1
UNIVERSITÀ DI PISA
SCUOLA DI INGEGNERIA
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA EDILE
(CLASSE LM-24)
TESI DI LAUREA
Consolidamento sismico ed adeguamento illuminotecnico di una struttura
sportiva al coperto nel comune di Arcola (SP).
Candidato: Provenzano Davide Relatori: Prof. Ing. Francesco Leccese
Prof. Ing. Mauro Sassu
Ing. Alessandro Gioeli
Ing. Michele Rocca
2 A tutti quelli che mi hanno sempre invitato a fare un passo avanti, per non cadere mai indietro.
3
Indice
Introduzione. ………….Pag. 1
1. Analisi della struttura sportiva al coperto “Guido Rossa” di Arcola (SP)
1.1.Rilievo architettonico e disegni ………….Pag. 2 1.1.1 Il primo progetto della struttura sportiva ………….Pag. 2 1.1.2 Il secondo progetto della struttura sportiva ………….Pag. 4 1.1.3 Lo stato di fatto della struttura sportiva .……….Pag. 10 1.1.4 Disegni .……….Pag. 15 1.2.Rilievo strutturale .……….Pag. 16 1.2.1 Documentazione risalente al periodo di edificazione .……….Pag. 16 1.2.2 Documentazione risalente all’ultima indagine .……….Pag. 25 1.2.3 Il controllo delle saldature .……….Pag. 31 1.3.Rilievo dei consumi energetici .……….Pag. 35 1.3.1 Sistemi di illuminazione .……….Pag. 36 1.3.2 Sistemi di produzione dell’acqua calda sanitaria .……….Pag. 39 1.3.3 Profilo di utilizzo della struttura sportiva .……….Pag. 40 1.3.4 Analisi delle voci di una bolletta dell’energia elettrica .……….Pag. 42 1.3.5 Consumi di energia elettrica relativi al 2013 .……….Pag. 48 2. Aspetti normativi
2.1.La normativa sulla sicurezza strutturale delle costruzioni civili .……….Pag. 56 2.1.1 D.M. 14 Gennaio 2008 Norme Tecniche per le Costruzioni .……….Pag. 56 2.2.La normativa sull’efficienza energetica dei sistemi di illuminazione .……….Pag. 58 2.2.1 UNI EN 12193:2001 .……….Pag. 60 2.2.2 UNI EN 15193:2008 .……….Pag. 60 2.2.3 UNI 11165:2005 .……….Pag. 61 2.2.4 UNI/TS 11300-2:2008 .……….Pag. 61 3. Analisi dei carichi
3.1 Carichi statici .……….Pag. 62 3.1.1 Calcolo dei pesi propri G1 .……….Pag. 63
3.1.2 Calcolo dei pesi portati G2 .……….Pag. 71
3.1.3 Calcolo del carico vento QV .……….Pag. 74
3.1.4 Calcolo del carico neve QN .……….Pag. 78
4
3.2 Carichi sismici .……….Pag. 80
3.2.1 Pericolosità sismica del sito .……….Pag. 80
3.2.2 Valutazione dell’azione sismica .……….Pag. 83 3.2.3 Combinazioni di carico .……….Pag. 89 4. Modellazione strutturale e tipologia di analisi
4.1 I modelli analitici .……….Pag. 90 4.1.1 Confronto tra i modelli .……….Pag. 94 4.1.2 Il modello Time History .……….Pag. 99 4.2 L’analisi dinamica lineare ……….Pag. 102 4.2.1 L’analisi modale ……….Pag. 103 4.2.2 Lo spettro di risposta ……….Pag. 104 4.2.3 La combinazione degli effetti ……….Pag. 106 5. Valutazione della sicurezza sullo stato di fatto
5.1 Valutazione della sicurezza per azioni statiche nei pilastri ……….Pag. 108 5.1.1 Verifica a presso-flessione ……….Pag. 108 5.1.2 Verifica alle sollecitazioni taglianti ……….Pag. 110 5.1.3 Verifica della snellezza limite ……….Pag. 111 5.1.4 Verifica dei dettagli costruttivi ……….Pag. 112 5.2 Valutazione della sicurezza per azioni sismiche nei pilastri ……….Pag. 113 5.2.1 Verifica a presso-flessione ……….Pag. 113 5.2.2 Verifica per sollecitazioni taglianti ……….Pag. 116 5.2.3 Verifica dei dettagli costruttivi ……….Pag. 117 5.3 Valutazione della sicurezza per i pannelli di tamponatura ……….Pag. 119 5.3.1 La modellazione dei pannelli di tamponatura ……….Pag. 120 5.3.2 La valutazione della forza sismica orizzontale Fa ……….Pag. 121 5.3.3 Verifica dei pannelli di tamponatura ……….Pag. 123 5.3.4 Verifica delle travi di copertura ……….Pag. 123 5.4 Valutazione del tempo di ritorno dell’azione sismica ……….Pag. 124 5.4.1 Calcolo della pericolosità sismica limite ……….Pag. 127 5.4.2 Calcolo del tempo di ritorno limite ……….Pag. 132
5
6. Calcolo dei fabbisogni energetici
6.1.L’indice EPILL ……….Pag. 133
6.1.1 Il fattore di illuminamento costante FC ……….Pag. 137
6.1.2 Il fattore di dipendenza dall’occupazione FO ……….Pag. 138
6.1.3 Il fattore di dipendenza dalla luce diurna FD ……….Pag. 140
6.1.4 Esempio di calcolo ……….Pag. 148 6.1.5 Calcolo fabbisogno energetico EPill per la palestra di Arcola ……….Pag. 165
6.2.L’indice EPACS ……….Pag. 186
6.2.1 Il fabbisogno energetico per la produzione di acqua calda sanitaria QHW………Pag. 187
6.2.2 Il rendimento globale medio stagionale ηW ……….Pag. 189
6.2.3 Esempio di calcolo ……….Pag. 194 6.2.4 Calcolo fabbisogno energetico EPACS per la palestra di Arcola ……….Pag. 195
6.3.Confronto tra fabbisogni e consumi ……….Pag. 197 6.3.1 Valutazione della classe di qualità dell’illuminazione ……….Pag. 200 6.3.2 Modellazione illuminotecnica dell’esistente ……….Pag. 202 6.3.3 Verifica dei parametri illuminotecnici ……….Pag. 204 7. Interventi sulla struttura
7.1.Miglioramento sismico ……….Pag. 209 7.1.1 La scelta dell’intervento ……….Pag. 209 7.1.2 Dimensionamento e verifica dei controventi ……….Pag. 213 7.1.3 Dimensionamento e verifica degli incatenamenti ……….Pag. 222 7.1.4 Verifica dell’indice di rischio ……….Pag. 227 7.2.Adeguamento illuminotecnico ……….Pag. 229 7.2.1 La tecnologia LED ……….Pag. 230 7.2.2 L’intervento sulla palestra di Arcola ……….Pag. 232 7.2.3 Verifica dei parametri illuminotecnici ……….Pag. 234 7.2.4 Verifica del risparmio energetico ……….Pag. 244 8. Conclusioni ……….Pag. 253
6
Introduzione
Il ruolo del recupero e dell’adeguamento normativo del patrimonio edilizio esistente ha negli ultimi anni assunto un importanza predominante all’interno del macro-tema dell’edilizia sostenibile. In particolar modo due ambiti sono stati profondamente investigati dall’ente normatore sia a livello comunitario che nazionale, la progettazione antisismica e il fabbisogno energetico degli edifici. Il carattere delle nuove norme, introdotte a partire dalla seconda metà degli anni novanta del secolo scorso, consiste nell’abbandono del carattere puramente prescrittivo a favore di una impostazione prestazionale nella quale gli obiettivi della progettazione che la norma si prefigge sono dichiarati ed i metodi utilizzati allo scopo vengono giustificati. Questa nuova impostazione produce un duplice vantaggio: fornisce al progettista la consapevolezza della finalità e del rilievo di ogni singola operazione e consente alla committenza, sia pubblica che privata, di graduare le prestazioni richieste dall’opera ad esigenze specifiche di natura sociale ed economica.
Nella seguente trattazione verrà analizzato un edificio esistente, la palestra comunale Guido Rossa nel comune di Arcola (SP), sia per quanto riguarda il comportamento all’azione sismica che nei riguardi del consumo elettrico dovuto al sistema di illuminazione e alla produzione di acqua calda sanitaria. Si farà riferimento ai due approcci all’analisi energetica degli edifici proposti in ambito europeo, uno di natura progettuale (asset rating o design rating) che si basa su una stima del fabbisogno energetico ipotizzando un utente standard e condizioni di utilizzo teoriche, e uno di carattere operativo (operational rating) che si basa sull’analisi dei reali consumi energetici dell’edificio così come riportati dalla bollettazione. Tramite questo secondo metodo di analisi sarà possibile evidenziare le criticità di gestione energetica dell’edificio e in funzione di queste proporre interventi di riqualificazione mirati all’efficienza. Fulcro centrale dell’indagine energetica sarà la valutazione del fabbisogno energetico per l’illuminazione artificiale EPill tramite l’indicatore
numerico LENI e del fabbisogno energetico per la produzione di acqua calda sanitaria EPACS per
l’edificio in analisi.
Infine tramite l’utilizzo di software di modellazione strutturale e illuminotecnica quali SAP2000 e DIALUX verranno mostrati i risultati dell’indagini condotte e giustificate le scelte progettuali adottate al fine di ottenere da un lato un incremento della sicurezza strutturale dell’edificio e dall’altro una riduzione dei costi senza discapito del comfort visivo.
7
Capitolo 1
Analisi della palestra Guido Rossa di Arcola (SP)
1.1.
Rilievo architettonico e disegni
L’edificio oggetto dell’intervento è un impianto sportivo al coperto per attività motorie costruito nella frazione di Romito Magra nel comune di Arcola (SP). La costruzione dell’impianto risale alla fine degli anni settanta su commissione dell’amministrazione comunale che ne detiene ancor oggi la proprietà. Dalla documentazione consultata presso l’ufficio del Genio Civile di La Spezia è stato possibile desumere quanto segue:
1) Il progetto architettonico è stato curato nel 1976, in fase preliminare, dall’ufficio tecnico comunale di Arcola mentre il progetto definitivo, a seguito di un concorso di appalto, dal Dr. Ing. Mario Pasquini per conto della ditta ICESIA SAS di La Spezia nel 1978.
2) Il progettista e direttore dei lavori delle strutture in cemento armato è stato il Dr. Ing. Mario Pasquini dell’Ufficio Progetti della ditta IGECO-PONTELLO S.P.A che ne ha seguito la realizzazione nel 1978.
3) L’impresa appaltatrice dei lavori è stata la ditta IGECO – PONTELLO S.P.A di Vezzano Ligure (SP).
4) Il collaudo e l’esame della documentazione depositata al Genio Civile sono stati svolti dall’Dr. Ing. Flavio Tavilla nel 1978.
1.1.1. Il primo progetto della struttura sportiva
La prima stesura del progetto prevedeva la realizzazione di tre corpi di fabbrica distinti tra loro e uniti da corridoi di collegamento (v.fig.1.1). Il corpo centrale è costituito dalla palestra coperta ad un piano fuori terra avente pianta a forma rettangolare con raccordi a quarto di cerchio ai quattro angoli. Le dimensioni della palestra, agli assi delle colonne perimetrali, erano previste in 31,50 m di lunghezza per 23,55 m di larghezza con un’altezza di 8,35 m in facciata e netta interna di 7 m. L’interasse tra i pilastri è indicato in 2,85 m per i lati lunghi mentre di 3,71 m su quelli corti, la sezione mostra la copertura a travi ad omega di cui otto presentano cupole per l’introduzione di luce naturale nel locale. In questo progetto viene indicato in pianta il posizionamento degli apparecchi di illuminazione posti ortogonalmente all’asse longitudinale della palestra e alle gradinate riservate al pubblico e i principali componenti dell’impianto elettrico. L’ingresso al corpo della palestra è consentito tramite cinque ingressi, due dei quali ad uso esclusivo delle palazzine laterali ed uno in posizione sopraelevata per l’accesso alla parte alta delle gradinate. Si nota la presenza di una grande finestra a nastro in posizione
8
di rimpetto alle tribune. I due corpi laterali ad un solo piano fuori terra hanno dimensioni di 19,20 m di lunghezza per 7,20 m di larghezza per un’altezza utile interna di 3,00 m. In questo prima ipotesi di progetto i due corpi di fabbrica laterali, posti in posizione speculare rispetto all’asse della palestra ma non paralleli ad essa, dovevano svolgere le funzioni di servizio agli utenti del corpo centrale, in particolare sono evidenziati i locali adibiti a magazzino e spogliatoi, nel corpo di destra, e di locale medico, sala visite e direzione in quello di sinistra. Si possono inoltre notare nel corpo di fabbrica di sinistra dei locali composti da due camere, un soggiorno-cucina e un bagno, serviti da un ingresso indipendente e non comunicante con la palestra probabilmente predisposti per il custode dello stabile.
Figura 1.1 Foto tratta dalla tavola originale: pianta, prospetto e sezione longitudinale.
Nei particolari costruttivi inseriti in questa prima tavola sono già presenti i corpi dei pilastri caratterizzati dalle sporgenze di ancoraggio dei pannelli e la tipologia di fondazione a plinto isolato a cui sono vincolati i corpi portanti verticali. Nessuna informazione viene riportata sui pannelli di parete e sui loro particolari costruttivi né sulla stratigrafia del terreno sul quale poggia la costruzione.
9 1.1.2. Il secondo progetto della struttura sportiva
Il secondo progetto, più aderente allo stato di fatto della struttura, evidenzia la presenza di due corpi di fabbrica (v.fig.1.2): il corpo centrale formato dalla palestra alla quale non sono state apportate modifiche significative e la palazzina servizi resa unica e composta di due piani fuori terra. Proprio nell’eliminazione del terzo corpo di fabbrica consiste la modifica più importante al progetto iniziale, infatti ciò ha permesso ai progettisti di compattare al massimo la struttura portando a raggiungere la stessa volumetria con una minor superficie in pianta. Lo stesso principio progettuale è evidenziato anche dal ridursi del corridoio di raccordo tra la palestra e la palazzina che arriva ad assumere la funzione di ambiente di passaggio per l’utenza della palestra stessa.
Figura 1.2. Foto tratta dalla tavola originale: pianta, prospetto e sezione longitudinale.
La palazzina servizi presenta dimensioni in pianta di 19,20 m di lunghezza per 7,50 m di larghezza che arrivano fino a 13,50 m in corrispondenza del corridoio di giunzione alla palestra per un’altezza in gronda di 6,75 m. Al piano terreno sono presenti i locali spogliatoi posizionati simmetricamente rispetto alla scala che consente l’accesso ai piani superiori, e il locale tecnico della caldaia. Al primo piano si trovano invece indicati gli ambienti adibiti alla direzione e i locali del medico e dell’istruttore. Come nel precedente progetto alcuni locali, posti qui al piano primo, sono demandati alla residenza del custode dell’impianto con accesso però dal vano scala comune alla palazzina servizi.
10
Vengono forniti particolari aggiuntivi al progetto come la pianta delle fondazioni della palazzina (v.fig.1.3), in cui si evidenzia la presenza di una fondazione a trave rovescia composta da blocchi modulari e la pianta della copertura della stessa (v.fig.1.4) in cui sono indicati con la lettera [D] i pannelli tipo DEBI che compongono i solai.
Figura 1.3. Foto tratta dall'originale: pianta delle fondazioni della palazzina e del piano tipo.
11
In figura 1.4 sono rappresentati anche il particolare dell’attacco in gronda e della scala di raccordo tra i piani della palazzina. Il corpo centrale o palestra mantiene la copertura presente nell’ipotesi iniziale, formata da travi ad omega, ma cambia il sistema di infissi finestrati passando da un'unica finestra a nastro sui lati lunghi dell’edificio a otto finestre singole di 1,85 m di larghezza per 1,60 di altezza. Questa variante è dettata dal sistema costruttivo che sta alla base dell’opera e si rivela in questo secondo progetto (v.fig.1.5 e 1.6). La tamponatura è costituita infatti da pannelli prefabbricati in calcestruzzo armato vibrato (C.A.V.) che, provenienti dallo stabilimento, vengono posizionati e fissati ai pilastri soltanto in loco. Sono indicati nei disegni dieci tipi di pannelli diversi che vanno a comporre la tamponatura dell’opera (v.tab.1.1).
Tabella 1.1 Tipologie e numero di pannelli di tamponatura del corpo palestra.
Tipologia pannello E F G H I L M N P Q
Numero di pannelli 5 16 16 4 4 2 3 8 1 2
I pannelli si differenziano per dimensione e collocazione ma sono tutti accumunati dalla struttura composta da travetti in cemento armato come nei solai tipo Bausta intervallati da alleggerimenti in polistirene.
Gli unici pannelli a presentare sostanziali differenze sono i pannelli tipo G ed N che si trovano nella parte alta della costruzione ed hanno forma ad L al fine di sorreggere le travi di copertura. Questi pannelli hanno una armatura diversa e più nutrita rispetto agli altri che hanno la sola funzione di tamponatura. I pannelli H ed I sono posizionati ai lati delle porte nei raccordi a quarto di cerchio, in continuità con il primo progetto, mentre sparisce il doppio accesso sui lati corti presente nella prima stesura a favore di un'unica entrata alla palazzina servizi indicata dal pannello P che accoglie il vano porta.
Dalle carte consultate non è stato possibile stabilire quale sia l’esatta composizione dei raccordi a quarto di cerchio che vengono indicati tramite la sovrapposizione delle lettere A,B,C,D. Si può ipotizzare siano anch’essi costituiti da pannelli compositi ma non ci sono dettagli esaurienti in merito né nelle tavole né nei dettagli costruttivi.
12
Figura 1.5 Foto tratta dalla copia dell'originale: dettagli costruttivi pannelli E,F,G,H,I.
13
Per quanto riguarda la palestra vengono anche riportate esaurienti indicazioni in merito alle strutture di fondazione (v.fig.1.7). In accordo al primo progetto i pilastri, elementi portanti della struttura, si innestano su plinti a bicchiere non raccordati tra loro. Viene qui però precisata la differenza tra i plinti disposti sui lati longitudinali e trasversali evidenziando le maggiori dimensioni dei primi rispetto ai secondi. Inoltre è graficamente indicata l’esistenza di una nastro di sottofondazione armata con la funzione di ripartire in modo distribuito il carico gravante della struttura al fine di scongiurare eventuali carenze di portanza del terreno. Sono molto più esaustivi anche i dettagli costruttivi delle giunzioni tra pannelli e pilastri (v.fig.1.8) in cui si indicano i sistemi di saldatura a piastre parallele e i ferri di ancoraggio al corpo del pilastro con la loro disposizione longitudinale e trasversale. Inoltre sono visibili nei disegni (v.fig.1.9) anche i pannelli di copertura utilizzati nei raccordi circolari laddove la copertura non è composta dalle travi ad omega. Anche questi, come tutte le tamponature della palestra, sono formati da strutture prefabbricate e la doppia simmetria del corpo di fabbrica consente che sia limitato a tre il numero delle tipologie.
14
Figura 1.8 Foto tratta dalla copia dell’originale: dettagli costruttivi giunzione pannello – pilastro.
15 1.1.3. Lo stato di fatto della struttura sportiva
A seguito della visita fatta sul luogo dove sorge la costruzione il giorno 22 Gennaio 2014 è stato possibile osservare lo stato di conservazione dell’opera e le reali corrispondenze e difformità con il progetto strutturale cartaceo della stessa. L’edificio sorge al centro della frazione di Romito Magra nel comune di Arcola (SP) in prossimità della Via provinciale Sarzana – Lerici e della strada comunale di Via Gaggiola collocato nelle prossimità di un istituto scolastico in una zona a prevalenza residenziale. L’accesso all’area esterna allo stabile non è precluso da recinsioni di alcun tipo e non sono identificati parcheggi di pertinenza esclusiva della palestra (v.fig.1.10 e 1.11).
Figura 1.11 Principali accessi alla struttura. - Strada Provinciale Sarzana/Lerici (Blu) - Via Gaggiola (Rosso) - Strada Comunale Romito/Trebbiano (Verde)
16
A prima vista l’edificio si presenta composto da un corpo unico di forma rettangolare con raccordi circolari ai vertici non rivelando la sua struttura a pannelli composti (v.fig.1.12-1.14). Sono ben evidenti i pilastri circolari ed i loro giunti di ancoraggio alle pannellature mentre non si notano le travi ad omega celate da una copertura lievemente inclinata visibile soltanto da posizione sopraelevata rispetto al terreno. È visibile sin da subito il degrado delle strutture di finitura in particolar modo nei punti più esposti alle intemperie, come la sommità dei pilastri, o allo smaltimento delle acque come nel caso dei pluviali. Non si riscontra, in prima analisi, nessun segnale di lesione significativa della struttura né per quanto riguarda il corpo di fabbrica né per quanto concerne gli impianti. Percorrendo il perimetro esterno dell’opera si osserva il lavoro di asportazione del terreno e la costruzione del rilevato sul lato Nord, Nord – Est della costruzione che consente, tramite una rampa, l’accesso alla palazzina. È proprio quest’ultima che presenta esternamente i maggiori segnali di incuria evidenziati dalle lesioni dell’intonaco, dall’assenza dei canali di regimazione delle acque meteoriche e dai vistosi danni agli infissi.
Figura 1.12 Foto lato Nord-Ovest. Figura 1.13 Foto lato Sud - Est
17
Ad un analisi più attenta sul corpo esterno della palestra si nota la presenza di alcune piastre sporgenti di forma e lunghezza variabile demandate al sostegno degli attrezzi a parete presenti nella stessa e di cerchiature in vistoso stato di ossidazione nella parte alta di alcuni pilastri (v.fig.1.15e 1.16).
Figura 1.15 Foto di alcune delle piastre sulla parete esterna.
18
La visita in loco ha rivelato una conformità con il secondo progetto dell’edificio per quanto riguarda le componenti strutturali dell’impianto, la disposizione degli infissi e la destinazione d’uso del complesso. Tale conformità si risolve però in due componenti:
– La copertura: prendendo visione del complesso da posizione sopraelevata rispetto al piano su
cui si attesta la costruzione è possibile notare la presenza di una copertura leggera a due falde di cui non si trova traccia nei documenti visionati (v.fig.1.17).
– Il corpo laterale: mentre nel progetto architettonico originario l’aggetto laterale al corpo centrale della palestra aveva dimensioni contenute con funzione esclusiva di accesso alle gradinate interne qui si presenta come un volume che occupa l’intero lato Nord-Ovest della costruzione (v.fig.1.18 e 1.19). Questo volume si presenta esternamente formato da pannellature di materiale plastico in evidente stato di degrado, mentre all’interno si compone di una struttura prefabbricata con funzione di spogliatoio per gli utenti della palestra. Da un indagine interna si è constatato che la struttura prefabbricata è posta in posizione sopraelevata rispetto il piano di calpestio a causa delle continue infiltrazioni d’acqua che provocano, a detta del custode dello stabile, l’impraticabilità dei locali spogliatoi. Inoltre non si trova traccia alcuna dell’annesso presente nel progetto dell’opera suggerendo una sua demolizione ai fini dell’inserimento del complesso plastico prefabbricato oppure di una sua mai avvenuta edificazione.
19
Figura 1.18 Foto esterna del corpo laterale.
20
L’interno della palestra si presenta in buono stato di conservazione (v.fig.1.20) con limitati danni all’intonaco e ad alcuni terminali d’impianto. Coerentemente con il progetto la palestra è suddivisa da un parapetto in due aree, destinate una alla pratica dell’attività sportiva e l’altra alla visione degli spettatori. Alzando gli occhi al soffitto si può vedere la struttura di copertura a travi ad omega e gli apparecchi di illuminazione in apparente buono stato e posizionati in accordo alla tavole visionate. Alle pareti sono evidenti le tubazioni di impianto.
Figura 1.20 Foto interna alla palestra.
1.1.4. Disegni.
Vengono di seguito riportate le ricostruzioni grafiche dello stato di fatto dell’opera che si compongono di:
– TAV.1 Inquadramento geografico dell’area oggetto di intervento;
– TAV.2 Pianta quotata scala 1:150;
– TAV.3 Prospetti quotati scala 1:150;
21
1.2.
Rilievo strutturale
Il rilievo strutturale dell’opera è stato compiuto tramite l’analisi della documentazione tecnica riguardante l’edificio la quale interessa sia la concezione originaria dell’opera che i successivi interventi sulla stessa.
1.2.1 Documentazione risalente al periodo di edificazione della struttura
Per gentile concessione dell’Ufficio Tecnico comunale di Arcola è stato possibile visionare oltre agli elaborati grafici di cui si è parlato anche la:
Relazione di calcolo: redatta ad opera della ditta I.GE.CO Pontello S.p.a. contiene le principali verifiche manoscritte dall’Ingegner Pasquini sulle saldature e gli elementi principali che compongono la struttura resistente oltre ai pesi dei singoli elementi. L’analisi viene compiuta riportando i pesi dalla copertura fino all’attacco di fondazione ben evidenziando le eccentricità che si manifestano al fine di controllare che la risultante dei carichi cada all’interno del nocciolo di inerzia non parzializzando la fondazione, che risulta compressa.
Relazione illustrativa: compilata ai sensi della Legge 5 Novembre 1971 n.1086 indica le figure che hanno preso parte alla realizzazione dell’opera, l’ubicazione della stessa e la sua tipologia costruttiva. In particolar modo vengono indicate le caratteristiche costruttive delle strutture prefabbricate composte da:
– 0,4 mc di sabbia
– 0,8 mc di ghiaietto vagliato
– 300 Kg di cemento1
– FeB44 K utilizzato come indicato dai calcoli e dai disegni esecutivi.
Computo metrico estimativo: questo documento fornisce in modo dettagliato e cronologico quelle che sono gli interventi eseguiti in preparazione all’opera e consente di valutare visivamente la loro incidenza volumetrica ed economica. Viene indicato come primo intervento uno scavo di splateamento generale su tutta la superficie interessata dal fabbricato, c.a. 900 mq, con successivo stendimento del materiale di risulta. Successivamente è realizzato lo scavo di fondazione per l’alloggio dei plinti con mezzo meccanico e il getto di calcestruzzo R 325 per sottofondazione di spessore medio 20 cm e, su tutta la superficie di sottofondo, la formazione di uno strato drenante in misto fiume dello spessore di 35 cm. Infine dopo la realizzazione del massetto impermeabilizzato di
22
cemento armato con rete elettrosaldata di spessore 10 cm sono elencate le strutture prefabbricate in CAV2 ed in Betongeco composte in opera e formate da:
– 32 Plinti sez. 230/270 x 180 x 100;
– 32 Colonne Φ60;
– Pannelli di tamponamento piani dello spessore di 20 cm per c.a. 620 mq;
– 10 tegoli OMEGA in Betongeco;
– Lastre DEBI I2 per completamento copertura per un totale di 132 mq;
– Gradinate.
Il tutto dato in opera compresi i getti di completamento.
Relazione Geotecnica: In questa sono riportate le rilevazioni effettuate sul terreno prima dell’edificazione dell’opera che attestano le scarse condizioni di affidabilità qualora non si intervenga con opere di consolidamento. Le cause di quanto rilevato vengono sintetizzate in:
– “Presenza in superficie (fino a -1,20 m) di argilla sciolta satura d’acqua mista a rilevanti
quantità di materia organica vegetale”;
– “Presenza a quota inferiore (fino a -2,00 m) di argilla solo leggermente più compatta, con
un rilevante volume di porosità, tale da lasciar prevedere cedimenti sotto l’azione di fondazioni dirette sottoposte a carichi isolati”;
– “Presenza di elevati volumi di acqua superficiale meteorica, dovuta alla particolare
conformazione dell’area circostante il cantiere, con conseguente variazione imprevedibile dell’imbibimento degli strati superficiali, e conseguentemente delle loro capacità portanti.”3
Pertanto al fine di ovviare alle mancanze del terreno e aumentare le capacità portanti dello stesso la relazione indica l’esecuzione dei seguenti interventi ed accorgimenti:
– “I carichi delle strutture non dovranno essere più sopportati da fondazioni isolate, ma si
dovrà avere il massimo collegamento economicamente compatibile tra i punti di applicazione dei carichi puntuali”;
– “Il primo strato di argilla sciolta e materia organica vegetale dovrà essere completamente
asportato per una larghezza superiore del 40% circa alla larghezza del plinto di fondazione”;
2 Cemento Armato Vibrato.
23
– “Il secondo strato argilloso dovrà essere consolidato, in modo da omogeneizzare la
distribuzione delle porosità, riducendone convenientemente il valore”;
– “Dovrà essere previsto un opportuno anello continuo di drenaggio, che interessi la
sottofondazione (resa continua secondo quanto indicato al punto 1)”;
– “In nessun caso i carichi sul terreno così modificato dovranno superare 0,5 Kg/cm²”.
In pratica si concretizzano nei seguenti lavori alle opere di fondazione:
– “Scavo fino a quota -1,80 m per le larghezze indicate (3,10 m e 3,90 m rispettivamente) continuo (circa 705 mc)”;
– “Riempimento con misto di fiume a porosità uniforme fino a quota -0,15 m effettivi dal piano
di imposta dei plinti di fondazione, rullato e vibrato a strati di 20 cm, in modo da consolidare il terreno sottostante e da creare un anello drenante (circa 300 mc)”;
– “Formazione di anello continuo di sottofondazione armata, per la massima distribuzione
dei carichi puntuali, spessore 15 cm. (cls R 200 circa 58 mc; rete e ferro di armatura circa
3850 Kg).”4
Nell’ultima parte della relazione viene eseguito il calcolo delle tensioni sul terreno dati i carichi degli elementi in elevazione, evidenziando come una volta realizzata la sottofondazione le tensioni si mantengano inferiori a 0,5 Kg/cm² come richiesto dal terreno. I pesi degli elementi sono cosi indicati:
Tabella 1.2 Pesi dei principali elementi.
Elemento Sigla Carico [Kg] Distanza dal filo esterno della colonna [cm]
Colonna P1 7600 30 Plinto P2 6000 90 Tamponamento P3 4500 95 Trave P4 1600 95 Copertura P5 12540 115 TOTALE R 32240 86
24
Figura 1.21. Schema degli interventi.
25 Certificato di collaudo: Redatto ai sensi dell’articolo 7 della legge 5 Novembre 1971 n.1086 dall’Ingegner Tavilla e depositato al Genio Civile di La Spezia. In questo documento sono presenti una rapida descrizione dell’opera, le principali figure che hanno preso parte alla progettazione e alla realizzazione del fabbricato e le prove che sono state eseguite sui materiali che lo compongono. In particolar modo sono presenti le prove a compressione su i provini di conglomerato cementizio prelevati nel corso della prefabbricazione delle colonne della palestra effettuati dal laboratorio ufficiale di Scienza delle Costruzioni dell’Università di Pisa:
Tabella 1.3 Ricostruzione delle informazioni principali presenti nella relazione 36130 del 15/11/1976
Contrassegno Peso [Kg] Dimensioni [cm] Area compressa [cm²] Resistenza Data Totale [t] Per cm² [kg] Dichiarata della confezione Dichiarata della prova PA1 7,600 15,0 x 15,0 x 14,8 225,0 88,0 391,1 15/10/1976 12/11/1976 PA2 7,640 15,0 x 15,0 x 14,8 225,0 84,0 373,3 15/10/1976 12/11/1976 PA3 7,630 15,0 x 15,0 x 14,8 225,0 87,5 388,8 15/10/1976 12/11/1976 PA4 7,610 15,0 x 15,0 x 14,8 225,0 87,0 386,6 15/10/1976 12/11/1976
Le prove sono state fatte su numero quattro provini di conglomerato cementizio pervenuto al laboratorio il 18/10/1976.
Le prove a compressione sono state eseguite anche sui provini di conglomerato cementizio del tipo Betongeco (calcestruzzo alleggerito) prelevato nel corso della prefabbricazione dei tegoloni di copertura della palestra:
Tabella 1.4 Ricostruzione delle informazioni principali presenti nella relazione 36798 del 18/4/1977
Contrassegno Peso [Kg] Dimensioni [cm] Area compressa [cm²] Resistenza Data Totale [t] Per cm² [kg] Dichiarata della confezione Dichiarata della prova M1 5,260 15,0 x 15,0 x 14,9 225,0 38,0 168,8 18/03/1977 01/04/1977 M2 5,280 15,0 x 15,0 x 14,9 225,0 37,0 164,4 18/03/1977 01/04/1977 M3 5,240 15,0 x 15,0 x 14,9 225,0 37,0 164,4 18/03/1977 01/04/1977 M4 5,300 15,0 x 15,0 x 14,9 225,0 38,0 168,8 18/03/1977 01/04/1977
Le prove sono state fatte su numero quattro provini di conglomerato cementizio pervenuto al laboratorio il 28/03/1977.
E le prove a trazione su ventisei provini di spezzoni di armatura di vario diametro (Φ) tipo FeB 44 K pervenuti in laboratorio il 28/03/1977:
26
Tabella 1.5 Ricostruzione delle informazioni principali presenti nel certificano n° 407/77 del 18/4/1977
Num. Dimensioni [Φ] Sezione [mm²] Carico di snervamento [Kg] Carico massimo [Kg] Carico unitario di snervamento [Kg/mm²] Carico unitario massimo [Kg/mm²] Allungamento di rottura su 5d 1 5,9 27,34 1365 2010 49,93 73,52 26,70% 2 5,9 27,34 1260 2050 46,09 74,98 23,30% 3 8,6 58,08 2840 3870 48,90 66,63 32,50% 4 8,4 55,41 2930 4020 52,88 72,55 32,50% 5 9,9 76,97 3510 5110 45,60 66,39 22,00% 6 9,9 76,97 3390 4970 44,04 64,57 25,00% 7 12,0 113,09 4625 7000 40,90 61,90 26,70% 8 11,9 111,22 4575 7000 41,13 62,94 26,70% 9 14,0 153,93 7150 10550 46,45 68,54 27,10% 10 14,0 153,93 7100 10550 46,12 68,54 27,10% 11 16,1 203,58 9450 14400 46,42 70,73 25,00% 12 16,0 201,60 9950 14700 49,36 72,92 23,10% 13 18,1 257,30 14150 21900 54,99 85,11 16,70% 14 18,1 257,30 14000 21800 54,41 84,73 16,70% 15 20,2 320,47 14400 22900 44,93 71,46 24,50% 16 20,4 326,85 15700 24500 48,03 74,96 24,00% 17 22,1 383,59 18650 31100 48,62 81,08 20,00% 18 22,1 383,59 18700 31100 48,75 81,08 20,00% 19 23,9 448,62 22300 34700 49,71 77,35 19,20% 20 23,9 448,62 22700 35350 50,60 78,80 15,80% 21 26,9 568,32 27100 44600 47,68 78,48 19,20% 22 27,0 572,55 27300 44700 47,68 78,07 20,00% 23 26,9 568,32 26900 44600 47,33 78,48 20,80% 24 26,9 568,32 27000 44600 47,51 78,48 20,80% 25 30,1 711,57 33600 57300 47,22 80,53 17,30% 26 30,1 711,57 33700 57400 47,36 80,67 16,70%
In questa relazione oltre alle indagini sui materiali viene accertata, da parte del collaudatore, la corrispondenza tra gli elaborati progettuali e la realizzazione dell'opera, la buona esecuzione degli stessi e il corretto montaggio. Nell’ultima parte del certificato vengono riportate le prove di carico effettuate e i loro risultati. La prova di carico sulla copertura è stata condotta caricando la stessa con un peso di 100 Kg/m² (carico di collaudo) stimato dal fatto che il carico di neve da considerare ai sensi della CNR 10012 era di 60 Kg/m² ed ottenuto riempiendo con 35 cm di acqua i tre conversori formati dall’accostamento dei tegoloni compresi nella zona centrale della copertura della palestra. Le letture delle frecce reali d’inflessione sono state effettuate per mezzo di quattro flessimetri ventesimali a filo teso nelle posizioni F1, F2 ed F3 lungo la zona caricata e F4 su un elemento non caricato delle stesse caratteristiche geometriche e meccaniche in modo da poter determinare gli effetti della prova
27
a lunga durata. La prova è stata effettuata nei giorni dal 19/12/1977 al 22/12/1977, riportiamo di seguito una schematizzazione dell’esperienza.
Figura 1.23 Ricostruzione delle misure di deformazione per mezzo di flessimetri: F1 ed F4 in mezzeria F2 ed F3 situati in corrispondenza degli appoggi.
28
Nel corso della prova sono state eseguite diverse letture dei flessimetri, i valori letti sono riportati nella seguente tabella:
Tabella 1.6 Letture dei flessimetri ventesimali.
Carico F1
Giorno Ora H2O [cm] Kg/m² Lettura [mm] Differenza [mm] f1 [mm]
19/12/1977 9 0 0 53,35 -5,50 20/12/1977 8 20 50 58,85 -5,50 1,40 20/12/1977 18 35 100 57,45 -4,10 -4,00 21/12/1977 10 35 100 61,45 -8,10 2,45 21/12/1977 13 35 100 59,00 -5,65 8,50 21/12/1977 14 0 0 50,50 2,85 0,40 21/12/1977 16.30 0 0 50,10 3,25 -1,50 22/12/1977 9 0 0 51,60 1,75 F2 F3 F4 Lettura [mm] Differenza [mm] f2 [mm] Lettura [mm] Differenza [mm] f3 [mm] Lettura [mm] Differenza [mm] f4 [mm] 99,50 99,45 50,00 0,00 0,00 -1,15 99,50 0,00 99,45 0,00 51,15 -1,15 0,00 0,00 5,75 99,50 0,00 99,45 0,00 45,50 4,60 0,00 0,00 -4,60 99,50 0,00 99,45 0,00 50,00 0,00 0,05 0,00 3,00 99,45 0,05 99,45 0,00 47,00 3,00 0,20 0,00 0,20 99,21 0,25 99,45 0,00 46,80 3,20 0,15 0,05 0,30 99,10 0,40 99,40 0,05 46,50 3,50 0,00 0,10 -1,75 99,10 0,40 99,30 0,15 48,25 1,75
Nella stessa tabella sono stati individuati i valori delle frecce relative alla lettura diretta, al differenziale tra due letture successive e la progressione della deformazione.
29
Le frecce effettive in mezzeria sono state poi ricalcolate depurando le frecce relative del flessimetro F1 della media delle frecce dei flessimetri disposti sugli appoggi (F2 ed F3) e delle frecce dovute alla deformazioni per effetto termico ricavate dalla lettura sul flessimetro F4:
Tabella 1.7 Valori delle frecce effettive.
Carico F1
Giorno Ora H2O [cm] Kg/m² f1 - (f2 + f3)/2 - f4 = f [mm]
19/12/1977 9 9 0 0,00 20/12/1977 8 20 50 -4,35 20/12/1977 18 35 100 -8,70 21/12/1977 10 35 100 -8,10 21/12/1977 13 35 100 -8,67 21/12/1977 14 0 0 -0,47 21/12/1977 16.30 0 0 -0,47 22/12/1977 9 0 0 0,27
A seguito dell’indagine risulta una freccia a pieno carico di 8,70 mm e residua dopo lo scarico di 0,27 mm, adeguatamente inferiore al 25% della freccia massima di 2,17 mm.
Infine la relazione di collaudo si conclude con il confronto tra la freccia teorica e quella rilevata. Essendo la prima, nelle condizioni di trave doppiamente appoggiata, minore di quella riscontrata e pari a: =384 ∙ E ∙ J ≅ 9,393 mm5 ∙ q ∙ l Dove: q = 100 x 2,4 = 2,4 Kg/cm l(netta) = 21,60 m = 2160 cm 5E = 120000 Kg/cm² 6J = 6035000 cm
5 Dichiarato dalla ditta IGECO 6 Dichiarato dalla ditta IGECO
30 1.2.2 Documentazione risalente all’ultima indagine sulla struttura
In un secondo momento, presso l’ufficio tecnico comunale, è stata analizzata documentazione risalente ad indagini di verifica sismica compiute sul fabbricato nell’anno 2006 in particolare:
Indagini non distruttive e distruttive su calcestruzzo: Questo documento commissionato dall’autorità comunale alla EDILCONTROL S.R.L7 risale al Febbraio 2006 ha avuto come scopo quello di valutare la qualità del calcestruzzo ed il rilievo dell’armatura di alcune strutture. Il lavoro sul fabbricato è stato eseguito in data 09/02/2006 e le posizioni di prova sono state indicate dall’Ing. Mascia della Soc. Archimede S.r.l. presente in cantiere durante l’esecuzione del lavoro. Sono stati indagati:
– 1 pilastro esterno con individuazione delle armature ed esecuzione del carotaggio. – 1 tegolo di copertura con individuazione armatura ed esecuzione carotaggio. – 1 parete della palazzina servizi (parete centrale termica).
Per il prelievo del calcestruzzo indurito è stata usata una carotatrice elettrica leggera marca HILTI modello DCM II attrezzata con un carotiere a corona diamantata.
Figura 1.25 Immagini tratte dall'originale delle prove in sito.
I campioni di calcestruzzo prelevati, dopo essere stati preparati in laboratorio mediante taglio e rettifica allo scopo di rendere le facce perfettamente piene e parallele, sono stati sottoposti alle seguenti prove:
– Determinazione del peso specifico. – Prova di compressione diretta.
7 Laboratorio autorizzato dal ministero dei lavori pubblici ad effettuare prove sui materiali da costruzione per strutture
31
La compressione delle carote è stata eseguita utilizzando una pressa Controls con certificato di verifica8 rilasciato dal Politecnico di Torino Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica.
L’individuazione della posizione delle barre di armatura è stata eseguita mediante un pacometro Controls ed una volta stabilita la posizione dei ferri si è proceduto mediante saggi diretti all’individuazione del diametro della barra e del copriferro.
I risultati delle prove sono riassunti nelle seguenti tabelle9:
Tabella 1.8 Risultati delle prove tecniche del 2006.
Componente Massa volumica g/cm³
Pilastro esterno 2,26
2,28
Tegolo 1,49
Parete centrale termica (interno) 1,66
Parete centrale termica (esterno) 1,70
N° Identificazione dei campioni Peso [g] Dimensioni Sezione resistente [mm²] Resistenza Diametro [mm] Altezza [mm] Totale [KN] Unitaria [N/mm²] 1 Pilastro 789 74,5 80,0 4359 214,2 49,1 2 803 74,5 80,6 4359 230,1 52,8 3 Tegolo 519 74,5 80,0 4369 87,9 20,2
4 Parete centrale termica
(interno) 398 74,5 55,0 4359 106,9 24,5
5 Parete centrale termica
(esterno) 456 74,5 61,5 4359 88,8 20,4
Nei pilastri sono stati individuati ferri verticali Φ 18mm ad aderenza migliorata con passo di circa 15 cm e staffe Φ 6 mm lisce con interasse di circa 8 cm, il copriferro è di 3,5 cm circa.
8 N°12135/16/A del 01/02/06
32
Il tegolo di copertura di forma ad omega si è rivelato armato con ferri di vario diametro lungo l’anima della sezione e con reti elettrosaldate di compattamento disposte come illustrato in figura:
Figura 1.26 Particolare dell'armatura delle travi di copertura, estratto dalla relazione EDILCONTROL.
Il carotaggio effettuato sulla parete della palazzina servizi (locale centrale termica) mostra, in accordo al progetto dell’opera, la composizione dall’esterno verso l’interno dei pannelli:
Figura 1.27 Foto estratta dall’originale del carotaggio compiuto sulla parete.
6,5 cm di calcestruzzo alleggerito - 8 cm di polistirolo - 5,5 cm di calcestruzzo alleggerito; sulla parete esterna è stata individuata una rete con maglia Φ4 20x20 cm ad aderenza migliorata con 3,5 cm di copriferro.
33 Scheda di sintesi della verifica sismica: In questa scheda preimpostata e riempita in maniera puntuale con le informazioni della costruzione sono riportate le principali caratteristiche costruttive e dimensionali del fabbricato e le rispondenze alle sollecitazioni di natura sismica. In particolare nella prima pagina vengono indicati:
– Località dove sorge la costruzione;
– Caratteristiche dimensionali (superficie media di piano, altezza media di piano);
– Dati geomorfologici (assenza di fenomeni franosi e morfologia del sito);
– Anno di progettazione e di ultimazione della costruzione (rispettivamente 1976 e 1978);
– Materiale strutturale principale della struttura verticale (prefabbricati in c.a. o c.a.p10);
Di relativo interesse è l’indicazione che qui si trova dell’ultimo intervento eseguito sulla struttura datato 1999, probabilmente riguardante la copertura leggera a spioventi. Viene indicato che la destinazione d’uso della costruzione non ha subito modifiche rispetto all’originaria, mantenendosi sempre come “sede comunale decentrata S37”. La tipologia di organizzazione del sistema resistente in cemento armato è indicata come “struttura a telai in c.a. in una sola direzione” sormontata da una copertura pesante non spingente. I diaframmi orizzontali sono composti da tegoli prefabbricati le strutture di fondazioni, come più volte osservato, sono confermate anche qui esser composte da plinti isolati e le tamponature classificate come “senza misure a contrasto di collassi fragili ed espulsione in direzione perpendicolare al pannello”.
Di maggior interesse è la parte che riguarda i parametri sismici in cui sono elencati:
– Fattore di importanza: edificio rilevante
γ
i = 1,2– Classificazione sismica: Zona sismica: 2
Valore dell’accelerazione orizzontale massima di ancoraggio spettro risposta elastico (suolo A)11 = 0,625g
– Categoria di suolo di fondazione sulla base di carte geologiche12: A, senza presenza di cavità né di terreni di fondazione di natura significativamente diversa né suscettibile alla liquefazione.
10 Cemento armato precompresso.
11 Dedotto da Allegato 1 all’Ordinanza n°3274/2003 12 Paragrafo 3.1 Ordinanza 3274/2003
34 Fattore S di amplificazione stratigrafica = 1
Periodo Tb spettro di risposta = 0,15 Periodo Tc spettro di risposta = 0,40
Coefficiente di amplificazione topografica St = 1
La regolarità dell’edificio è accertata nella scheda di verifica dalla configurazione in pianta compatta, dalla simmetria rispetto a due direzioni ortogonali sia delle masse che delle rigidezze e dall’esiguo valore percentuale (0,17%) del rapporto tra la massima sporgenza o rientro rispetto alla dimensione totale dell’edificio nella corrispondente direzione. Essendo la struttura ad un piano fuori terra non ci sono variazioni da un piano all’altro di masse e rigidezze né sono presenti restringimenti della sezione orizzontale dell’edificio. I solai vengono qui considerati infinitamente rigidi nel loro piano rispetto agli elementi verticali e sufficientemente resistenti.
Il livello di conoscenza risulta adeguato ed è tradotto da un fattore di confidenza FC = 1,20 dovuto alla presa visione dei disegni architettonici originali con rilievo visivo a campione, dalla conoscenza dei disegni costruttivi incompleti con limitate verifiche in situ e dalle proprietà dei materiali note dalle specifiche originali di progetto o dai certificati di prova originali con limitate prove in situ. Le prove svolte sui materiali sono state condotte solo sull’elemento primario pilastro, nel numero di tre provini per il calcestruzzo e di tre provini per l’acciaio, e sul tegolo di copertura, nel numero di dieci provini per il calcestruzzo e dieci per l’acciaio, mentre non sono stati indagati né l’elemento trave né le pareti di tamponamento né tantomeno i nodi di giunzione.
Il metodo di analisi condotto per la verifica di livello13 1 è quello dell’Analisi Dinamica Modale con fattore di struttura q = 1. Utilizzando un modello tridimensionale con combinazione dei valori massimi si ottengo:
Periodi Fondamentali
Direzione x [sec.] Direzione y [sec.]
0,44 0,58 Masse Partecipanti Direzione x Direzione y 82% 78%
13 Il Livello 1 si applica agli edifici ed opere ad alta priorità, che possano essere definiti regolari, con fondazioni allo stesso
livello, che non siano stati attribuiti a categorie di suolo S1 o S2 e che non siano stati realizzati in prossimità di dirupi o creste o su corpi franosi. È richiesta l’attribuzione ad una delle categorie di suolo descritte dalle Norme Tecniche, sulla base di studi esistenti e delle carte geologiche disponibili, senza obbligatoriamente ricorrere a prove sperimentali di caratterizzazione del terreno. È consentito un livello di conoscenza limitato (LC1 secondo le norme).
35
La valutazione della sicurezza è effettuata confrontando i valori di accelerazione al suolo che portano la struttura a raggiungere determinati stati limite (S.L.) con i valori di accelerazione al suolo corrispondenti a prefissate probabilità di superamento in 50 anni. I valori di accelerazione al suolo corrispondenti al raggiungimento dei diversi stati limite sono:
= per lo S.L. di collasso, la struttura risulta fortemente danneggiata con ridotte caratteristiche di resistenza e rigidezza laterali residue, appena in grado di sostenere i carichi verticali.
= per lo S.L. di danno severo, la struttura ha danni importanti con significative riduzioni di resistenza e rigidezza laterali.
= per lo S.L. di danno limitato, la struttura ha danni di modesta entità senza significative escursioni in campo plastico.
Nella scheda di verifica è arrestata l’analisi al valore dell’accelerazione per cui si attiva un meccanismo di rotazione totale rispetto alla corda pari a:
PGA = 0,013
Questo valore viene confrontato con i valori di riferimento dell’accelerazione al suolo14:
%= accelerazione al suolo attesa con probabilità 2% in 50 anni
"#%= accelerazione al suolo attesa con probabilità 10% in 50 anni
$#%= accelerazione al suolo attesa con probabilità 50% in 50 anni
Per la costruzione in analisi pari a:
PGA%&% = 0,250 PGA%&% = 0,080
14 Tali valori possono essere o determinati a partire dal valore di ag nella zona sismica, relativo alla probabilità di
superamento del 10% in 50 anni, corretto con i coefficienti di norma per ricavare le stime dei valori corrispondenti alle altre due probabilità di superamento, oppure possono essere dedotti da valutazioni più approfondite di analisi di pericolosità sismica, purché queste ultime non risultino inferiori alle precedenti per più del 20% nelle zone 1 e 2 e per più di 0,05g nelle altre zone.
36
Al fine di determinare gli indicatori di rischio, ovvero i rapporti fra le accelerazioni al suolo corrispondenti al raggiungimento degli stati limite sopra elencati e le accelerazioni attese con probabilità 2%,10% e 50% in 50 anni.
Questi indicatori di rischio sono:
1) Indicatore di rischio di collasso:
'( = )*+)*+ % oppure '( = )*+)*+"#% in funzione dello stato limite di riferimento.
2) Indicatore di rischio di inagibilità:
', = )*+
)*+$#%
Valori prossimi o superiori all’unità caratterizzano casi in cui il livello di rischio è prossimo a quello richiesto dalle norme; valori bassi, prossimi allo zero, caratterizzano casi ad elevato rischio. Per la palestra oggetto della verifica ci si è limitati al calcolo di α.= 0,13. Ciò ha portato i firmatari della verifica ha indicare come possibili interventi di miglioramento un aumento delle resistenza e della duttilità delle sezioni degli elementi resistenti e delle fondazioni.
1.2.3 Il controllo delle saldature
Dopo aver consultato tutta la documentazione disponibile e prima di procedere con una nuova modellazione della struttura e verifica della componenti è stato ritenuto necessario un controllo in loco dello stato di conservazione delle saldature. Queste, trascurate dalle indagini precedenti, e descritte nei disegni tecnici (v.fig.1.28) in maniera poco accurata hanno destato fin da subito interesse sia per la tecnica con cui sono state realizzate sia per la loro collocazione.
37
Dallo studio del disegno si nota come in esso siano riportate in un unico particolare sia le saldature di attacco tra i pannelli ad L che quelle ai pannelli verticali di tamponatura. Nella tavola redatta dal progettista vengono indicati con (superiore) le piastre saldate che unisco il pilastro in cemento armato con la parte alta dei pannelli verticali (indicati nei disegni con le lettere F; E; M o L; Q e P) e le travi che sorreggono la copertura (indicati nei disegni con le lettere G ed N), mentre con (inferiore) le piastre saldate che uniscono il pilastro esclusivamente con i pannelli verticali (F; E; M o L; Q e P). In una ricostruzione rendiamo più chiaro quanto esposto:
38
In blu nei disegni sopra riportati si evidenziano i ferri e gli elementi (piatti ed angolari) che compongono le giunzioni tra pannelli e pilastri. Le saldature sono indicate come a cordoni d’angolo di cui non vengono fornite le dimensioni della sezione di gola. Viste le notevoli dimensioni dei piatti e la vicinanza con il porto di Lerici e La Spezia si è avanzata l’ipotesi che il mastro saldatore che si è occupato di tali saldature fosse esperto di saldature in campo navale, e che quindi la tecnica utilizzata non sia quella di una classica saldatura per ingegneria civile.
39
Infine con la collaborazione dell’ufficio tecnico comunale di Arcola in data 22/01/2014 si è provveduto a rimuovere parte del copriferro che ricopriva le sopracitate saldature per osservarne lo stato di conservazione.
Le piastre mostrano evidenti segni di ossidazione che hanno generato un aumento di volume e la conseguente espulsione del copriferro in materiale cementizio. È evidente il cordone d’angolo date le sue dimensioni.
Quanto visto dallo studio degli elaborati e dalle indagini sul sito della costruzione ha permesso di accertare la reale tecnica costruttiva dell’opera e dei suoi materiali al fine di una più accurata modellazione con software della stessa.
40
1.3
Rilievo dei consumi energetici
Il rilievo dei consumi energetici dell’edificio è stato eseguito tramite l’analisi della bollettazione dell’energia elettrica relativo all’anno 2013. Da un colloquio con i gestori dello stabile è risultato che l’energia elettrica mensilmente utilizzata viene impiegata esclusivamente per due funzioni:
– L’illuminazione artificiale degli ambienti; – Il riscaldamento dell’acqua calda sanitaria.
Si è proceduto pertanto a rilevare quali sono le principali caratteristiche degli apparecchi di illuminazione (modello, potenza, flusso luminoso,…) e degli impianti di fornitura dell’acqua calda sanitaria (modello, potenza) e come sono posizionati all’interno del fabbricato riportandoli in una tavola di rappresentazione. In particolar modo per quanto riguarda gli apparecchi di illuminazione presenti nel corpo centrale della palestra, demandati all’illuminazione dell’area di gioco, sono state estratte da catalogo le caratteristiche illuminotecniche (resa cromatica, superfici fotometriche,…) ai fini delle verifiche condotte nel seguito della trattazione mirate a stabilire l’efficienza dell’impianto.
Per valutare i consumi sono state prese in esame esclusivamente le bollette con cadenza mensile relative all’anno 2013 poiché alla fine dell’anno precedente era stato stipulato un nuovo contratto tra l’amministrazione comunale, che detiene la proprietà della palestra, e l’ente fornitore dell’energia elettrica (ENEL) che ha reso impossibile reperire le fatture precedenti. Si è così condotta un analisi su un anno standard di utilizzo della palestra andando a comparare i consumi rilevati con la composizione tipo dell’utenza della palestra e la sua affluenza durante il corso dell’anno. I dati dell’utenza sono stati resi noti dai gestori dello stabile che durante un colloquio hanno indicato quali sono le principali attività sportive condotte, l’età degli occupanti, il loro numero medio e le fasce orarie in cui occupano i locali della palestra.
Infine allo scopo di rendere più comprensibili i risultati estratti dalla fatturazione analizzata sono state preventivamente spiegate le principali voci che la compongono in particolare per quanto riguarda:
– I dati della fornitura; – Le voci di costo;
– I consumi per fasce orarie;
41 1.3.1 Sistemi di illuminazione
L’edificio oggetto di indagine presenta apparecchi di illuminazione sia all’interno che all’esterno della struttura.
All’esterno:
– 3 proiettori con lampade da 70 W a ioduri metallici (v.fig.1.30);
– 2 plafoniere a parete con lampade fluorescenti lineari da 58 W (v.fig.1.31).
I primi sono collocati in corrispondenza della sommità della parete esterna in prossimità delle porte di accesso alla palestra (v.fig.1.32) mentre le plafoniere invece sono collocate immediatamente sopra i due accessi dall’esterno al locale tecnico posto tra il corpo centrale della palestra e la palazzina servizi in disuso (v.fig.1.33). Queste hanno la funzione di illuminare e localizzare le entrate che sono oscurate dall’edificio e dalle tettoie coperte li presenti.
Figura 1.32 Foto del posizionamento dei fari esterni.
Figura 1.30 Faro proiettore. Figura 1.31 Plafoniera a parete.
42
All’interno:
– 3 plafoniere a soffitto con lampade fluorescenti lineari da 58 W, situate all’interno del locale tecnico (v.fig.1.34);
– 42 plafoniere a soffitto con lampade fluorescenti lineari da 58 W disposte su 6 file da 7 apparecchi di illuminazione ciascuna nel corpo centrale della palestra (v.fig.1.35);
– 3 plafoniere a parete per l’illuminazione di emergenza disposte in corrispondenza delle uscite di sicurezza (v.fig.1.36).
Di particolare importanza sono gli apparecchi di illuminazione presenti nel corpo centrale della palestra a questi è demandato il compito dell’illuminazione artificiale dell’area di gioco e degli spalti per il pubblico. Sono tutti apparecchi a plafone marca Philips modello Finess dotati di griglia metallica per proteggere le lampade dagli urti di cui sono riportate le caratteristiche tecniche (v.fig.1.37).
Figura 1.34 Foto delle plafoniere nel locale tecnico. Figura 1.36 Foto dell'illuminazione d'emergenza.
43
44 1.3.2 Sistemi di produzione dell’acqua calda sanitaria
Per quanto riguarda il riscaldamento dell’acqua ad uso dei servizi igienici degli spogliatoi essi sono serviti da tre scaldacqua elettrici (v.tab.1.9).
Tabella 1.9 Apparecchi per la produzione di acqua calda sanitaria.
Figura
Tipo
Numero
Ariston SG 10 R/2 Capacità: 10 lt Potenza: 1,2 kW
1
ROYAL ELCO/200 Capacità: 200 lt Potenza: 2 kW2
Si riporta nella tavola 6 allegata la rappresentazione della collocazione degli apparecchi illuminotecnici e per la produzione di acqua calda sanitaria descritti.
45 1.3.3 Profilo di utilizzo della struttura sportiva
Da un colloquio con il custode dell’impianto è emerso che la stessa è frequentata ogni mattina dalle diverse classi della scuola elementare e media che sorge nei pressi dell’edificio sportivo. Questi utenti svolgono all’interno della palestra, in particolar modo nei mesi invernali, principalmente attività motoria come prevista dall’orario scolastico. In media le classi sono composte da 20/24 alunni di età compresa tra i 6 – 13 anni ed utilizzano l’impianto a partire dalle ore 9:00 della mattina fino alle ore 16:00, orario termine delle lezioni. Dalle 16:00 in poi la palestra è frequentata da società sportive che ne utilizzano i locali per gli allenamenti, esclusivamente di basket, durante la settimana e per le partite casalinghe nel weekend (v.fig.1.38 e 1.39).
Nel dettaglio abbiamo:
• Minibasket (circa 18 atleti) dalle 16:00 alle 18:00.
• Giovanili Under 13 (circa 15 atleti) dalle 18:00 alle 20:00.
• Squadra serie C di Basket femminile (circa 15 atleti) dalle 20:00 alle 22:30.
• Squadra serie C di Basket maschile (circa 20 atleti) dalle 20:00 alle 22:30
Figura 1.38 Utenza annua dell'impianto sportivo.
24 24 24 24 24 0 0 0 24 24 24 24 18 18 18 18 18 0 0 0 18 18 18 18 20 20 20 20 20 20 0 0 0 20 20 20 0 5 10 15 20 25 30 35 N U M ER O M ED IO U TE N ET I ANNO 2013
Bambini Scuola Elementare e Media [8:30 - 16:00] Giovanili Under 13 e Minibasket [16:00 - 18:00] Società soportive Adulti [18:00 - 22:30]
46
L’utilizzo della palestra è intervallato tra le diverse società durante il corso della settimana e solo occasionalmente, a discrezione del gestore, viene concesso l’uso a privati. Lo sport principale praticato è il Basket, tuttavia l’interesse del gestore sarebbe quello di adattarne li spazi anche alla pratica di altri sport quali la pallavolo e il ballo ritmico. Molto significativa ai fini del consumo è l’utilizzo che le scuole fanno della palestra dato che ne usufruiscono per la maggior parte della giornata. Come si evidenzia dal grafico nei mesi estivi in cui la scuola rimane chiusa o quando permette di svolgere attività motoria all’esterno l’utilizzo della palestra diventa quasi nullo per riprendere alla riapertura dell’anno scolastico. Stesso andamento si ha anche per le società sportive che una volta terminata la stagione sportiva nel mese di Maggio/Giugno tornano ad occupare i locali solo a partire dal periodo autunnale. Quanto appena accennato risulta ancor più evidente dall’analisi sui consumi.
47 1.3.4 Analisi delle voci di una bolletta dell’energia elettrica
Quasi sempre capita che l’unico dato che notiamo della fattura sia l’importo da pagare, tuttavia la bolletta per la fornitura di energia elettrica contiene al suo interno molte voci che se correttamente intese forniscono importanti informazioni all’utente.
Il modello di bolletta è sempre lo stesso composto da tre pagine fisse in quanto le regole in questo ambito sono dettate dall’Autorità di Energia Elettrica e il Gas (AEEG)15 qualunque sia il fornitore del servizio. Quello che può variare è la composizione delle singole voci a seconda del tipo di utilizzo che l’utenza fa dell’energia elettrica o del tipo di contratto stipulato con il fornitore.
La prima pagina compone la parte di sintesi della bolletta qui sono presenti i dati relativi al cliente quali:
– Numero cliente, è il numero identificativo del cliente (o del contratto o del punto di prelievo)
ed è di fondamentale importanza per ottenere informazioni dal servizio clienti del fornitore. – Partita iva della società a cui è intestata la fattura.
– Codice fiscale, dell’intestatario della fornitura.
A seguire, nella parte centrale della prima pagina solitamente evidenziati da un riquadro o da caratteri di testo più grandi, sono riportati i dati relativi alla fattura di energia elettrica:
– Numero fattura.
– Periodo di fornitura, periodo a cui si riferisce la data di fatturazione.
– Scadenza fattura, data entro la quale deve essere effettuato il pagamento.
– Totale da pagare e modalità di pagamento stabilita dal cliente.
In alto a sinistra in prima pagina sono presenti i dati di fornitura:
– Codice POD16, è un codice europeo composto da lettere e numeri che identifica in modo certo
il punto fisico sul territorio nazionale in cui l’energia viene consegnata dal fornitore e prelevata dal cliente finale. Poiché identifica un punto fisico sulla rete di distribuzione, il codice POD non cambia anche se si cambia fornitore.
Il codice POD inizia con le lettere “IT”, sigla fissa obbligatoria per l’Italia, che identifica il codice paese e prosegue con il codice distributore, numero progressivo (da 001 a 850) che garantisce l’univocità del distributore.
15 Autorità formalmente indipendente che ha la funzione di favorire lo sviluppo di mercati concorrenziali nelle filiere elettriche e del gas naturale principalmente tramite la regolazione tariffaria, dell'accesso alle reti, del funzionamento dei mercati e la tutela degli utenti finali.
48
A seguire è presente nel POD la lettera “E”, sigla fissa obbligatoria per energia elettrica, che indica la tipologia di servizio e il codice numerico di otto cifre, preferibilmente progressivo, che garantisce l’univocità del punto di prelievo e opzionalmente la chiave di controllo.
– Indirizzo del punto di consegna, questo può essere diverso dall’indirizzo di recapito dove il
fornitore invia la bolletta che troviamo nei dati cliente.
– Numero di presa, che identifica il collegamento del contatore al punto di distribuzione è una
voce che può non essere presente.
Sotto il quadro centrale si trovano i dati relativi alla tipologia di contratto stipulato essenziali per procedere al calcolo dei costi dei propri consumi:
– Uso, che può essere domestico residente/non residente o non domestico.
– Tipologia dell’offerta, sottoscritta dal proprio fornitore del mercato libero.
– Tensione di fornitura che può essere:
BASSA TENSIONE: tensione nominale inferiore a 1 kV17.
MEDIA TENSIONE: tensione nominale compresa tra 1 kV e 35 kV. ALTA TENSIONE: tensione nominale compresa tra 35 kV e 150 kV. ALTISSIMA TENSIONE: tensione nominale superiore a 150 kV.
– Potenza contrattualmente impegnata, corrisponde alla potenza (in kW18 o MW) richiesta alla
data della stipula del contratto.
– Potenza disponibile, indica la massima potenza (in kW o MW) prelevabile oltre alla quale il
contattore scatterà e si dovrà procedere alla sua riattivazione manuale. La potenza disponibile corrisponde alla potenza contrattualmente impegnata aumentata del 10%.
– Data di attivazione della fornitura, solitamente non coincidente con quella della firma del contratto ma di avvio del servizio elettrico o di rinnovo del contratto.
– Tipologia del contatore, che può essere:
CONTATORE ELETTRONICO GESTITO PER FASCE (EF), è in grado di misurare l’energia delle diverse fasce orarie (F1; F2; F3).
CONTATORE ELETTRONICO GESTITO MONORARIO (EM), non è in grado di fare la suddivisione delle misurazioni.
CONTATORE TRADIZIONALE (T).
– Consumo annuo, espresso in kWh indica il consumo fatturato degli ultimi 365 giorni rispetto
al periodo indicato in bolletta.
17 kV (Kilovolt) = 10³ Volt 18 kW (kilowatt) = 10³ Watt
49
Sotto il riquadro del riepilogo dei dati si trova quello del riepilogo letture e prelievi, ossia il periodo a cui si riferiscono i consumi della fattura. La prima colonna del riquadro contiene la lettura iniziale o lettura precedente e la seconda quella finale, indicata come lettura attuale. È da notare che questa lettura può essere “Rilevata” se è stata presa direttamente dal contatore, “Stimata” se calcolata dal fornitore come la migliore stima dei consumi storici in mancanza di letture rilevate o “Autolettura” se comunicata dall’utente. Nell’ultima colonna si trova il consumo di riferimento della bolletta. Se il contatore è programmato per rilevare i consumi in fasce orarie saranno presenti tre letture: F1, F2 ed F3 dove si intende con:
– F1: dal Lunedì al Venerdì dalle ore 8:00 alle ore 19:00
– F2: dal Lunedì al Venerdì dalle ore 7:00 alle ore 8:00 e dalle ore 19:00 alle ore 23:00. Al
Sabato dalle ore 7:00 alle ore 23:00.
– F3: dal Lunedì al Sabato dalle ore 24:00 alle 7:00 e dalle ore 23:00 alle ore 24:00. Tutte le ore
della giornata di Domenica e festivi19.
Questo non sottintende che i consumi siano calcolati con diversi prezzi nelle varie fasce.
L’ultimo riquadro presente nella pagina iniziale, alla destra del precedente, contiene il riepilogo degli importi con i dettagli sui totali che hanno portato all’importo totale da pagare. Le voci qui presenti sono:
– Totale servizi di vendita.
– Totale servizi di rete.
– Totale imposte.
La somma delle tre voci precedenti costituisce il Totale energia elettrica fornita ed imposta a cui, una volta aggiunta la percentuale d’IVA corrispondente, fornisce il Totale della bolletta. Tuttavia in questo parte di sintesi della bolletta compare soltanto un riassunto al fine di comunicare al cliente quali sono le tre grandi voci che compongono il totale da pagare.
Le singole voci che compongono il totale servizi di vendita, di rete e le imposte sono elencate nella seconda pagina della bolletta e vanno a comporre la parte di dettaglio della stessa. Il secondo foglio si apre con il dettaglio delle letture e dei consumi fatturati e continua con il dettaglio degli importi in bolletta che può occupare più di una pagina se molto lungo. Nel primo viene indicato il tipo di bolletta (di conguaglio o di acconto) e la data esatta di tutte le letture rilevanti per il calcolo della fattura.
19 Per festivi si considerano: 1 Gennaio; 6 Gennaio; Lunedì di Pasqua; 25 Aprile; 1 Maggio; 2 Giugno; 15 Agosto; 1
