 12m portanti un solaio laterocementizio.

Una porzione di corridoio del braccio nord-ovest di circa 54mq (14m x 3,90m) conduce al braccio sud-est dove il corridoio di circa 207mq (53m x 4m) è interrotto da due setti trasversali (spessore 50cm), posti dietro il vano scala e di cui uno gravante sulla volta a botte lunettata del piano sottostante, e da una serie di partizioni leggere. Il corridoio distribuisce un locale di 37mq (9,50m x 4m), cui si accede anche dal vano scala, un locale di 118mq (9,30m x 12,60m) con uno dei muri trasversali gravante sulla sottostante aula magna, due locali di circa 80mq (9,40m x 8,50m) ed un piccolo locale di servizio di circa 10mq sulla testata su Via Burri. Tutti i locali sono collegati tra loro e dotati di partizioni interne leggere.

Piano seminterrato

Al piano seminterrato che si estende sotto il corpo novecentesco si accede da Via dell’Annunziata attraverso un piccolo androne di 19mq (6,90m x 2,80m) comunicante in quota con un locale cieco di 21mq (6,70m x 3,50m) e attraverso alcuni gradini a sei locali di superficie complessiva pari a circa 210mq. Sempre dall’androne si accede ad una piccola corte su cui affacciano due locali tecnici interrati e dove si trova una scala che riporta alla quota del cortile.

Piano interrato

All’interrato si trovano due locali ciechi di superficie complessiva pari a 75mq. Cortile

Il cortile ha una superficie di circa 2600mq.

L’edificio è di proprietà dell’Università degli Studi dell’Aquila per cui aree ed immobili sono disponibili.

(25)

4.2.1.Rifunzionalizzazione del complesso Palazzo Camponeschi

Il ripristino di Palazzo Camponeschi si inserisce nel quadro degli interventi relativi al patrimonio architettonico di proprietà pubblica del centro storico dell’Aquila programmati dopo gli eventi sismici con la finalità di avviare il processo di rivitalizzazione del centro storico.

In particolare l’Università degli Studi dell’Aquila, proprietaria di diversi

immobili all’interno della zona rossa, possiede due edifici strategici nella zona compresa fra Piazza San Pietro e Palazzo Margherita, sede del Municipio, costituiti dal Palazzo Carli, ex sede del Rettorato, e dal contiguo Palazzo Camponeschi, ex sede della Facoltà di Lettere.

Nell’ottica di un ripensamento complessivo degli assetti e delle attività di

governance si ritiene centrale il riuso di Palazzo Camponeschi e congruente

rispetto ad un possibile scenario futuro una sua rifunzionalizzazione che miri da una parte, a garantire e potenziare le attività di carattere amministrativo e tecnico dell’Università e, dall’altra, a offrire un adeguato livello di servizi connessi all’attività di studio e ricerca.

In quest’ottica si è definito un organigramma funzionale flessibile che prevede spazi destinati ad uffici cellulari e open space e sale riunioni, localizzati nei piani primo e secondo del Palazzo, e spazi destinati ad uffici cellulari e open

space, sale riunioni ed archivi nel piano terra. Al piano seminterrato sono

collocati i locali tecnici.

4.2.2.Ripristino, integrazione dell’esistente e nuova edificazione

Palazzo Camponeschi è un edificio di elevato pregio architettonico, vincolato e che, in relazione all’attuale stato di danno, deve essere oggetto di interventi di rimessa in pristino che prevedono la conservazione delle qualità morfologiche e delle caratteristiche architettoniche e costruttive originarie e la rimozione di parti o elementi incongrui derivanti da interventi recenti di adeguamento funzionale o tecnologico tali da ridurre il valore complessivo dell’edificio.

Nell’ottica del ripristino, alla luce degli esiti delle analisi e indagini condotte su Palazzo Camponeschi, è stato possibile individuare gli elementi e le parti incongrui rispetto ai caratteri storico-architettonici, tipologici e costruttivi dell’impianto originario che costituiscono punti di criticità anche nel quadro

(26)

delle attuali condizioni dell’edificio e come tali oggetto di demolizione.

In particolare si prevede la demolizione controllata di una porzione della testata su Via Burri anch’essa già oggetto di demolizioni parziali e di realizzazione di superfetazioni che lasciano aperta la maglia muraria.

Il corpo demolito viene sostituito da una nuova volumetria destinata a contenere collegamenti verticali, comprendenti scale e ascensori, e servizi. Tale volume integrato, realizzato con tecnologie a secco e ossatura portante indipendente, in alzato rispetta le quote delle coperture esistenti e in pianta ripropone gli allineamenti suggeriti dalla maglia muraria dell’edificio originale. A questa si aggiunge la demolizione controllata di porzioni di solaio laterocementizio all’interno del corpo novecentesco di testata prospiciente Via dell’Annunziata per inserire un altro collegamento verticale composto da scala e ascensore.

Sempre all’interno dello stesso corpo Novecentesco vengono inseriti ad ogni piano blocchi bagno realizzati con tecnologie a secco.

4.2.3.Riparazione del danno e miglioramento sismico dell’edificio

Sulla base di ampie ed approfondite fasi di analisi e indagini è stato possibile individuare e definire indirizzi operativi e tecnici per la riduzione del danno e per il miglioramento sismico di Palazzo Camponeschi. Tali indirizzi prevedono due distinti categorie di intervento; una relativa agli interventi di riparazione e il rinforzo degli elementi resistenti attualmente danneggiati, e l’altra connessa ad interventi di inserimento di nuovi elementi resistenti che, coerentemente con l’assetto morfologico del Palazzo, ne regolarizzino il comportamento strutturale.

Gli interventi di riparazione e rinforzo riguardano sia le murature che gli orizzontamenti e prevedono sia tecniche tradizionali di scuci e cuci, sia tecniche e materiali innovativi come fibre di carbonio e di acciaio al fine di ottenere un migliore connessione tra gli elementi della scatola muraria ed ridurre il fenomeno del ribaltamento fuori piano. Le murature verranno riadeguate con due paretine esterne dello spessore di 5 cm in betoncino fibrorinforzato che andranno a sostituire l’attuale intonaco dall’interno e dall’esterno a completare anche parte dei paramenti espulsi durante l’evento sismico. L’interno del muro, concepito all’epoca della costruzione con tipologia “a sacco”, verrà lasciato pressoché inalterato, integrato con della

(27)

“boiacca”, misto di calce e acqua, per saturare la presenza di eventuali vuoti. Anche per gli impalcati di piano e le coperture gli interventi riguardano il miglioramento degli schemi statici e delle connessioni con le pareti; tutti i solai verranno sostituiti con dei solai tassellati e in corrispondenza delle coperture voltate si provvede a rinforzare con degli archi in legno posizionati tra quest’ultime e i solai tassellati.

L’intero fabbricato verrà poi rivestito con dei tessuti ………..

5.CALCOLO DEI PARAMETRI DI PROGETTO :

Palazzo Camponeschi

5.1.L’accelerazione di progetto

Per la definizione dei parametri di progetto e per il calcolo della domanda, definita in termine di accelerazione di progetto, sono state prese come riferimento:

 le nuove norme tecniche per le costruzioni, NTC 08;

 linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale, luglio 2006 con riferimento alle norme tecniche per le costruzioni;

 analisi di risposta sismica locale.

La domanda fa riferimento alle seguenti parti di edificio in seguito analizzate:

 facciata su via Burri e via Camponeschi;  facciata sul cortile.

Per la determinazione della domanda, valutata in termini di accelerazione, definita secondo le NTC08, sono

(28)

 latitudine NORD 42° 21’ (42.350000) e longitudine EST 13° 23’ (13.383333), il sito si trova all’interno del reticolo di riferimento dell’allegato B NTC 08, nella zona delimitata dai punti con ID 26305, 26306, 26527, 26528;

 vita nominale ≥ 50 anni, relativa ad opere ordinarie o di importanza normale;

 classe d’uso II, per costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti,

cui si associa un coefficiente d’uso = 1.0;

Il periodo di riferimento è dato dalla seguente espressione:

= ∙ = 50 anni

 probabilita di superamento dell’azione nel periodo di riferimento pari

a 65% per lo stato limite di danno (SLD);

a 10% per lo stato limite di salvaguardia della vita (SLV);

Fissata la vita di riferimento V e P , probabilità di superamento della vita di

riferimento, il periodo di ritorno dell’azione sismica, T è esprimibile nel seguente modo:

= −

ln(1 − )

 SLD Stato Limite di Danno da NTC 08, = − ₍

. )= 50 anni;

 SLV Stato Limite di Salvaguardia della Vita da NTC 08, = − ₍

. )= 475 anni;

Estrapolati i valori dei parametri , , ∗ dall’allegato B NTC 08, per ogni

punto del reticolo di riferimento, si determina il valore di interesse utilizzando l’espressione seguente:

, , ∗ ₌

∑ ∑ 1

(29)

SLD SLV TR = 50 TR = 475 ID LON LAT ag Fo Tc* ag Fo Tc* 26305 13.355 42.385 1.038 2.330 0.280 2.606 2.360 0.350 26306 13.422 42.385 1.041 2.330 0.280 2.608 2.360 0.350 26527 13.355 42.335 1.036 2.330 0.280 2.604 2.360 0.350 26528 13.423 42.335 1.041 2.330 0.280 2.610 2.360 0.350 ∑pi/di 99.874 224.038 26.923 250.647 226.923 33.654 ∑1/di 96.154 96.154 96.154 96.154 96.154 96.154 TR = 50 TR = 475

LON LAT ag (PGA) Fo sito Tc* sito ag (PGA) Fo sito Tc* sito Sito 13.383 42.350 1.039 2.330 0.280 2.607 2.360 0.350 * ag (PGA), accelerazione di domanda su suolo rigido

Tab.5.1.Interpolazione lineare e parametri sismici del sito NTC 2008

 terreno di categoria B;

Dato il tipo di terreno è possibile definire il coefficiente di amplificazione stratigrafica, S e il coefficiente della categoria di sottosuolo, C , valutabile secondo l’espressione di tab. 3.2. V del § 3.2.3.2.1 delle NTC 08:

SLD SLV

TR = 50 TR = 475

Ss Ss

(30)

TR = 50 TR = 475

Cc Cc

1.419 1.357

Tab.5.2. Coefficienti categoria terreno NTC 2008

 categoria topografica T1, superficie pianeggiante o pendii e rilievi isolati con inclinazione media ≤ 15°, cui si associa un coefficiente di

amplificazione topografica, S = 1.0;

Definiti i valori dei parametri S e S , si determina il fattore di amplificazione stratigrafico S = S × S

SLD SLV

TR = 50 TR = 475

S S

1.200 1.149

Tab.5.3 Fattori di amplificazione stratigrafica NTC2008

I valori di TB, TC, TD dello spettro di risposta elastico in accelerazioni delle

componenti orizzontali per coefficienti di smorzamento viscoso pari a 5% sono definiti dalle espressioni del § 3.2.3.2.1:

SLD SLV

TR = 50 TR = 475

TB 0.132 0.158

TC 0.397 0.475

TD 2.024 2.663

Tab.5.4.Tempi di ritorno per costruzione spettri di risposta NTC2008

 fattore di struttura = 2.0, cautelativo nei confronti della sicurezza in

quanto al § C8.7.1.2 delle NTC 08, si valuta = 1.5 / , dove / è il

fattore di sovraresistenza il quale può essere assunto pari a 1.5, pertanto q risulterebbe pari a 2.25.

Utilizzando le indicazione contenute nel § Verifiche di sicurezza e trattandosi di un elemento isolato o di una porzione di costruzione , è possibile calcolare la richiesta da confrontare con la capacità della struttura:

(31)

 facciata su via Burri e via Camponeschi; SLD SLV C1 H T1 TR = 50 TR = 475 0.05 16.45 0.41 Se(T1) Se(T1) 2.825 7.069 N Γ q 3 1.286 2.00 SLD SLV TR = 50 TR = 475 accelerazione di progetto accelerazione di progetto Z0 0 0.127 0.153 Z1 4.95 0.111 0.139 Z2 10.35 0.233 0.291 Z3 16.45 0.370 0.463

Tab.5.5.Parametri sismici via Burri e via Camponeschi NTC2008

 facciata sul cortile;

SLD SLV C1 H T1 TR = 50 TR = 475 0.05 16.00 0.40 Se(T1) Se(T1) 2.885 7.069 N Γ q 3 1.286 2.00 SLD SLV TR = 50 TR = 475 accelerazione di progetto/g accelerazione di progetto/g Z0 0 0.127 0.153 Z1 4.80 0.113 0.139 Z2 10.00 0.236 0.290 Z3 16.00 0.378 0.463

(32)

5.2.Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio

sismico del patrimonio culturale, luglio 2006

Per la determinazione della domanda, valutata in termini di accelerazione, definita secondo le Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale, sono state effettuate le seguenti assunzioni:

 latitudine NORD 42° 21’ (42.350000) e longitudine EST 13° 23’ (13.383333), il sito si trova all’interno del reticolo di riferimento dell’allegato B NTC 08, nella zona delimitata dai punti con ID 26305, 26306, 26527, 26528;

 categoria d’uso FREQUENTE e categoria di rilevanza MEDIA;  periodo di riferimento V = 50;

a 65% per lo stato limite di danno (SLD);

a 17% per lo stato limite di salvaguardia della vita (SLV);

Fissata la vita di riferimento V e P , probabilità di superamento della vita di

riferimento, il periodo di ritorno dell’azione sismica, T è esprimibile nel seguente modo:

= −

ln(1 − )

 SLD Stato Limite di Danno da Linee Guida, = −

( . )= 47 anni;

 SLV Stato Limite di Salvaguardia della Vita da Linee Guida,

= −

( . )= 268 anni;

I valori del T , calcolati secondo le linee guida, non sono contemplati

nell’allegato B delle NTC 08. Per calcolare il valore dei parametri ag, Fo, Tc*, si procede per interpolazione a partire dai dati relativi ai T _{, ,} (T _, il primo valore di T più piccolo rispetto a T calcolato, T _, il primo valore di T più

(33)

grande rispetto a T calcolato) previsti nella pericolosita sismica dell’allegato, utilizzando l’espressione seguente:

log , , ∗ _{= log} _, _, ∗ _{+ log} , ,

∗ , , ∗ × log , × log , , SLD SLV TR,1 = 30 TR,2 = 50 TR,1 = 201 TR,2 = 475 ID LON LAT ag Fo Tc* ag Fo Tc* ag Fo Tc* ag Fo Tc* 26305 13.355 42.385 0.787 2.400 0.270 1.038 2.330 0.280 1.904 2.310 0.320 2.606 2.360 0.350 26306 13.422 42.385 0.789 2.400 0.270 1.041 2.330 0.280 1.907 2.320 0.320 2.608 2.360 0.350 26527 13.355 42.335 0.785 2.400 0.270 1.036 2.330 0.280 1.902 2.310 0.320 2.604 2.360 0.350 26528 13.423 42.335 0.789 2.400 0.270 1.041 2.330 0.280 1.908 2.320 0.320 2.610 2.360 0.350 SLD SLV TR = 47 TR =268 ID LON LAT ag Fo Tc* ag Fo Tc* 26305 13.355 42.385 1.004 2.338 0.279 2.115 2.327 0.330 26306 13.422 42.385 1.007 2.338 0.279 2.118 2.333 0.330 26527 13.355 42.335 1.002 2.338 0.279 2.113 2.327 0.330 26528 13.423 42.335 1.007 2.338 0.279 2.119 2.333 0.330

Tab 5.7. Punti notevoli rete sismografica LINEE GUIDA

Calcolati i valori dei parametri ag, Fo, Tc*, per ogni punto del reticolo di

riferimento, si determina il valore di interesse utilizzando l’espressione seguente: , , ∗ ₌ ∑ ∑ 1 ∑pi/di 96.576 224.84 3 26.805 203.42 8 223.99 8 31.706 ∑1/di 96.154 96.154 96.154 96.154 96.154 96.154 SLD SLV TR = 47 TR = 268 LON LAT ag

(PGA) Fo sito Tc* sito

ag

(PGAD)

Fo sito Tc* sito

sito 13.383 42.350 1.004 2.338 0.279 2.116 2.330 0.330

* ag (PGA), accelerazione di domanda su suolo rigido

(34)

 terreno di categoria, B;

Dato il tipo di terreno è possibile definire il coefficiente di amplificazione stratigrafica, S e il coefficiente della categoria di sottosuolo, C , valutabile secondo l’espressione di tab. 3.2. V del § 3.2.3.2.1 delle NTC 08:

SLD SLV TR = 47 TR = 268 Ss Ss 1.00 ≤ 1.200 ≤ 1.20 1.00 ≤ 1.199 ≤ 1.20 TR = 47 TR = 268 Cc Cc 1.420 1.373

Tab.5.9. Coefficienti categoria terreno LINEE GUIDA

 categoria topografica T1, superficie pianeggiante o pendii e rilievi isolati con inclinazione media ≤ 15°, cui si associa un coefficiente di

amplificazione topografica, S = 1.0;

Definiti i valori dei parametri S e S , si determina il fattore di amplificazione stratigrafico S = S × S

SLD SLV

TR = 47 TR = 268

S S

1.200 1.199

(35)

I valori di TB, TC, TD dello spettro di risposta elastico in accelerazioni delle

componenti orizzontali per coefficienti di smorzamento viscoso pari a 5% sono definiti dalle espressioni del § 3.2.3.2.1:

SLD SLV

TR = 47 TR = 268

TB 0.132 0.151

TC 0.396 0.453

TD 2.010 2.463

Tab.5.11.Tempi di ritorno per costruzione spettri di risposta LINEE GUIDA

 facciata su via Burri e via Camponeschi;

SLD SLV C1 H T1 TR = 50 TR = 475 0.05 16.45 0.41 Se(T1) Se(T1) 2.732 5.910 N Γ q 3 1.286 2.00 SLD SLV TR = 50 TR = 475 accelerazione di progetto accelerazione di progetto Z0 0 0.123 0.129 Z1 4.95 0.108 0.117 Z2 10.35 0.225 0.244 Z3 16.45 0.358 0.387

(36)

 facciata sul cortile; SLD SLV C1 H T1 TR = 50 TR = 475 0.05 16.00 0.40 Se(T1) Se(T1) 2.789 5.910 N Γ Q 3 1.286 2.00 SLD SLV TR = 50 TR = 475 accelerazione di progetto/g accelerazione di progetto/g Z0 0 0.123 0.129 Z1 4.80 0.110 0.116 Z2 10.00 0.228 0.242 Z3 16.00 0.366 0.387

(37)

5.2.1.Analisi di risposta sismica locale

Infine, per la risposta sismica locale si è fatto riferimento ai dati forniti dal sito dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), sezione “Banche Date”, parte “Sismologia Strumentale – ITalian ACcelerometric Archive (ITACA)”. All’interno del sito, cliccando la voce “L'Aquila seismic sequence strong motion records Source: ITACA archive” e poi il link relativo a “Event Name – L’Aquila Mainshock” si ottengono i dati rilevati il giorno 6 aprile 2009 ore 01:32:39 di tutte le stazioni accelerometriche italiane.

Tra le 70 registrazioni accelerometriche del terremoto aquilano del 6 aprile

2009, la registrazione della stazione AQU (Aquila Castello), localizzata a

circa 550 m da via Camponeschi, è stata ritenuta la più idonea

come input sismico del sito. Da una parte, infatti, la stazione considerata è molto vicina al sito in esame; dall'altra, le sue caratteristiche di terreno ai fini della risposta sismica risultano simili a quelle rilevate in prossimità del sito di via Camponeschi, sulla base delle indagini sperimentali svolte

successivamente al terremoto.

Alla risposta sismica locale non si considera il fattore di amplificazione S ai

fini del calcolo di _, , in quanto la RSL fornisce già una stima

dell’accelerazione attesa.

LON LAT ag,sito (PGA) sito 13.383 42.350 4.265 * ag,sito (PGA), accelerazione di domanda su suolo rigido

(38)

 facciata su via Burri e via Camponeschi; C1 H T1 Se(T1) 0.05 16.45 0.41 4.137 N Γ q 3 1.286 2.00 accelerazione di progetto/g Z0 0 0.217 Z1 4.95 0.158 Z2 10.35 0.330 Z3 16.45 0.542 Tab.5.13.Parametri sismici via Burri e via Camponeschi INGV

 facciata sul cortile;

C1 H T1 Se(T1) 0.05 16.00 0.40 3.959 N Γ q 3 1.286 2.00 accelerazione di progetto/g Z0 0 0.217 Z1 4.80 0.156 Z2 10.00 0.324 Z3 16.00 0.519 Tab.5.14.Parametri sismici facciata sul cortile INGV

Dal rapporto fra la capacita e la domanda, valutate in termini di accelerazione, si ottiene il livello di sicurezza della struttura:

=

∗ ,

(39)

5.2.2.Calcolo del fattore di confidenza FC

In base a quanto stabilito dalla Circolare 617 del 02/02/2009 al punto C8A.1.A.4 il livello di conoscenza acquisito è LC2 :

 è stato effettuato il rilievo geometrico, le verifiche in situ sono estese ed esaustive sui dettagli costruttivi e le indagini in situ sulle proprietà dei materiali anche queste estese. Il corrispondente fattore di confidenza è FC=1.2.

(40)

6.Meccanismi locali di ribaltamento

Nell' intento di apportare alla struttura una serie di interventi di ripristino con l'obiettivo di garantire la sicurezza sia nei riguardi dello SLD e dello SLV, quello che si vuole ottenere dall'analisi dei meccanismi fuori piano è il valore del tiro da applicare alla parete considerata.

Il procedimento seguito presuppone:

 la modellazione dell' elemento isolato dal resto della struttura;  il calcolo delle forze peso associate alle masse che partecipano al

meccanismo;

 il calcolo delle forze esterne di tipo statico, con approssimazioni per quel che riguarda la spinta delle volte.

In prima analisi si studia la meccanica del cinematismo di ribaltamento, sviluppando l'ipotesi contemplata nella Circolare 617 del 2009, nella premessa introduttiva dell'allegato C8A.4, di arretramento della cerniera rispetto allo spigolo della sezione al fine di attuare una simulazione più realistica del comportamento. Tale valore si trova mediante considerazioni d'equilibrio qui di seguito riportate:

=∑

(41)

Secondo un'analisi sezionale il cinematismo si attiva attorno al punto che delimita la parte della sezione che si trova interamente in situazione di crisi per compressione.

Secondo un'analisi strutturale si possono riscontrare tanti cinematismi quanti sono il numero dei piani, ognuno dei quali è caratterizzato da una distanza diversa di arretramento della cerniera rispetto allo spigolo esterno. Questa cerniera individua in profondità la linea attorno a cui avviene la rotazione fuori dal piano; nel cinematismo che si individua come C1 tale linea si trova in corrispondenza del piede del muro del piano terra e nei cinematismi

successivi Ci questa linea sale e si posiziona al piede del muro del relativo piano i.

Quando si assegna una rotazione θ si possono distinguere forze stabilizzanti e forze destabilizzanti.

Le forze stabilizzanti agiscono in senso verticale e sono contrarie al verso della rotazione θ .Sono:

 le forze peso Pmi dei vari muri e i carichi che arrivano all'ultimo piano

dalla copertura Pco;

 le forze trasmesse staticamente dagli impalcati di piano Ssi.

Le forze destabilizzanti hanno lo stesso verso della rotazione θ e a queste è associato il moltiplicatore α0. Sono:

 le forze di massa Fmi proporzionali ai pesi dei muri;

 le forze di massa Fsi proporzionali ai pesi dei solai (a quella parte di

solaio che si considera spingere su quell'elemento e a cui va aggiunto un 30% dei carichi orizzontali)

Tutte le forze esterne Fh non intervengono nel fattore che moltiplica α0 e si

suddividono in destabilizzanti ( spinta delle volte ) e stabilizzanti (tiro dei solai tassellati).

(42)

Secondo la formula (C8A.4.1) si calcola α0 considerando nullo il lavoro di

forze interne Lfi ed osservando che la rotazione virtuale si elide e i valori degli

spostamenti si trasformano così nei valori dei bracci dei punti di applicazione delle varie forze rispetto alla cerniera secondo un noto teorema della

meccanica razionale.

E' importante osservare che il calcolo si fa con il programma Excell; in questa prima fase si imposta una casella vuota per il valore del tiro (che rimane

incognito) ricordandosi di considerarlo comunque nel calcolo del moltiplicatore.

Infine si trova il valore dell'accelerazione di attivazione mediante la formula riportata nel paragrafo 2.3 con riferimento al valore della massa partecipante M*:

6.1.Calcolo del Tiro T

Individuata l' accelerazione di attivazione per ogni cinematismo la si confronta con i valori delle accelerazioni di progetto relative a ogni piano.

Pensando all’attivazione del cinematismo C3 si riesce a calcolare l’unica incognita T3, il tiro che deve assorbire il solaio dell’ultimo piano.

Considerando poi l’attivazione del cinematismo C2 e ipotizzando che tutti gli impalcati abbiano la stessa rigidezza nei confronti delle forze assiali, si può pensare che la distribuzione di spostamenti e quindi di forze sia lineare: allora si riesce a trovare il tiro T2 nel secondo impalcato imponendo che T3 abbia il valore trovato precedentemente; con le medesime considerazioni dal

(43)

6.2.Meccanismo di ribaltamento 1: Facciata su Via Burri

Il primo dei cinematismi da verificare è quello relativo a una porzione del prospetto su via Burri; questa parte è quella piu a Est nel prospetto stesso, individua in pianta il corridoio ed è ammorsata con la parete che corre lungo il prospetto di via Camponeschi. Più avanti, infatti, quando si tratterà il

meccanismo dello scorrimento nel piano della parete di via Camponeschi, si terrà conto dell' interazione in termini di forze tra queste due. La sezione considerata si estende sul prospetto per una lunghezza di 5,6 m e raggiunge un altezza totale di 16,40 m.

Fig 6.2.Zona in pianta interessata al meccanismo di ribaltamento

6.2.1. Analisi del danno

Il tentativo di ribaltamento fuori del piano della parete è associato al distacco del cuneo laterale murari ortogonali alla parete stessa. Il segno più evidente di tale distacco è quello delle lesioni diagonali presenti sulla facciata in via Camponeschi,

La porzione di fabbricato coinvolta nel cinematismo riguarda solo una porzione dell’intera facciata aggettante su via Burri. Questa ipotesi è stata

(44)

portata avanti in virtù del fatto che la lesione verticale della suddetta facciata, sembra dovuta ad un distacco fra due corpi di fabbrica addossati, differenti per epoche realizzative e tecnologie costruttive. La suddetta ipotesi è stata confermata oltre che da approfondimenti di indagine costituiti da scansioni

termografiche anche dalla valutazione del quadro fessurativo inteno. Le due lesioni diagonali passanti parallele presenti sui due maschi murari, ortogonali alla parete in ribaltamento, e la lesione longitudinale presente sulla volta confermano la bontà delle suddette ipotesi.

(45)

Fig 6.3 Foto del profilo so Via Burri esplicative del danno subito

6.2.2.Rappresentazione e analisi dei meccanismi locali

(46)

CINEMATISMO C2

CINEMATISMO C3

(47)

Le forze che gravano su questa sezione sono i pesi dei muri e le forze di massa che questi ultimi generano in direzione orizzontale (come spiegato ampiamente nella parte precedente gli uni in relazione con le altre a meno del moltiplicatore α0 ).

Muro t (piano terra)

Spessore 1,0 m

Altezza 4,9 m

area aperture 6,46 m2

spessore paretina esterna in betoncino fibrorinforzato 0,05 m spessore paretina interna in betoncino fibrorinforzato 0,05 m Muro 1 (primo piano)

Spessore 0,8 m

Altezza 5,4 m

spessore paretina esterna in betoncino fibrorinforzato 0,05 m spessore paretina interna in betoncino fibrorinforzato 0,05 m Muro 2 (secondo piano)

Spessore 0,8 m

Altezza 6,1 m

spessore paretina esterna in betoncino fibrorinforzato 0,05 m spessore paretina interna in betoncino fibrorinforzato 0,05 m

(48)

Moltiplicando il peso specifico della muratura (18 KN/m3) per il volume dei rispettivi muri al netto delle aperture si ottengono così i pesi dei vari muri; accanto a questi si considerano anche i pesi delle paretine ottenuti

moltiplicando peso specifico del betoncino (25 KN/m3) per il volume:

Peso muro piano terra Pmt 284,67 KN Peso paretina esterna piano terra Pp ext 19,77 KN

Peso paretina interna piano terra Pp int 19,77 KN Peso muro piano primo Pm1 278,93 KN Peso paretina esterna piano primo Pp ex1 24,21 KN

Peso paretina interna piano primo Pp in1 24,21 KN Peso muro piano secondo Pm2 354,10 KN Peso paretina esterna piano secondo Pp ex2 _{30,74 KN}

Peso paretina interna piano secondo Pp in2 _{30,74 KN}

Nell’analizzare l’influenza degli impalcati, sia in termini di forze d’inerzia che di forze statiche, si individua l’area d’ influenza di questi impalcati con un triangolo isoscele a 45°con base ovviamente sul muro di via Burri. Le caratteristiche geometriche e meccaniche degli impalcati sono:

Caratteristiche impalcato 1 e 2

area d'influenza carichi dinamici 5,06 m2 spessore pavimentazione in legno 0,02 m

spessore massetto 0,04 m

spessore soletta 0,12 m

(49)

Caratteristiche impalcato sottotetto e copertura area influenza copertura 10,125 m2 area influenza sottotetto 5,0625 m2 spessore sottotetto in legno 0,15 m

peso specifico soletta 25,00 KN/m3 peso specifico del riempimento 1,50 KN/m3 peso specifico della volta 17,00 KN/m3

peso della copertura 2,00 KN/m2

carico neve 1,30 KN/m2

carichi accidentali 3,00 KN/m2

peso specifico del legno 5,00 KN/m3 peso specifico del massetto 5,00 KN/m3

Le forze orizzontali che genera queste aree d’influenza sulla parete hanno valore

Mentre i contributi verticali e stabilizzanti sui muri sono: Fs2 Forza d’ inerzia dell’impalcato al secondo piano 26,33 KN

Fs1 Forza d’inerzia dell’impalcato al primo piano 26,33 KN Fco Forza d’inerzia dell’impalcato del sottotetto 24,05 KN

(50)

Ss2 26,33 KN Ss1 26,33 KN

Nota l'entità dei carichi verticali si valuta l'arretramento delle cerniere secondo la (XXXXXX) per ogni cinematismo:

CINEMATISMO C1 0,121 m CINEMATISMO C2 0,083 m CINEMATISMO C3 0,050 m

In base a questo valore si stimano i valori dei bracci delle forze stabilizzanti, avendo applicato le forze peso nel baricentro e la risultante dalla copertura arretrata di 5 cm rispetto al baricentro.

CINEMATISMO C1 bSco 0,329 m bPm2 0,279 m bPm1 0,279 m bPmt 0,379 m bSs2 0,329 m bSs1 0,429 m CINEMATISMO C2 bSco 0,367 m bPm2 0,317 m bPm1 0,317 m bSs2 0,317 m CINEMATISMO C3 bSco 0,40 m

(51)

bPm2 0,35 m

I valori dei bracci delle forze destabilizzanti sono:

CINEMATISMO C1 bFmt 2,475 m bFm1 7,650 m bFm2 13,4 m bFs1 4,95 m bFs2 10,35 m bFco 16,45 m CINEMATISMO C2 bFm1 2,700 m bFm2 8,450 m bFs2 5,400 m bFco 10,35 m CINEMATISMO C3 bFm2 3,05 m bFco 6,1 m

I bracci delle forze delle destabilizzanti relativi alle forze d’inerzia delle paretine sono uguali, per quanto riguarda l’ analisi cinematica lineare, ai bracci delle forze d’ inerzia delle forze destabilizzanti.

(52)

(53)

Per passare dal concetto di moltiplicatore all’accelerazione d’attivazione, come già visto nell’introduzione al capitolo 4, bisogna calcolare il valore della massa partecipante M*, paragrafo 2.3 e confrontarla con la massa totale M; in questo caso i valori riscontrati sono:

Dal cinematismo C3 si ricava subito il valore di T3, cioè il tiro che andrà a

gravare sull’ impalcato del sottotetto, imponendo l’uguaglianza tra

l’accelerazione d’attivazione del meccanismo (a0) e l’accelerazione sismica

di progetto (ag) calcolata come da FORMULAXXXXXXXXXXXXXXXXXX

(PARTE SULLO SPETTRO SPADONI) nei riguardi dello SLV, e ricavando, tramite “Ricerca obiettivo”, l’unica incognita T3.

Si ottiene T3 = 49,4 KN.

Ipotizzando adesso che tutti gli impalcati forniscano la stessa rigidezza alla traslazione orizzontale e quindi la stessa rigidezza nei confronti del

ribaltamento della parete di via Burri, per il cinematismo C2, si può pensare che la distribuzione degli spostamenti e quindi delle forze sia lineare. Si impone ancora che l’accelerazione d’attivazione sia uguale all’accelerazione

spettrale nel cinematismo C2, ricercando il valore di T2 e vincolando T3 ad

essere proporzionale a T2 mediante la seguente relazione di linearità:

3=

(ℎ₁+ ℎ₂) ℎ1 ∙ 2

dove h1 e h2 sono rispettivamente le altezze del primo e secondo piano.

Si ottiene T2 = 12,8 KN e T3 = 27,3 KN.

Con le stesse ipotesi fatte per C2 si va a ricavare il tiro al primo impalcato necessario a rendere l’accelerazione d’attivazione uguale a quella di

progetto, stabilendo dei vincoli di linearità per T2 e T3 analoghi al precedente.

Si ottiene T1 = 10,1 KN, T2 = 21,2 KN e T3 = 33,7 KN.

M(kg) M*(kg) FC e*

C1 101365,023 78160,7188 1,2 0,771 C2 69663,1881 29729,1581 1,2 0,427 C3 38546,6743 36619,0401 1,2 0,950