I
INDICE
INTRODUZIONE ...1
1. INQUADRAMENTO STORICO TERRITORIALE ...3
2. SVILUPPO STORICO ED ARCHITETTONICO ...7
2.1 La Villa di Sant’Andrea ...7
2.2 Da residenza di campagna a edificio pubblico ... 11
2.3 Descrizione dello stato di fatto ... 18
2.3 Allegati ... 24
3. PROGETTO DI AMPLIAMENTO E RIORGANIZZAZIONE FUNZIONALE DELLA SCUOLA PRIMARIA SANT’ANDREA ... 28
3.1 Inquadramento normativo ... 28
3.2 Definizione delle linee guida ... 30
3.3 Studio preparatorio, l’informazione architettonica ... 31
3.3.1 Le scuole di Susanne Hofmann ... 32
3.3.2 L’architettura ipogea, due esempi ... 33
3.4 Definizione delle funzioni ... 36
3.5 Il progetto architettonico e l’organizzazione dell’ambiente scolastico ... 38
4. COMPORTAMENTO SISMICO DEGLI EDIFICI IN MURATURA ... 42
4.1 Il comportamento scatolare ... 43
4.1.1 Collegamento tra strutture verticali ... 44
4.1.2 Collegamento pareti-orizzontamenti ... 45
4.1.3 Comportamento a diaframma dei solai ... 45
4.1.4 Qualità del sistema resistente ... 46
4.1.5 Regolarità in pianta e in altezza ... 47
4.2 Meccanismi di collasso ... 47
4.2.1 Meccanismo di ribaltamento semplice di parete ... 50
4.2.2 Meccanismo di flessione verticale di parete ... 52
4.2.3 Meccanismo di flessione orizzontale di parete ... 54
II
4.2.4 Meccanismo di ribaltamento composto di parete ... 56
4.2.5 Meccanismi di collasso della parete nel piano ... 58
5. VALUTAZIONE SISMICA E INTERVENTI SU EDIFICI ESISTENTI ... 59
5.1 La normativa italiana ... 59
5.2 Normativa italiana sugli interventi di prevenzione e riduzione del rischio sismico degli edifici scolastici in Toscana ... 61
6. INDAGINI CONOSCITIVE DELL'EDIFICIO ... 63
6.1 Analisi storico critica ... 63
6.2 Rilievo geometrico e individuazione degli elementi di criticità ... 64
6.3 Caratterizzazione meccanica dei materiali ... 66
6.4 Mappa dei saggi e metodologia di esecuzione ... 67
6.4.1 Qualità del collegamento tra pareti verticali ... 72
6.4.2 Indagine sui collegamenti pareti- solaio ... 74
6.4.3 Architravi ... 77
6.4.4 Catene e tiranti ... 78
6.4.5 Tipologia della muratura ... 79
6.4.6 Tipologia e disposizione delle fondazioni ... 84
6.5 Livelli di conoscenza e fattori di confidenza ... 87
7. MODELLAZIONE DELLA STRUTTURA ... 90
7.1 Valutazione delle azioni agenti sulla costruzione ... 90
7.1.1 Carichi gravitazionali ... 90
7.1.2 Azione del vento ... 102
7.1.3 Azione della neve ... 111
7.1.4 Azione sismica ... 115
7.1.5 Combinazioni di carico ... 125
7.2 Definizione del modello di calcolo per lo stato di fatto ... 127
7.2.1 Modellazione per i carichi statici ... 127
7.2.2 Modellazione per i carichi sismici ... 127
III
7.3 Definizione del modello di calcolo per lo stato di progetto ... 129
7.3.1 Modellazione per i carichi statici ... 129
7.3.2 Modellazione per i carichi sismici ... 130
7.4 Caratteristiche meccanica della muratura ... 131
7.4.1 Legami costitutivi ... 136
8. ANALISI E VERIFICA DELLA STRUTTURA NELLO STATO ATTUALE 138 8.1 Verifica dei solai ... 138
8.2 Verifica degli elementi in muratura ... 163
8.2.1 Azioni statiche ... 163
8.2.2 Azioni sismiche ... 163
8.2.3 Analisi e verifica di una parete di controvento ... 164
8.2.3.1 Analisi statica lineare ... 164
8.2.3.2 Analisi statica non lineare ... 171
8.2.3.2 Analisi fuori piano ... 181
8.2.4 Verifica globale ... 189
9. INTERVENTI DI RECUPERO ... 192
9.1 Il progetto di recupero strutturale ... 193
9.1.1 I solai, adeguamento ai carichi verticali e incremento di rigidezza ... 193
9.1.2 Connessione dei solai ai maschi murari ... 201
9.1.3 Consolidamento delle volte e degli archi ... 202
9.1.4 Realizzazione di muri di controvento ... 202
9.1.5 Interventi sulle murature, l'intonaco armato ... 202
9.2 Verifica degli elementi in muratura ... 206
9.2.1 Verifica alle azioni statiche ... 207
9.2.2 Verifica alle azioni sismiche ... 214
10. CONSIDERAZIONI SULLA MODELLAZIONE ED ANALISI DI EDIFICI ESISTENTI IN MURATURA ... 218
10.1 La normativa italiana: analisi statica lineare e analisi statica non lineare ... 218
10.2 Il fattore di strutttura e la sovraresistenza ... 219
IV
10.3 Valutazione del rapporto di sovraresistenza: La scuola di Sant’Andrea,
studio di una parete di controvento ... 221
11. APPARATI ... 226
11.1 Bibliografia ... 227
11.2 Normative consultate ... 229
11.3 Elenco delle abbreviazioni ... 230
11.4 Fonti elettroniche ... 230
Ringraziamenti ... 231
Tavole di progetto ... 232
