L'EDIFICIO OGGETTO DI STUDIO

L'EDIFICIO OGGETTO DI STUDIO

(STATO DI PROGETTO)

I risultati emersi dalle verifiche di resistenza condotte sugli elementi strutturali

dell'edificio, hanno evidenziato la necessità di intervenire sulle fasce di piano in modo da aumentarne la resistenza alle sollecitazioni e consolidarne il legame con i maschi murari. Dovranno essere rinforzate ovviamente le zone con funzione di architrave sui vani finestrati.

Gli interventi che abbiamo studiato e riteniamo più idonei, tenuto in debito conto la semplicità ed economicità delle scelte, sono i seguenti:

1-inserimento di profili in acciaio, resi collaboranti alla muratura esistente mediante ancoraggio di barre filettate con resine;

2- intonaco armato della trave in muratura esistente e relativa area di influenza.

Entrambi gli interventi sono stati studiati in maniera da contenete il più possibile i costi di modifica degli infissi, in particolare per il secondo questa voce nei costi viene azzerata, in quanto dovranno essere semplicemente smontati erimontati.

In seguito vengono descritti i materiali e gli elementi utilizzati, la loro messa in opera, le relative fasi di lavorazione ed i costi degli interventi.

Ricreato il modello della struttura comprensivo degli interventi con il programma di calcolo, sono nuovamente state eseguite le verifiche di resistenza su tutti gli

elementi:

Per i maschi murari

- Pressoflessione nel piano;

- Taglio;

- Pressoflessione fuori piano.

Per le fasce di piano - Taglio;

- Flessione.

1- INSERIMENTO DI PROFILI IN ACCIAIO

L'intervento che abbiamo ipotizzato consiste nell'inserimento di profili in acciaio ad

"L" accoppiati aventi dimensioni 150x150 sp.12 mm a rinforzo delle travi dei sopra finestra ed ancorati alla muratura esistente con barre filettate F12mm con resina; le modalità di realizzazione danno luogo ad una trave che funziona "in parallelo" all' architrave murario, con schema di incastro nei maschi verticali. Le modalità di

applicazione delle barre filettate che collegano le architravi esistenti in muratura ed i profilati in acciaio, sono tali da produrre anche un miglioramento localizzato delle caratteristiche delle murature nella zona dei collegamenti.

fasi dell'intervento:

1- Stonacatura delle zone ammalorate e di quelle in corrispondenza dell'applicazione dei profili d'acciaio;

2- foratura passante della muratura nei punti previsti per il fissaggio degli elementi di rinforzo mediante carotatrice diametro 20 mm; idropulizia dei fori e delle parti

stonacate.

3- posa in opera di barre filettate diametro 12mm con distanziatori;

4- stuccatura delle estremità dei fori e posizionamento di tubo di iniezione flessibile.

5- iniezione con malta tissotropica in pressione con il duplice scopo di consolidare la muratura intorno alla barra ed inghisarla.

6- rasatura degli spigoli inferiori dell'architrave con malta fibro rinforzata per realizzare una superficie di posa degli angolari regolare.

7- dopo adeguata maturazione applicazione di resina epossidica bicomponente solida su tale superficie, posa degli angolari e serraggio dei bulloni dei paramenti di parete.

8- per le barre compresse dell'imbotte murario, al fine di non impedire il rimontaggio degli infissi, si prevedono fori diametro 22 mm nell' angolare ed il taglio a filo delle barre con riempimento dello spazio tra barra e foro mediante materiale di saldatura.

9- finitura generale al civile delle zone interessate alle lavorazioni e successiva pitturazione della superficie.

Generica finestra prima dell'intervento:

vistafrontale trave di consolidamento:

particolare saldatura testa barra/piastra

viste dal basso trave di consolidamento:

vista laterale e sezione trave di consolidamento:

particolare ancoraggio alla muratura:

dimensioni piastre utilizzate (in cm):

particolare saldatura testa barra filettata/piastra laterale:

generica finestra dopo gli interventi strutturali :

calcolo e verifica manuale dell'elemento fascia più sollecitato

caratteristiche dei profilati inseriti:

elemento 91 n°2 "Lu"150x150 sp.12

Acciaio Fe 430 S275 JR

Classeprofilato 3

Modulo di resistenzaelastico 67.7 cm³

Atot 34.93 cm²

Tensione di progettofyd 262 kg/cm²

VERIFICA A FLESSIONE

valore della sollecitazione cui è soggetto l'elemento fascia:

M=126900kgcm

calcolo del momento resistente dei profili in acciaio:

Mu=Welxfyd=2620x67.7x2=354748 kgcm verifica:

M/Mu=0.36

L'elemento di rinforzo risulta quindi soddisfare la verifica a flessione.

VERIFICA A TAGLIO

valore della sollecitazione cui è soggetto l'elemento fascia:

V=2637.64 kg

Area resistente a taglio del profilato:

Av=((Atot/2)+1.2x1.2)x2=37.8 cm²

calcolo del taglio resistente dei profili in acciaio:

Vu=𝐴𝐴𝐴𝐴∙𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓

�3∙𝛾𝛾𝛾𝛾 0=27900 kg verifica:

V/Vu=0.09

L'elemento di rinforzo risulta quindi soddisfare la verifica a taglio.

Analisi dei costi dell'intervento per singola finestra

intervento Costo

unitario

quantità dimensione prezzo

Modifica infisso, compreso di smontaggio telaio, taglio degli elementi della finestra e dei vetri per il loro adattamento alle nuove dimensioni e rimontaggio finale

200

€/cad

1 200

Fornitura e messa in opera di architrave verniciata (comprensivo delle piaste, barre filettate, dadi, rondelle, resina di ancoraggio)

3,5

€/kg

27,3 kg/ml

4,14 198

Interventi necessari alla preparazione della superficie all’intervento

(stonacatura, pulizia e regolarizzazione della superficie di appoggio dei profili)

15

€/m²

1 4,8 72

Finitura al civile e successive pitturazione 25

€/m²

1 4,8 120

Costo intervento per singola fascia sopra finestra € 590,00

Modello struttura

Adeguamento sismico mediante inserimento di profili in acciaio

Dopo aver ipotizzato gli interventi di miglioramento sulle fasce di piano, è stato ricreato il modello col programma PRO_SAP, e sono state svolte nuovamente tutte le verifiche di resistenza, sui maschi murari e sulle fasce di piano.

Allo stato di progetto, come visibile dalla mappa colori dell'esito delle verifiche, la struttura è completamente verificata, sia per quanto riguarda le verifiche di resistenza dei maschi murari, sia per le verifiche sulle fasce di piano.

mappa colori esito verifiche maschi murari e fasce di piano

ed in particolare le fasce di piano, con gli interventi di consolidamento adesso soddisfano tutte le verifiche di resistenza, sia a taglio che a flessione:

mappa colori verifiche fasce di piano

Verifica a flessione

mappa colori esito verifiche:

Le fasce poste alle quote più alte dell'edificio ed in zona est, presentano dei valori di verifica in media pari a 0.4-0.45 con il valore di punta di 0.5 per l'elemento 91, il più sollecitato.

Verifica a taglio

mappa colori esito verifiche:

Il valore più alto della verificariguarda l'elemento 91, posto a quota 13.80m, ma comunque con questo tipo di intervento la verifica a taglio risulta ampiamente

soddisfatta (valore verifica 0.2).

Su questo elemento, il più sollecitato, è stata eseguita la verifica a rifollamento causata dalle barre di collegamento sulla muratura circostante, migliorata dall' l'intervento:

coordinate dell'elemento trave (91):

xg= 45,12 m yg=-16,84 m fk=27 kg/cm² d=70 cm s=2 cm

il taglio resistente vale:

Vu=dxsxfk= 3780 kg

La quota di taglio derivante dai carichi accidentali e dall'azione sismica vale:

V=2014.9 kg

verifica a rifollamento muratura:

Vu/2≥V/2 1890≥1007.45

2- INTONACO ARMATO DELLA TRAVE IN MURATURA ESISTENTE E RELATIVA AREA DI INFLUENZA

Il secondo intervento ipotizzato prevede la realizzazione localizzata di intonaci armati realizzati con malta fibro rinforzata e rete elettrosaldata F8 a formare una maglia a passo 15 cm ed ancorati alla muratura esistente.

fasi dell'intervento:

1- stonacatura delle zone di muratura interessate alle lavorazioni;

2- foratura passante F22 mm e passo di circa 25 cm della trave in muratura esistente, successiva idropulizia accurata dei fori;

3- inserimento nei fori, di barre filettate F12per le "spillature" passanti di ancoraggio;

4- stuccatura delle estremità dei fori e posizionamentodi tubo di iniezione flessibile;

5- iniezione con malta tissotropica in pressione con il duplice scopo di consolidare la muratura intorno alla barra edinghisarla;

6- messa in opera ed ancoraggio di rete elettrosaldata F8mm maglia 15cmx15cm;

7- applicazione a spruzzo di strato di ricopertura in malta fibrorinforzata per uno spessore di 4 cm;

8- finitura generale al civile delle zone interessate alle lavorazioni e successiva pitturazione della superficie.

Per definire i parametri meccanici equivalenti, seguendo quanto indicato dalla Circolare del 2/2/2009 sono stati incrementati i parametri di resistenza e dei moduli elasticidella muratura considerata nel modello di calcolo secondo il coefficiente correttivo migliorativo riportato nella tabella C8A.2.2:

Nel nostro caso i valori di partenza sono stati incrementati del coefficiente 1,5.

Tabella valori parametri di resistenza e moduli elastici:

Parametriinizialimuratura

fm to E G

38 N/cm² 10 N/cm² 1900 N/mm² 760 Parametrimuraturaarmata

fm to E G

calcolo e verifica manuale dell'elemento fascia più sollecitato Elemento 91

h 80 cm t 70 cm l 120 cm VERIFICA A FLESSIONE

valore della sollecitazione cui è soggetto l'elemento fascia:

M=126900 kgcm

calcolo del momento resistente:

Mu= Hp⋅h/2 [1− H^p /(0,85fhd⋅h⋅t)]

con:

fhd=15.75 kg/cm²

Hp=0.4xfhdxhxt=35280 kg

otteniamo quindi Mu=733824 kgcm verifica:

M/Mu=0.18

L'elemento fascia rinforzato soddisfa quindi la verifica a flessione.

VERIFICA A TAGLIO

valore della sollecitazione cui è soggetto l'elemento fascia:

V=2637.64 kg

dalle formule del capitolo 7 delle NTC'08:

Vp= 2Mu/l Vt = h⋅t⋅f^vd0

con fvd0=0.75 kg/cm² otteniamo

Vt=4200 kg mentre Vp=12230 kg

verifica:

V/Vu=0.63

L'elemento di rinforzo risulta quindi soddisfare la verifica a taglio.

riepilogo grafico delle fasi delle lavorazioni:

fase 1

fase 2:

fasi 3, 4, 5:

fase 6, vista laterale:

Fase7:

Analisi dei costi dell'intervento per singola finestra

intervento costo quantità dimensione prezzo Stonacatura delle partine cessarie per

eseguire l’intervento

15

€/m²

1 4,8 m² 72

Messa in opera di barre filettate passanti e resinate per ancoraggio rete elettrosaldata di armature, previa foratura ed idropulizia

5

€/kg

1 21 ml 105

Messa in opera di rete elettrosaldata 1,5

€/m²

5,4 kg/m²

4,8 m² 39

Applicazione a di malta fibrorinforzata a spruzzo nella zona di superficie interessata

400,00

€/m³

1 0,192 m³ 77

Finitura al civile e pitturazione 25

€/m²

1 4,8 m² 120

Costo intervento per singola fascia sopra finestra 413,00

Modello struttura

Adeguamento sismico mediante intonaco armato delle fasce di piano Dopo aver ipotizzato gli interventi di miglioramento sulle fasce di piano, è stato ricreato il modello col programma PRO_SAP, e sono state svolte nuovamente tutte le verifiche di resistenza, sui maschi murari e sulle fasce di piano.

Allo stato di progetto, come visibile dalla mappa colori dell'esito delle verifiche, la struttura risulta completamente verificata, sia per quanto riguarda le verifiche di resistenza dei maschi murari, sia per le verifiche sulle fasce di piano.

Le fasce di piano, con gli interventi di consolidamento adesso soddisfano tutte le verifiche di resistenza, sia a taglio che a flessione:

mappa colori esito verifiche fasce di piano

Verifica a flessione

mappa colori esito verifiche:

Verifica a taglio

mappa colori esito verifiche:

Esito peggiore verifica: elemento 91, valore verifica 0.86.

ANALISI DI VULNERABILITA' SISMICA

Consiste nel calcolare il livello di ag per cui l'edificio risulta verificato (PGA), questo valore è una quota parte di ag (SLV) compresa tra 0,1(PGA bassa) ed 1(PGA=ag).

mappe colori esito verifiche a taglio delle fasce per le varie quote di ag:

ag=1 (Valore massimo verifica=0.86)

L'edificio, in condizioni di progetto, dopo gli interventi previsti risulta quindi adeguato sismicamente, in quanto tutte le verifiche di resistenza sono soddisfatte

considerando un valore percentuale di ag pari al 100%.

CONCLUSIONI

Vista la rilevanza dell’edificio oggetto di studio, nonostante i due differenti interventi progettati, portino dal punto di vista delle verifiche di resistenza a risultati pressoché equivalenti, privilegiamo il secondo intervento, in quanto l’intonaco armato è meno invasivo e, dopo l’intervento non rimangono tracce della sua realizzazione,

ripristinando perfettamente la continuità tra parti esistenti e nuove realizzazioni, inoltre consente un notevole risparmio economico che si aggira a circa 180 euro per ogni singolo soprafinestra, portando ad un risparmio complessivo di quasi 16000 euro per l’intervento completo.