Miglioramento Statico

Miglioramento Statico

Secondo quanto suggerito dai DM 16\1\1996 e alla circolare n. 65 del 10\4\1997, per gli edifici in muratura ordinaria ricadenti in zona sismica (soprattutto gli edifici di interesse storico, artistico, monumentale) sui quali si “intenda effettuare interventi locali volti a rinnovare o sostituire elementi strutturali”, vanno previsti interventi tecnici di miglioramento, definiti come “l’esecuzione di una o più opere riguardanti i singoli elementi strutturali dell’edificio con lo scopo di conseguire un maggior grado di sicurezza senza, peraltro, modificarne in maniera sostanziale il comportamento globale”. Se, in altri termini, l’iniziativa s’identifica con un intervento locale, qualunque sia la specificità dell’edificio, si deve procedere al “semplice” miglioramento, dove il “semplice” vuole introdurre un termine di paragone con l’intervento di adeguamento, sicuramente più impegnativo. Il risultato che si persegue e che ne deriva è il conseguimento di un maggior grado di sicurezza.

Il fatto che tale tipologia sia particolarmente indicata per edifici a rilevante valenza culturale lo si legge chiaramente dalla norma. Infatti il terzo comma del punto C.9.1.2 indica che “tale tipologia d’intervento si applica, in particolare, al caso degli edifici di carattere monumentale, di cui all’art. 16 della legge 2 febbraio 1974, n. 64, in quanto compatibile con le esigenze di tutela e di conservazione del bene culturale.”

Qualora, per una determinata iniziativa riguardante il bene culturale, l’esigenza di adeguare il livello di sicurezza vada ad intaccare la peculiarità artistica, portandosi in contrapposizione ad essa, allora l’intervento di miglioramento viene visto come il più opportuno, oltre che il più consono. L’intervento di miglioramento, che produce in ogni caso

un maggior grado di sicurezza, è permesso in ossequio alla conservazione di tutti i valori del bene, pur nell’ammissione che il grado di sicurezza d’uso rimane ben al di sotto di quelli ritenuti efficaci.

Infatti la necessità di prevedere a livello normativo due distinte tipologie di intervento (adeguamento e miglioramento) discende dalla consapevolezza che in passato sono stati numerosi gli interventi falliti a causa di visioni parziali (se non addirittura interessate) del problema. Il fallimento di tali interventi è stato provocato dalla messa in atto di adeguamenti antisismici effettuati in nome di una pubblica incolumità, spesso senza che tale incolumità fosse poi realmente garantita, a intervento realizzato. Purtroppo un’attenta analisi del problema in tutta la sua complessità richiederebbe valutazioni collegiali e preventive, che, spesso, la realtà in cui si è costretti ad operare, di fatto impedisce.

In questa sede si è operato per cercare di consentire alle strutture di sostenere i pesi permanenti e i sovraccarichi imposti da normativa. Inoltre, si è cercato di individuare interventi che potessero restituire alla struttura dell’edificio un comportamento “scatolare”, inserendo setti di controvento ortogonali ai muri principali ed aumentando la rigidezza nel proprio piano dei diaframmi orizzontali. Infine si è suggerito la creazione di un giunto, tale da separare il blocco dell’intero edificio in due altri blocchi strutturalmente indipendenti, col fine di eliminare alcuni punti di evidente debolezza in caso di sisma e di ridurre la distanza tra il baricentro delle masse e il baricentro delle rigidezze ovvero di ridurre eventuali effetti torsionali.

Interventi sulle volte

Come già evidenziato nei capitoli precedenti, in particolare quelli dedicati alla descrizione dello stato di fatto della costruzione in oggetto, si è

evidenziato il buono stato di conservazione delle volte in mattoni che troviamo in corrispondenza del chiostro. Secondo quanto suggerito dall’ANIDIS (Associazione Nazionale Italiana Di Ingegneria Sismica) e dal SSN (Servizio Sismico Nazionale) nel loro Commentario al D.M. LL. PP. 16.1.1996 è da rivalutare decisamente la pratica di inserire catene e tiranti, che hanno sempre dimostrato la loro efficacia, a causa della chiarezza e pulizia nel loro inserimento nella compagine strutturale. Infatti, per quanto concerne le strutture di tipo spingente, tipo archi e volte, c’è da dire che esse sono da sempre state oggetto di forte penalizzazione, a causa della natura del loro comportamento.

In effetti, l’analisi dei danni provocati dagli ultimi eventi sismici ha posto in evidenza il loro buon comportamento sotto terremoto: “La questione non può ridursi a condannare come inadatta in zona sismica la struttura spingente, ma consiste nel porsi il problema di assicurare l’esistenza di vincoli atti a sopportare la spinta stessa”.

Secondo questi suggerimenti si è creduto opportuno completare la serie di catene perimetrali (presenti attualmente soltanto negli angoli); quelle trasversali, al contrario, sono state, già da tempo, tutte inserite. Ancora per

quanto proposto dalla Circolare del Ministero dei Lavori Pubblici n°65 del 10/4/1997 i tiranti saranno costituiti da profilati d’acciaio ammorsati ad una piastra in testa del muro per mezzo di un sistema a vite che consente ad imprimere uno stato di presollecitazione.

Interventi sui solai sopra la Sala Pacini e la Palestra

Un restauro statico del solaio deve puntare al soddisfacimento dei seguenti requisiti fondamentali:

- resistenza adeguata ai carichi verticali in fase di utilizzazione; - in relazioni ai carichi, rigidezze (trasversali e nel proprio piano)

sufficienti ad assicurare sia la funzione di diaframma di collegamento e ripartizione tra le strutture verticali;

- collegamento efficace con le murature verticali, agli effetti delle trasmissioni degli sforzi;

La Circolare Ministeriale, precedentemente menzionata afferma che «qualora i solai siano deteriorati, sia da non possedere adeguata rigidezza nel proprio piano, essi devono essere sostituiti o rinforzati»; è questo il nostro caso visto che gli attuali in legno e laterizio (rompitrattati con travi in acciaio) non sono adatti a sostenere il sovraccarico di 350Kg/mq (come da verifiche nel capitolo successivo) e che presentano numerose rotture e segnali di dissesto.

Il progetto di intervento proposto prevede la sostituzione di travicelli, mezzane e massetto con un solaio in lamiera grecata (tipo Hibond spessore 7mm) e sovrastante soletta di calcestruzzo; nel dettaglio gli elementi che c lo compongono sono:

- lamiera grecata (tipo Hibond spessore 0,7mm e altezza 5,6 cm) armata longitudinalmente con ferri F 10 a passo di 30cm

- sovrastante soletta in calcestruzzo di spessore 5 cm armata con rete elettrosaldata # F 5 a 15’’

- connettori (tipo Tecnaria) di altezza 4 cm che collegano la lamiera con le travi in legno di sezione 35cm x 35cm.

Questo solaio sarà collegato alla muratura con un cordolo di sezione 20cm x 15cm in calcestruzzo armato con 4 F 14 e staffe F 6 a 20”; la connessione solaio-muratura è realizzata tramite ferri Φ 16 ogni 60 cm, mentre quella tra muratura e cordolo sempre con Φ 16 a 60” in foro Φ 20, di lunghezza 20 cm, sigillato con malta.

Interventi sui solai sopra la scuola materna

Analoghe considerazioni fatte nel precedente paragrafo potrebbero essere fatte per questi solai; purtroppo, come già evidenziato nei capitoli che descrivono lo stato di fatto attuale, non è stato possibile riscontrare con saggi i dati sulla tipologia e dimensioni degli elementi che compongono questi orizzontamenti, anche se si possono ritenere attendibili le informazioni ricavate.

Questa tipologia di solaio realizzato tramite longherine di acciaio (IPE 220) con interposti elementi di laterizio (volterranee) presenta

l’inconveniente di mancare di adeguato elemento ripartitore degli sforzi; pare evidente la necessità di inserire una rete elettrosaldata con maglia # Φ 6 a 15”. Questo intervento, oltre che migliorare la capacità di portare carichi verticali, sarà utile a dare al solaio una maggiore rigidezza nel piano che consentirà di ripartire sulle murature eventuali spinte sismiche.

Interventi sul solaio della soffitta

Del solaio di sottotetto è stato possibile conoscere la tipologia, la forma e le dimensioni degli elementi che lo compongono. Questo, analogamente, a quelli sopra la scuola elementare, è formato -secondo la tipologia Perret- da profili a doppio T in acciaio (prevalentemente IPE 220, ma anche IPE200 su pochi ambienti) con interposte tavelle in laterizio si spessore 8cm, sopra le quali è stata posta un massetto di calcestruzzo con una rete di ferro dolce. Per quanto detto nel paragrafo precedente circa i solai in ferro e laterizio, è chiara la necessità di disporre una soletta di calcestruzzo armata. Si disporranno, dunque, ferri Φ 10 a 20 “ parallelamente alle longherine d’acciaio sopra le tavelle e ortogonalmente a questi ferri Φ 6 a 20 che svolteranno con angolo di 45° sopra le travi IPE; per eseguire la soletta di spessore 5 cm si potrà procedere in due getti: il primo che riempirà la spazio sopra le tavelle tra due longherine, mentre il secondo sarà realizzato una volta consolidato il primo mediante disposizione di casserature a fianco delle travi in acciaio.

Interventi sulla copertura

Le opere di miglioramento delle strutture di coperture riguardano essenzialmente una straordinaria manutenzione. Non appare necessario, infatti, realizzare cordoli di collegamento in cemento armato e neanche il rinforzo della muratura con iniezioni di malta, viste anche le buone condizioni di quest’ultima. Appare necessario, invece, inserire una guaina di impermeabilizzazione tra le mezzane e i tegoli di copertura, onde evitare che si verifichino nuovamente infiltrazione che compromettano la capacità portante dell’ossatura lignea. Il piano di falda, inoltre, appare dotato di sufficiente rigidezza grazie alla presenza delle mezzane stesse, che però, localmente (come già segnalato) presentano cedimenti, crepe e usura;in considerazione di questi elementi andrebbe considerata la rimozione delle mezzane sostituite con tavelle forate (quindi di peso specifico minore) ad interasse di 60 cm. Ne conseguirebbe una struttura più leggera, ma dotata di analoga rigidezza nel proprio piano.

Interventi sui tramezzi della scuola materna

Come evidenziato, i tramezzi che dividono le aule della scuola materna poggiano su travi in acciaio di tipo IPE svincolate dal solaio. L’intervento di progetto ha come obiettivo di accorpare la struttura del tramezzo con quella del solaio, per renderli solidali.

Si è previsto, quindi, di:

- effettuare una serie di fori ad interasse di 50 cm nel muro appena sopra la trave IPE

- inserire in ciascun foro un ferro Φ 10 che verrà piegato verso l’alto e ruotato di 180 ° andandosi ad inserire in una trave armata solidale con il solaio.

- Le forcelle inserite nella trave e bloccate nel foro con iniezioni di malta, saranno anche inglobate in un getto di calcestruzzo in adiacenza alla muratura.

Quello che si ottiene è una unica trave in calcestruzzo armata con elementi di acciaio.

Inoltre il setto murario sarà, inoltre, diviso in quattro settori da pilastri e cordoli in cemento armato, solidali tra loro e incastrati alla trave precedentemente descritta. In questo modo si dimezzerà la snellezza di queste murature. L’intervento può essere realizzato effettuando:

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Lo scasso del tramezzo per tutto lo spessore e per una larghezza di 10cm e breccia nella muratura portante per effettuare un solido collegamento

Inserimento di barre longitudinali di armatura (4 Φ 12 ) e di staffe Φ 8 a 30 cm di passo

Getto di calcestruzzo all’interno dello scasso e successiva intonacatura di un centimetro

Per la realizzazione di cordoli a tutto spessore, è necessario procedere al taglio a forza della muratura, operando per globalmente: occorrerà disporre appositi sostegni verticali ( eventualmente martinetti) ai quali è delegato il compito di sostenere il peso durante la costruzione del cordolo stesso.

Per uno di questi tramezzi sarà necessario aprire una apertura che sarà realizzata a mezzo di telai in cemento armato adiacenti alla muratura, con un’armatura analoga a quella dei cordoli e piastrini.

Interventi sui tramezzi della scuola elementare

Anche i tramezzi che dividono la scuola elementare appoggiano su travi in acciaio svincolate dal solai, con l’inconveniente, peggiore rispetto alla tipologia appena descritta, di essere costituite da un doppio setto murario. Anche qua si poteva pensare un intervento analogo al precedente, ma dal momento che si rende necessario il rifacimento del solaio (come descritto nei paragrafi precedenti e a cui si rimanda), si è ritenuto opportuno segnalare e consigliare una soluzione alternativa e migliore, ma con le medesime finalità di creare un vincolo di incastro alla base del tramezzo.

Al livello del solaio si interromperà la lamiera grecata per ospitare una trave a T rovescia in cemento armato incastrata alla muratura tramite un

collegamento “a coda di rondine” e su cui poggerà un setto murario in mattoni forati tipo doppio UNI (12,5cm x 12,5cm x 25cm) dotati di adeguata rigidezza nel proprio piano; anche questi ultimi saranno divisi in sei settori murari da due pilastrini incastrati nella trave e da un cordolo in modo tale da diminuire la propria snellezza.

La trave sarà composta sa un’armatura longitudinale di 4 Φ 12 sulla base inferiore e 2 Φ12 +2 Φ12 sulle basi superiori, mentre il cordolo e i pilastrini di sezione 12,5cm x 12,5cm saranno armati con ferri longitudinali 4 Φ10 e staffe n° 3 Φ 6 al metro.

Inserimento di giunto

Infine come anche evidenziato nel capitolo dedicato alla valutazione di vulnerabilità sismica, appare consigliabile l’introduzione di un giunto

sismico. Semplificando la pianta dell’edificio ad uno schema statico, essendo raro il caso in cui il baricentro delle masse coincide con quello delle rigidezze, appare chiaro che in caso di sisma la struttura è soggetta ad un momento torcente.

Seguendo queste considerazione si è inserito un giunto nella parte della struttura che presentava una evidente debolezza e in modo tale da avere due blocchi dotati di una maggiore regolarità planimetrica.

Per l’esecuzione si procederà al:

1. Taglio del solaio del piano terra a filo della muratura, dopo averlo opportunamente puntellato, in modo tale da separarlo dalla struttura esistente.

2. Taglio del solaio di altri 10 cm e rimozione delle volterranee (che costituiscono insieme alle longherine in ferro il solaio della scuola materna) per 30cm

3. Costruzione di nuova muratura di tre teste, in mattoni pieni, distante 5 cm da quella esistente, fino all'intradosso del solaio

4. Saldatura di un piatto (spessore 1cm) alla IPE in acciaio 5. Armatura e getto del cordolo

6. Ripetizioni della procedura per il primo piano

Infine per separare la copertura si inserirà una trave con una mensola sopra la muratura esistente e un cordolo con una base leggermente allargate, sufficiente per consentire l’appoggio delle capriate lignee sulla muratura di mattoni di tre teste da realizzare.