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Capitolo
4
Caso studio: il liceo “Marconi” di Carrara
4.1- Panoramica del complesso edilizio
Il caso di studio scelto è un edificio del polo didattico sede del Liceo scientifico “Guglielmo Mar-coni”, sito a Carrara (MS) in viale XX Settembre n°140, nelle vicinanze dello stadio comunale dei Marmi.
Fig. 4. 1. Vista satellitare con individuazione dell'area in cui sorge il complesso scolastico "G. Marconi" e relativa viabilità. Le
83 L’area occupata dal complesso (Fig. 4. 1) ha un’estensione di circa 6400 mq, è delimitata a sud-est dalla via Carriona e a sud-ovsud-est dalla via Giuseppe Donati, ed è caratterizzata da una pen-denza discendente nella direzione che va dal viale XX Settembre verso via Carriona.
Il polo scolastico si compone in tutto di cinque fabbricati o “blocchi”, di cui quattro aventi età simile1 e costruiti tra la fine degli anni ’60 e l’inizio degli anni ’70, ed uno più recente, per
que-sto d’ora in poi denominato “Corpo Aggiunto” (CA).
In riferimento allo schema seguente (Fig. 4. 2) è possibile individuare:
un edificio (in posizione centrale) che ospita aule didattiche e laboratori, d’ora in poi detto “Corpo Centrale” (CC), che costituisce l’oggetto di studio della presente tesi;
un corpo adiacente (sulla sinistra in figura), d’ora in poi denominato “corpo Aula Ma-gna” (AM), costituito da tre piani fuori terra, in cui si trovano alcune aule didattiche e un piccolo archivio (al piano terra), gli uffici e la biblioteca (al piano primo), e l’aula magna a doppia altezza (piano terzo);
un blocco (a destra in figura) di due piani fuori terra, dedicato interamente alla palestra (al piano primo, a doppia altezza) con i relativi spogliatoi (al piano terra), di seguito denominato “corpo Palestra” (PA);
un ulteriore fabbricato (in alto in figura) di dimensioni molto contenute e ad un solo pia-no, originariamente destinato ad ospitare l’alloggio per il custode, ad oggi utilizzato come locale tecnico;
il già menzionato Corpo Aggiunto (in basso in figura), costituito da quattro piani fuori terra, adiacente al Corpo Centrale e realizzato come suo proseguimento funzionale.
Fig. 4. 2. Schema planimetrico degli edifici costituenti il complesso scolastico “G. Marconi”.
Tutti gli edifici sono dotati di un’ossatura portante in cemento armato, costituita prevalente-mente da telai unidirezionali. I blocchi adiacenti, seppur realizzati in maniera tale da essere frui-bili senza soluzione di continuità, dal punto di vista strutturale possono esser considerati indipendenti l’uno dall’altro, in ragione della presenza di giunti sismici nelle zone di contatto.
84 Il Corpo Centrale e il blocco Palestra sono resi comunicanti dalla presenza di un breve corridoio al piano terra; tuttavia, per le modeste dimensioni dello stesso, una potenziale interazione tra le strutture può essere trascurata, ritenendo che gli eventuali effetti possano avere rilevanza, al più, a livello locale.
Le figure seguenti offrono delle viste parziali del complesso allo stato attuale.
Fig. 4. 3. Corpo aula magna, vista dall'accesso carrabile dal viale XX Settembre. Sullo sfondo il Corpo Centrale.
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Fig. 4. 5. Corpo aula magna, vista dall'accesso di via Donati.
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Fig. 4. 7. Corpo centrale, vista dal lato nord-est. Sullo sfondo il corpo palestra e l'alloggio per il custode; sulla destra in primo piano una porzione del corpo aula magna.
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Fig. 4. 9. Corpo centrale, vista dal lato sud-est, prospiciente il blocco palestra.
Fig. 4. 10. Vista del complesso da via Carriona: sulla sinistra il corpo aggiunto, sulla destra il corpo palestra, e fra di essi il corpo centrale.
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Fig. 4. 11. Corpo aggiunto, prospettiva del lato prospiciente via Donati.
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Fig. 4. 13. Braccio di collegamento tra il corpo centrale e il corpo palestra; vista dal lato di via Donati.
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Fig. 4. 15. Alloggio per il custode, oggi locale tecnico; vista dal lato sud-est. Sulla sinistra il corpo centrale subito adiacente.
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4.2- Analisi storico-critica
4.2.1- Dal progetto alla realizzazione
Per mezzo di un’attenta analisi della documentazione rinvenuta presso gli archivi del Genio Ci-vile di Massa - Carrara, si è cercato di ricostruire l’articolato l’iter progettuale ed esecutivo che ha portato, attraverso una travagliata serie di varianti in corso d’opera, alla realizzazione del complesso.
Il progetto originale, redatto dall’Ing. Alberto Todros nel 1960, prevedeva la costruzione di 4 corpi di fabbrica che dovevano ospitare le aule normali e speciali, la palestra e relativi spoglia-toi, l’aula magna con gli uffici e la biblioteca ed un alloggio per il custode, oltre ad ampi spazi verdi esterni con funzioni ricreative ed altri destinati a campi da gioco.
Le seguenti Fig. 4. 17 e Fig. 4. 18 mostrano la pianta delle coperture tratta dal progetto origi-nale: si notino l’assenza del corpo aggiunto, non previsto in questa fase del progetto, e le informazioni, riportate sul cartiglio, inerenti il nome del progettista e la data dell’elaborato.
Fig. 4. 17. Foto della tavola del 1960 recante la pianta delle coperture del complesso scolastico. Si noti l'assenza del Corpo Aggiunto, non previsto nel progetto originale.
Fig. 4. 18. Dettaglio della tavola di cui sopra, in cui può leggersi la firma dell'Ing. Alberto Todros e la data del progetto: 25/07/1960
92 Di questo progetto generale fu stralciato un primo lotto di lavori, comprendente il corpo di fab-brica della aule normali e delle aule speciali e relativi servizi, da ritenersi autonomamente funzionante in attesa del completamento del complesso: infatti si prevedeva di ricavare al pia-no terrepia-no, al posto dell’officina, gli uffici e l’ingresso.
Gli elaborati di progetto relativi a questa prima fase, datati 25/07/1960 e poi aggiornati per i prezzi al 30/06/1966, sono elencati2 nella Relazione del 24/09/1960 con cui l’Ufficio del Genio Civile di Massa-Carrara inoltrava il progetto dell’Ing. Todros all’esame di competenza del Comi-tato Tecnico - Amministrativo presso il Provveditorato Regionale alle OO.PP..
La Giunta Provinciale approvava il progetto già con la Delibera n°725 del 26/07/1960, stabilen-done le modalità di finanziamento. Il Provveditorato alle OO.PP. per la Toscana lo approvava a sua volta pochi mesi dopo, con Decreto n°46718 del 29/12/1960.
Tuttavia, in seguito a difficoltà sorte per l’acquisizione dell’area edificatoria, gli esperimenti di gara effettuati nel 1964 diedero esito negativo, per il fatto che i prezzi non risultavano più ade-guati all’aumento dei costi nel frattempo intervenuto: furono dunque aggiornati i prezzi al 30/06/1966.
Il progetto in questa fase prevedeva: fondazioni su plinti in c.a.;
struttura portante in cemento armato con tamponamenti in muratura a intercapedine formata da due pareti, di cui quella esterna in mattoni pieni da 12 cm e quella interna in mattoni forati dello spessore di 8 cm;
solai del tipo misto in laterizio e cemento armato calcolati per un sovraccarico utile di 350 kg/mq;
coperture in tegole di Eternit su orditura in legno e muratura; infissi esterni in legno di pino di Scozia ed interni in abete;
impianto di riscaldamento centrale a circolazione forzata, ad acqua, con bruciatore a nafta e serbatoi di deposito all’esterno dell’edificio.
Nel 1966 fu redatto quindi un piano parcellare di esproprio, da cui si evince che, in tale data, il lotto era posizionato in una zona mediamente edificata al cui interno erano presenti cinque manufatti e un traliccio dell'ENEL (tutt’oggi presente). L’area si componeva di 12 mappali corrispondenti a cinque proprietari:
n° 5093, 8399, 8330, 8398 (di E.N.E.L); n° 6490,5098 (di Giromella Giulio); n° 8822, 5096, 5097 (di Mussi Cesare); n°5094, 7361 (di Petacchi Adelaide); n° 7360 (di Lardella Guglielmo).
La figura seguente riporta un estratto del piano di esproprio citato:
2 Cfr. §4.2.2-Documentazione originale.
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Fig. 4. 19. Estratto dal piano parcellare di esproprio del 1966.
Nel 1968 fu redatta una prima perizia di variante, comprendente per la prima volta anche lo stralcio di un secondo lotto riguardante gli altri tre corpi (blocco aula magna, blocco palestra, alloggio per il custode). La relativa relazione, redatta dallo Studio Tecnico dell’Ing. Enzo Manga-nelli e datata 20/09/1968, specifica che, a seguito dell’esecuzione di analisi geologiche e prove di carico sul terreno di posa del primo edificio comprendente le aule normali e speciali, si rese necessario rieffettuare i calcoli delle fondazioni, utilizzando travi al posto di plinti e tenendo conto di un carico massimo sul terreno di 1,5 kg/cmq per la zona corrispondente alle aule spe-ciali, e di 1,00 kg/cmq per la zona corrispondente alle aule normali.
Il 14/06/1971 una seconda perizia di variante, con l’aggiornamento dei prezzi per lo stralcio del secondo lotto, fu approvata dal Provveditorato Regionale alle OO.PP per la Toscana con De-creto n°7159. Dalla relazione tecnica si apprende che i lavori relativi al primo lotto erano comin-ciati dopo la perizia del 1968.
Ma prima dell’inizio dei lavori murari del secondo lotto (che comprendeva anche la sistema-zione esterna e gli abbellimenti artistici) l’ufficio Tecnico dell’Amministrasistema-zione appaltante, analogamente a quanto fatto per i lavori del primo lotto, fece eseguire dall’Impresa Appalta-trice ulteriori saggi, ove dovevano sorgere i nuovi corpi di fabbrica oggetto del secondo lotto, al fine di accertare le caratteristiche geologiche del terreno e determinarne il relativo carico di sicurezza unitario. Dall’esame si appurò che il terreno interessato era costituito da “un metro di
94 argilla e materiale alluvionale, con aumento della percentuale di quest’ultimo negli strati più profondi, ed inclusione di pietre di varie dimensioni”. La particolare natura del terreno indusse dunque il Direttore dei Lavori ad adottare un carico di sicurezza intorno al valore di 1,2 kg/cm2 e
ad abbandonare anche per questo lotto la prevista fondazione su plinti, sostituendola con il tipo a travi rovesce.
In conseguenza di ciò, fu quindi redatta nel 1973 una definitiva “Perizia di variante, di variata distribuzione di spesa e suppletiva alla perizia di secondo lotto”.
I lavori murari del secondo lotto, che erano iniziati il 2/03/1972, risultavano in data 22/06/1973 in corso di avanzata esecuzione, come attesta la relazione dell’Ufficio del Genio Civile di Massa-Carrara con cui si inoltrava, al Provveditorato Regionale alle OO.PP per la Toscana, tale Perizia di variante, suppletiva e di variata distribuzione di spesa alla perizia di secondo lotto.
Gli elaborati di quest’ultima variante sono datati 11/01/1973, approvati dalla Giunta Provinciale con delibera n°142 del 20/02/1973 e depositati al Provveditorato Regionale alle OO.PP per la Toscana in data 25/07/1973.
Da quanto fin qui illustrato, si ritiene di poter datare la costruzione del primo lotto, cioè del corpo centrale, tra il 1968 e il 1970. Tale datazione è anche confermata da un Parere favore-vole dell’Ufficiale Sanitario, da cui si apprende che in data 11/09/1970 il fabbricato risultava completo ed idoneo all’uso scolastico, salvo il completamento dell’impianto elettrico e la sistemazione dei banchi. Inoltre è stato rinvenuto anche il verbale di consegna dei locali dall’Amministrazione Provinciale al Preside della scuola, datato 14/10/1970, in cui si attesta il completamento di tutti i lavori e di tutti gli impianti.
Invece i lavori per il secondo lotto, che includeva l’aula magna, la palestra e l’alloggio del cu-stode, iniziarono nel Marzo 1972 e proseguirono almeno per tutto l’anno successivo, subendo una definitiva variante in corso d’opera, fino alla definitiva consegna dei lavori documentata da un verbale del 19 Dicembre 1974.
Le seguenti foto d’epoca (Fig. 4. 20 e Fig. 4. 21), la cui data purtroppo non è pervenuta, mo-strano il complesso dopo il completamento del primo e del secondo lotto di lavori.
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Fig. 4. 20.Corpo aula magna/atrio, dopo il completamento; vista dal Viale XX Settembre. Foto d’epoca rinvenuta tra il mate-riale d’archivio messo a disposizione dall’Amministrazione Provinciale.
Fig. 4. 21. Vista del complesso scolastico, dal lato prospiciente Via Giuseppe Donati. Foto d’epoca rinvenuta tra il materiale d’archivio messo a disposizione dall’Amministrazione Provinciale.
I progettisti, come già anticipato, furono l’Ing. Alberto Todros, che seguì tutta la progettazione architettonica per la prima approvazione dei lavori, e l’Ing. Enzo Manganelli, cui si attesta l’elaborazione di tutte le tavole strutturali.
96 Inoltre sulle tavole di carpenteria è visibile il timbro dell’impresa edile che ha realizzato l’opera (Impresa Edile Apuana Costruzioni ed Appalti S.N.C. di Rampioni e Bellotto, con sede in Massa3) e quello del Direttore dei Lavori, Ing. Dante Perfetti (Fig. 4. 22).
Fig. 4. 22. Dettaglio di una tavola di carpenteria in cui sono visibili i timbri del Direttore dei Lavori e dell'Impresa appaltatrice.
Per quanto concerne i materiali impiegati, non è stato reperito nessun certificato originale di prove, tuttavia sugli elaborati grafici strutturali e nelle relazioni di calcolo degli elementi in ce-mento armato sono indicati il tipo di cece-mento e il tipo di acciaio richiesti.
Nella fattispecie, per il Corpo Centrale si riportano le seguenti foto relative alla relazione di cal-colo:
3 La stessa impresa è indicata anche in tutti gli Atti di Sottomissione (si veda il paragrafo 5.2.2- Documentazione
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Fig. 4. 23. Relazione di calcolo degli elementi in c.a. relativa al Corpo Centrale, reperita presso gli archivi del Genio Civile di Massa.
Fig. 4. 24. Estratto dalla relazioni di calcolo di cui alla figura precedente. Sono indicati il tipo di cemento, le armature per gli elementi strutturali e le armature per i solai.
Dalla Fig. 4. 24 si evince, in particolare, che per travi e pilastri era previsto l’uso di barre in ac-ciaio tipo “Aq50/60”4, mentre per i solai era contemplato l’impiego di barre “ad alta resistenza
e ad aderenza migliorata”. Nel seguito della stessa relazione è specificato un valore della ten-sione ammissibile pari a 2.200 kg/cmq per le armature dei solai, e compreso nell’intervallo 1.6001.800 kg/cmq per travi e pilastri. Inoltre, è presente il riferimento normativo alle
4 Cfr. §2.3.1.1.
98 zioni del R.D. n°2229/1939 allora vigente; si ricorda che secondo tale decreto le tensioni ammissibili non dovevano superare il 50% del carico di snervamento.
È opportuno evidenziare, inoltre, che per i pilastri non furono inclusi disegni nelle tavole strutturali, ma solo tabelle che indicavano per ogni sezione la relativa armatura longitudinale (numero totale di barre e diametri) e trasversale (diametro e passo delle staffe). Nella relazione di calcolo menzionata, peraltro, in merito ai pilastri è presente solo un dimensionamento a sforzo normale, mentre per le travi di fondazione e in elevato furono eseguite verifiche a taglio e flessione (e a torsione per le travi dell’ultimo piano), secondo il metodo delle tensioni ammissibili.
Si noti, infine, che ad oggi non sono pervenute informazioni riguardo al progetto e alla realizza-zione del corpo aggiunto, realizzato in aderenza5 al corpo centrale, sul lato di Via Giuseppe
Do-nati. Per questo blocco, di cui si nota l’assenza anche nella foto di Fig. 4. 21, non è stato possi-bile reperire alcuna documentazione originale, dunque la data e le caratteristiche della costru-zione rimangono del tutto sconosciute. Da un esame visivo si conferma comunque che questo edificio è posteriore a tutti gli altri: la struttura appare più solida, e meno soggetta a fenomeni di degrado.
4.2.2- Documentazione originale
In riferimento a quanto esposto al paragrafo precedente, si riporta l’elenco minuto degli elabo-rati originali consultati:
Documentazione relativa al progetto originale (1960) e alla rettifica dei prezzi (1966):
Elaborati di progetto redatti dall’Ing. Alberto Todros, datati 28/07/1960, con correzioni a penna per l’aggiornamento dei prezzi in data 30/06/0966, e timbro di avvenuto deposito al Provveditorato Regionale Opere Pubbliche per la Toscana del Ministero dei Lavori Pubblici in data 29/12/1966, nella fattispecie:
1) Relazione tecnica;
2) Tabella dei prezzi elementari; 3) Analisi dei prezzi;
4) Capitolato speciale d’appalto;
4bis) Elenco suppletivo dei prezzi per lavori a misura;
5) Computo metrico estimativo (prima e seconda parte e riepilogo spesa); 6) Relazione sull’impiego della percentuale per opere d’arte;
7) Calcolo del cemento armato del fabbricato aule normali al solo fine del controllo del computo metrico. Pilastro più caricato, travi, solaio;
8) Piano parcellare di esproprio del 1966 con planimetria in scala 1:2000; 9) Capitolato per l’appalto concorso degli impianti termici;
10) Stima per l’impianto di riscaldamento (perizia generale).
99 Agli elaborati elencati si aggiungono 14 tavole di disegni datate 25/07/1960, ed una quindicesima tavola relativa alle fondazioni datata 22/09/1960, come di seguito elen-cato:
Tav. 906/8: Planimetria generale;
Tav. 906/9: Pianta servizi palestra, officina, alloggio custode; Tav. 906/10: Pianta 1° piano palestra e aule;
Tav. 906/11: Pianta 2° piano aule, uffici, palestra; Tav. 906/12: Pianta 3° piano aule e aula magna; Tav. 906/13: Pianta ufficio meteorologico; Tav. 906/14: Pianta copertura;
Tav. 906/15: Prospetti sud, nord e sezione longitudinale; Tav. 906/16: Prospetti e sezioni blocco aula magna; Tav. 906/17: Prospetti e sezioni blocco palestra; Tav. 906/18: Particolare aule normali;
Tav. 906/19: Particolare palestra; Tav. 906/20: Particolare aula magna;
Tav. 906/21: Pianta 2° piano aule, uffici, palestra; Tav. 906/22: Pianta fondazioni.
Relazione redatta dall’Ufficio del Genio Civile di Massa - Carrara recante la data 24/09/1960, con la quale si inoltrava il primo progetto dell’Ing. Todros all’esame di competenza del Comitato Tecnico - Amministrativo presso il Provveditorato Regionale alle OO.PP.
Piano parcellare di esproprio approvato il 06/04/1966:
contiene la cartografia dell’area con l’individuazione dei mappali, e l’elenco dei relativi proprie-tari.
Documentazione relativa alla prima perizia di variante (1968):
Elaborati della “Perizia di variante, di variata distribuzione di spesa e suppletiva alla peri-zia originaria n°5355”:
1) Relazione di calcolo del c.a., riguardante sia le strutture in elevato sia le fonda-zioni a travi rovesce, firmata dall’Ing. Enzo Manganelli e datata 31/05/1968; 2) Relazione di calcolo del c.a. in variante, riguardante solo le fondazioni a travi
rovesce, firmata ancora dall’Ing. Manganelli e datata 20/09/1968;
3) Computo metrico estimativo generale suddiviso in 1° e 2° lotto e riepilogo di spesa;
4) Analisi nuovi prezzi;
5) Tavole dei disegni esecutivi;
6) Computo metrico estimativo per la fornitura e la posa in opera dell’impianto radiotelevisivo, amplifonico, per segnalazioni acustiche e proiezione cinematografica (perizia di primo stralcio);
100 5/b) Computo metrico estimativo per la fornitura e la posa in opera dell’impianto radiotelevisivo, amplifonico, per segnalazioni acustiche e proiezione cinematografica (perizia generale);
7) Capitolato programma impianto radiotelevisivo, amplifonico, per segnalazioni acustiche e proiezione cinematografica;
8) Computo metrico estimativo per la fornitura e posa in opera dell’impianto di riscaldamento (perizia di primo stralcio);
9) Capitolato per l’appalto concorso degli impianti termici; 10) Prospetto di raffronto primo lotto in variante;
11) Schema Atto di Sottomissione;
12) Relazione sull’impiego della percentuale per opere d’arte;
13) Delibera di approvazione della Giunta Provinciale di Massa - Carrara del 18/06/1968.
Nello specifico le tavole di cui al punto 4, firmate dall’Ing. Manganelli e datate 31/05/1968, sono:
Tav. 1: Elaborati del c.a. Pianta fondazioni;
Tav. 1’: Elaborati del c.a. Pianta fondazioni. Sostituisce la Tav.1; Tav. 2: Elaborati del c.a. Pianta 1°solaio;
Tav. 3: Elaborati del c.a. Solaio generico; Tav. 5: Tabella pilastri;
Tav. 6: Particolare scala. Piante e sezione; Tav. 6’: Particolare armatura scala; Da Tav. 7 a Tav. 19: Travi di fondazioni;
Da Tav. 7’ a Tav. 19’: Travi di fondazioni (sostituiscono le precedenti); Da Tav. 20 a Tav. 23: Travi 1°solaio;
Da Tav. 26 a Tav. 28: Travi 1°solaio;
Da Tav. 29 a Tav. 34: Travi del solaio generico.
Documentazione relativa alla consegna dei lavori del primo lotto (1970):
Parere favorevole dell’Ufficiale Sanitario Dr. G. Barghini per l’utilizzo del fabbricato (corrispondente al corpo centrale) ad uso scolastico, rilasciato l’11/09/1970.
Verbale di consegna dei lavori, da parte dell’Amministrazione Provinciale nella persona del Geom. Arturo Giusti, al Preside incaricato della scuola, in data 14/10/1970.
Documentazione relativa alla seconda perizia di variante (1970-71):
Elaborati della “Seconda perizia di variante e secondo lotto in variante e aggiornato nei prezzi”, datati 19/08/1970:
1) Relazione
2) Computo metrico estimativo opere murarie primo lotto
3) Computo metrico estimativo generale (primo lotto in variante e secondo lotto in variante ed aggiornato nei prezzi)
101 4) Prospetto di raffronto primo lotto in variante
5) Schema di secondo atto di sottomissione
Decreto n°7159 del 14/06/1971 del Provveditorato Regionale alle OO.PP per la Toscana, con cui si approvava la “Seconda perizia di variante e secondo lotto in variante e aggior-nato nei prezzi”.
Documentazione relativa all’ ultima perizia di variante (1973):
Elaborati della “Perizia di variante, suppletiva e di variata distribuzione di spesa alla peri-zia di secondo lotto”, datati 11/01/1973 e depositati al Provveditorato Regionale OO.PP. per la Toscana in data 25/07/1973:
1) Relazione;
2) Computo metrico estimativo; 3) Analisi dei nuovi prezzi; 4) Schema atto di sottomissione;
5) Quadro di raffronto (secondo lotto in variante);
6) Quadro riassuntivo seconda perizia generale di variante, di variata distribu-zione di spesa e suppletiva, suddivisa in primo e secondo lotto con riepilogo generale finale;
7) Relazione sull’impiego della percentuale per opere d’arte (secondo lotto in va-riante e suppletiva);
8) Capitolato programma. Impianto radio-televisivo, amplifonico, per segnala-zioni acustiche e proiezione cinematografica;
9) Computo metrico estimativo per la fornitura e posa in opera dell’impianto ra-dio-televisivo, amplifonico, per segnalazioni acustiche e proiezione cinematografica;
10) Capitolato speciale d’appalto per corpi illuminanti; 11) Computo metrico estimativo corpi illuminanti;
12) Tavole strutturali redatte dall’Ing. Manganelli, datate 04/1972:
Tav. 1 Corpo Aula Magna/Atrio. Pianta delle carpenterie delle fondazioni; Tav. 2: Corpo Aula Magna/Atrio. Dettagli delle travi di fondazione;
Tav. 3: Ipografia del 1° solaio;
Tav. 4: Corpo Aula Magna/Atrio. Particolari travi del 1° solaio; Tav. 4’: Corpo Aula Magna/Atrio. Particolari travi del 1° e 2° solaio; Tav. 5: Corpo Aula Magna/Atrio. Ipografia travi del 2° solaio; Tav. 6 : Corpo Aula Magna/Atrio. Particolari travi del 2° solaio;
Tav. 7 : Corpo Aula Magna/Atrio. Particolare gradonate e scale (05/1972); Tav. 8 : Corpo Aula Magna/Atrio. Particolare cabina di proiezione
(05/1972);
Tav. 9 : Corpo Aula Magna/Atrio. Ipografia della copertura; Tav. 10 : Corpo Aula Magna/Atrio. Particolari travi di copertura; Tav. 11: Carpo Atrio. Particolari della scala (05/1972);
102 Tav. 12 : Copertura metallica per copertura aula magna e palestra;
Tav. 13: Alloggio custode. Ipografie fondazioni e copertura; Tav. 14: Alloggio custode. Particolari travi di fondazione; Tav.15: Alloggio custode. Particolari travi di copertura; Tav. 16: Palestra. Ipografia delle fondazioni;
Tav. 17: Palestra. Particolari travi di fondazione; Tav. 18: Palestra. Ipografia del 1° solaio;
Tav. 19: Palestra. Particolari cordoli del 1° solaio; Tav. 20: Palestra. Ipografia del 2° solaio;
Tav. 21: Palestra. Particolari travi del 2° solaio; Tav. 22: Palestra. Ipografia della copertura6;
Tav. 23: Palestra. Particolari travi di copertura;
Tav. 24: Palestra. Particolari delle due scale (05/1972).
Delibera di Giunta Provinciale n°142 del 20/02/1973 relativa all’approvazione della peri-zia di variante.
Relazione dell’Ufficio del Genio Civile di Massa-Carrara con cui si inoltrava, al Provveditorato Regionale alle OO.PP per la Toscana, la “Perizia di variante, suppletiva e di variata distribuzione di spesa alla perizia di secondo lotto”, datata 22/06/1973.
Parere del Comitato Tecnico Amministrativo del Provveditorato Regionale alle OO.PP. per la Toscana n°293 del 25/07/1973 con cui si approvava la “Perizia di variante, supple-tiva e di variata distribuzione di spesa alla perizia di secondo lotto”.
Documentazione relativa alla consegna dei lavori del secondo lotto (1974):
Verbale di consegna dei lavori, da parte dell’Impresa Edile Apuana nella persona del Geom. Giampaolo Tanzi, al Direttore dei Lavori ed Ingegnere Capo dell’Ufficio Tecnico Provinciale Ing. Dante Prefetti, e contestualmente da lui alla Preside della scuola, in data 19/12/1974.
6 Il cartiglio di questa tavola riporta in realtà la dicitura “Corpo paeestra. Ipografia della fondazione”: si trattò
evidentemente di un doppio errore, non solo di ortografia, dal momento che i disegni presenti sulla tavola rappresentano in realtà la pianta della copertura.
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4.2.3- Terremoti subìti e studi di vulnerabilità
Il territorio del Comune di Carrara risente in maniera significativa delle attività sismiche che riguardano la Lunigiana e l’alta Garfagnana, collocandosi all’interno di importanti strutture tettoniche7 che caratterizzano l’area appenninica, e cioè:
La grande fossa litoranea da La Spezia a Pisa, che ha fatto registrare negli ultimi secoli, a livello locale, attività minime. Non è comunque impossibile che le faglie silenti possano attivarsi, in quanto tutta la regione presenta una dinamica distensiva;
Il Graben della Lunigiana, che parte dal monte Cisa e termina in corrispondenza del ri-lievo apuano. L’attività sismica legata a questa struttura è frequente, ed in passato ha coinvolto anche pesantemente l’area comunale;
La fossa tettonica della Garfagnana, più distante ma non meno pericolosa.
Le notizie relative ai terremoti storici in Lunigiana confermano una vivace attività sismica, tal-volta causa di danni anche molto ingenti, fino alla perdita di vita umane. Tra gli eventi più significativi del XX secolo vanno ricordati il catastrofico terremoto del 7 Settembre 1920, con epicentro a Fivizzano e magnitudo Mw 6.488, e quello del 10 Ottobre 1995, ancora con
epicen-tro a Fivizzano, e magnitudo Mw 4.85.
Più recenti, e di certo ben presenti nella memoria degli attuali abitanti della zona, sono gli eventi del Gennaio 2013 in Garfagnana e Giugno 2013 in Lunigiana. In particolare, il 25 gennaio 2013 è stato registrato dalla Rete Sismica Nazionale dell’INGV un evento di magnitudo ML 4.8 in
Garfagnana9, mentre il 21 Giugno 2013 in Lunigiana è stata raggiunta una magnitudo M
L 5.2 con
epicentro tra i comuni di Minucciano (LU), Fivizzano e Casola (MS). Il sisma, ben risentito in tutta la penisola centro-settentrionale, è stato seguito in poche ore da numerosi altri eventi, di cui 16 di magnitudo ML superiore a 3 nelle prime 72 ore10. Nel primo mese di emergenza sono
stati registrati più di 2000 terremoti, di cui il 60 % durante la prima settimana, e concentrati in un’area relativamente piccola di circa 10x15 km. Due eventi, occorsi rispettivamente il 23 e il 30 Giugno, preoccuparono particolarmente la popolazione, con una magnitudo ML di 4.4.
La risposta del territorio carrarese a tali attività sismiche si caratterizza per la sua eterogeneità, a causa della conformazione geologica non uniforme del terreno stesso.
È difficile, in mancanza di testimonianze dirette e rilievi passati, stimare come e in che misura i vari terremoti occorsi dagli anni’70 in poi abbiano influenzato e/o danneggiato la struttura og-getto di studio, sommando i propri effetti al degrado operato dal tempo e dagli agenti atmosfe-rici.
Di certo, già prima degli importanti eventi del 2013, la struttura non doveva presentarsi in ot-timo stato, dal momento che nel 2011 fu commissionato allo studio tecnico “SAF&P
7 Fonte Osservatorio Sismico Apuano, http://www.osservatorioapuano.org/rischio_sismico_del_comune_di_ca.asp 8 ROVIDA A., CAMASSI R., GASPERINI P., STUCCHI M. (a cura di), 2011. CPTI11, la versione 2011 del Catalogo
Parametrico dei Terremoti Italiani. Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Milano, Bologna, http://emidius.mi.ingv.it/CPTI
9 BLOGINGVTERREMOTI, https://ingvterremoti.wordpress.com/2014/02/03/speciale-2013-un-anno-di-terremoti/ 10 MARGHERITI L. et al., Il terremoto del 21 Giugno 2013 in Lunigiana. Le attività del coordinamento Sismiko,
104 ENGINEERING” un progetto di messa in sicurezza statica e un’analisi di vulnerabilità sismica, eseguito dai progettisti Ing. M. Altobello e Ing. F. Pellegrino, con Livello di Conoscenza LC1. A seguito di tale analisi, fu dichiarata l’inagibilità del Corpo Palestra, del Corpo Aula Magna, del piano terra del Corpo Centrale e di tutta l’ala dello stesso adibita a laboratori11, per tutti i piani.
Contestualmente, fu progettata ed in parte realizzata proprio nell’ala del Corpo Centrale adibita a laboratori una struttura temporanea in acciaio, avente funzione di presidio nel caso del crollo per carichi statici dei solai.
Di tale lavoro, l’Amministrazione Provinciale ha reso disponibili i seguenti elaborati: - Verifica di vulnerabilità sismica (n°39 elaborati):
Relazioni:
Elaborato REL (18/05/2011): Relazione metodologica
Elaborato RCV (21/12/2011): Relazione di calcolo della vulnerabi-lità sismica
Tabulati di calcolo – CDS:
CORPO AULE CENTRALI
o TVC01: progetto simulato- Input o TVC02: progetto simulato- Output o TVC03: verifica Q2- Input
o TVC04: verifica Q2- Output o TVC05: verifica Pga finale- Input o TVC06: verifica Pga finale- Output CORPO AULE ESTERNO
o TVC07: progetto simulato- Input o TVC08: progetto simulato- Output o TVC09: verifica Q2- Input
o TVC10: verifica Q2- Output o TVC11: verifica Pga finale- Input o TVC12: verifica Pga finale- Output AULA MAGNA
o TVC13: progetto simulato- Input o TVC14: progetto simulato- Output o TVC15: verifica Q2- Input
o TVC16: verifica Q2- Output o TVC17: verifica Pga finale- Input o TVC18: verifica Pga finale- Output PALESTRA
o TVC19: progetto simulato- Input o TVC20: progetto simulato- Output o TVC21: verifica Q2- Input
11 Cfr. §4.3.1- Fig. 4. 25.
105 o TVC22: verifica Q2- Output
o TVC23: verifica Pga finale- Input o TVC24: verifica Pga finale- Output ALLOGGIO CUSTODE
o TVC25: progetto simulato- Input o TVC26: progetto simulato- Output o TVC27: verifica Q2- Input
o TVC28: verifica Q2- Output o TVC29: verifica Pga finale- Input o TVC30: verifica Pga finale- Output Tavole rilievo geometrico strutturale
RGS01: pianta piano seminterrato RGS02: pianta piano terra
RGS03: pianta piano primo RGS04: pianta piano secondo
RGS05: pianta piano terzo (ammezzato)
Elaborati dello studio geologico Geo-Consult s.r.l, Direttore Geol. Nicola Pol-zone
Sondaggi geognostici, prove SPT in foro, prove di laboratorio geotecnico, prova sismica di tipo MASW
Indagini su travi e pilastri - relazione tecnica. - Progetto di messa in sicurezza statica (n° 8 elaborati):
Relazioni:
Relazione generale per genio civile – variante struttura metallica area laboratori (31/01/2014)
Fascicolo dei calcoli – variante struttura metallica area laboratori Tavole:
Elaborato PFP1 (18/09/2012): “pianta stato di fatto; stato di pro-getto; intervento 1; pilastrini corpo di fabbrica ingresso”
Elaborato SPP1_4 (19/09/2012): “sezioni, prospetti, particolari costruttivi; intervento 1; pilastrini corpo di fabbrica ingresso; pilastrino 5; muri n°1 e n°2”.
Elaborato DL01 (31/01/2014): “Variante – demolizioni, realizza-zioni, progetto intervento 3”. Scala 1:25
Elaborato DL02 (31/01/2014): “Variante – piante e sezioni strut-tura metallica, progetto intervento 3”. Scala 1:100.
Elaborato DL03 (31/01/2014): “Variante – fondazioni, progetto intervento 3”. Scale varie.
106 Elaborato MSA3 (31/01/2014): “Misure di sicurezza antincendio,
intervento 3, struttura metallica”. Scala 1:5/1:100
Si ritiene opportuno segnalare alcune considerazioni in merito agli elaborati appena elencati. Della relazione dello studio geologico Geo-Consult s.r.l su “Sondaggi geognostici, prove SPT in foro, prove di laboratorio geotecnico, prova sismica di tipo MASW” è utile riportare il risultato del calcolo della velocità delle onde di taglio nei primi 30 metri di terreno:
V = 605,41 m/s
per cui ai sensi delle normative vigenti12 il suolo di fondazione ricade in categoria B.
Invece la relazione sulle indagini effettuate su travi e pilastri, ancora dello studio geologico Geo-Consult s.r.l., illustra come da una serie di prove SONREB eseguite il 19/10/2011 sia stata rica-vata una resistenza a compressione media del calcestruzzo di 340 kg/cm2. Tale risultato è stato
però calcolato sulla base di indagini effettuate su tutto il complesso, senza distinzione tra gli edifici realizzati in tempi diversi, e senza distinzione tra i vari piani, dunque l’affidabilità di tale dato si ritiene quantomeno discutibile: si rimanda al §4.3.2 per un approfondimento sulle pro-prietà meccaniche del calcestruzzo, nuovamente stimate sulla base di un’apposita campagna di prove.
Infine, si ricorda che un’analisi di vulnerabilità sismica dei due edifici ospitanti l’aula magna e la palestra è stata oggetto di una tesi di laurea discussa nel 201513 presso questa stessa
Univer-sità.
4.3- Conoscenza dello stato di fatto
Un’approfondita conoscenza dell’edificio, nelle sue condizioni effettive, è stata ottenuta me-diante:
rilievo geometrico, strutturale e architettonico, con la produzione di un congruo numero di elaborati grafici (piante, prospetti e sezioni dell’organismo architettonico, piante e se-zioni delle carpenterie in c.a.);
rilievo dei dettagli costruttivi, con la programmazione e l’esecuzione di un’opportuna campagna di saggi sugli elementi strutturali e non strutturali, e la restituzione delle informazioni acquisite in appositi elaborati di dettaglio;
caratterizzazione meccanica dei materiali, con la programmazione e l’esecuzione di un’opportuna campagna di prove dirette e indirette, eseguite in situ ed in laboratorio; rilievo delle vulnerabilità locali e dei fenomeni di degrado in atto, al fine di evidenziare
quelle criticità locali che, pur essendo necessariamente trascurate nella successiva fase di modellazione strutturale, devono però esser tenute di conto nella valutazione finale di vulnerabilità.
12 Cfr. NTC-08 §3.2.2.
13 NAVARI C., (2015), Valutazione della sicurezza statica e della vulnerabilità sismica del Liceo “G. Marconi”
107 Si vuole sottolineare inoltre che il rilievo geometrico e dei dettagli costruttivi è stato affrontato nell’ottica di un costante confronto tra lo stato di fatto e lo stato di progetto, come descritto dalla documentazione originale esaminata in precedenza. Pertanto sono stati prodotti anche degli ulteriori elaborati grafici miranti proprio ad evidenziare e quantificare le differenze riscon-trate.
4.3.1- Rilievo geometrico e dei dettagli costruttivi
Il rilievo geometrico è stato effettuato, sulla base della documentazione originale preventiva-mente analizzata, mediante misurazioni dirette operate nel corso di ripetuti sopralluoghi, ed orientato da un lato alla conoscenza complessiva dell’organismo architettonico, dall’altro all’individuazione rigorosa della struttura resistente.
Il Corpo Centrale è caratterizzato da una conformazione planimetrica ad “L”, di dimensioni mas-sime di circa 55x20 metri, e si articola in cinque piani di cui uno seminterrato, come rappresen-tato nella seguente Fig. 4. 25 in cui è peraltro evidenziata la distinzione tra l’ala dedicata alle aule normali e quella occupata dai laboratori, attualmente inagibile.
Fig. 4. 25. In alto, pianta del primo piano con individuazione dell'ala occupata dalla aule normali (in giallo) e dell'ala occupata dai laboratori, attualmente inagibile (in azzurro). In basso, sezione longitudinale dell’edificio.
L’edificio si raggiunge direttamente dalla via d’accesso carrabile sul viale XX Settembre, alla quota del piano primo. L’ala delle aule normali risulta contigua al blocco Aula Magna, da cui è
108 separata mediante un giunto sismico di circa 13 cm, mentre quella dei laboratori trova prosecu-zione nel Corpo Aggiunto, salva la presenza di un altro giunto, di circa 23 cm.
La struttura portante è costituita da telai piani in cemento armato; nello specifico sono presenti tre telai longitudinali14 nella zona delle aule (d’ora in poi denominata zona A) e tre nell’ala
dedi-cata ai laboratori (zona B).
La Fig. 4. 26 mostra la pianta delle carpenterie del piano tipo, utile per visualizzare la geometria dei piani dal primo al terzo. Il piano terra e l’ultimo piano, invece, risultano di dimensioni mi-nori, e sono presenti sostanzialmente solo in corrispondenza della zona B (si vedano la Fig. 4. 27 e la Fig. 4. 28 rispettivamente).
Fig. 4. 26. Pianta delle carpenterie del piano tipo.
Fig. 4. 27. Pianta delle carpenterie del piano terra.
14 Per “longitudinali” si vogliono intendere i telai disposti ortogonalmente alla giacitura dei solai; di conseguenza,
con riferimento alla Fig. 4. 26, nella zona A si chiameranno longitudinali i telai da A1 a G1’, da A2 a G3, da A3 a F3, mentre nella zona B ci si riferirà ai telai: da G1 a G6, da H1 ad H6, da I1 a I6.
109
Fig. 4. 28. Pianta delle carpenterie del piano quarto.
In riferimento ancora alla Fig. 4. 26, può notarsi che nella direzione parallela all’orditura dei so-lai sono presenti, nell’ala dedicata ai laboratori, solo le travi di bordo; nell’ala delle aule nor-mali, invece, oltre alle travi di bordo è presente un telaio trasversale in prossimità della scala, e delle ulteriori travi trasversali in corrispondenza dei tramezzi che dividono un’aula dall’altra; queste travate però non proseguono fino alla facciata opposta, fermandosi al telaio di spina. Le sezioni dei pilastri subiscono una progressiva rastremazione dal piano terra a quelli superiori; spesso i restringimenti avvengono in maniera tale che le colonne di un generico piano non risul-tano perfettamente centrate rispetto ai corrispondenti elementi posti al piano immediata-mente inferiore: per questo motivo si è ritenuto utile individuare le posizioni dei “fili fissi”, spesso corrispondenti ad uno spigolo esterno del generico pilastro piuttosto che al suo asse. Le sezioni delle travi, come del resto quelle dei pilastri, risultano di forme e dimensioni varie: nella zona B sono presenti per lo più travi in spessore, la cui larghezza varia dai 45 agli 80 cm; nella zona A sono presenti per lo più travi ricalate, con un altezza massima di 75 cm e una lar-ghezza di 3035 cm. Inoltre due telai longitudinali, compresi rispettivamente dal pilastro A3 ad F3, e da I1 a I6, sono caratterizzati dalla presenza, per i piani dal primo al terzo, di mensole in c.a. con sbalzi di circa 1,55 m (Fig. 4. 29).
Le scale, anch’esse in cemento armato, sono della tipologia a soletta rampante; lo spessore della soletta risulta di circa 15 cm, e lo stesso può dirsi per i pianerottoli posti a quota interme-dia rispetto a ciascun interpiano. In corrispondenza di ciascun pianerottolo è inoltre presente una trave, facilmente visibile dall’esterno dell’edificio (Fig. 4. 30).
L’altezza netta d’interpiano è di circa 3,30 metri nella zona B; nella zona A si misura un’altezza leggermente maggiore a causa di una differenza di spessore del massetto fra le due zone. Si tratta comunque di una differenza molto contenuta, di circa 4 cm, che si affievolisce gradual-mente e non risulta quindi percepibile nel passaggio da una zona all’altra.
110
Fig. 4. 29. Corpo centrale, zona A; vista del lato prospiciente via Donati, con la presenza di mensole in c.a. per proteggere la aule dall’esposizione solare diretta.
Fig. 4. 30.Corpo centrale; vista dall'esterno della zona delle scale. Si nota la presenza di travi intermedie rispetto agli impalcati, poste alle quote dei pianerottoli.
Per quanto riguarda gli impalcati, essi sono costituiti da solai in latero-cemento con luci che vanno da un minimo di 4,40 metri a un massimo di circa 7,60 metri, per uno spessore pari a 29 cm: nella fattispecie, 24 cm è l’altezza delle pignatte, mentre la caldana in calcestruzzo ha uno spessore di 5 cm. L’interasse fra i travetti risulta di 67 cm, mentre la larghezza rilevata è di 17 cm. Per maggiori dettagli in merito alla sezione resistente del singolo travetto di solaio, si ri-manda al capitolo 6 dedicato alle verifiche degli elementi strutturali.
I tamponamenti esterni, di spessore variabile ma che non si discosta mai troppo dai 30 cm, presentano, in corrispondenza delle aule e dei laboratori, finestrature di grandi dimensioni che si estendono spesso per un’altezza maggiore o all’incirca pari alla metà di quella dell’interpiano. In corrispondenza dei servizi si trovano invece finestre più piccole, poste a quota più alta per ovvi motivi di introspezione. Sulle facciate sono presenti rivestimenti parziali in finti mattoncini con aspetto faccia a vista, mentre le restanti tamponature sono intonacate.
Infine, al di sopra dei solai di copertura sono presenti delle capriate metalliche che sostengono un sottile manto in lamierino.
In una fase immediatamente successiva al rilievo geometrico, un significativo approfondimento della conoscenza del manufatto è stato possibile grazie ad una corposa campagna di saggi a campione, mirati alla definizione di dettagli costruttivi (riguardanti tanto gli aspetti strutturali quanto quelli non strutturali) non direttamente osservabili ma fondamentali per una modella-zione quanto più possibile efficace, quali:
la presenza, la quantità, la tipologia e la disposizione delle armature longitudinali e trasversali nelle travi e nei pilastri;
lo spessore dei ricoprimenti delle armature (copriferro);
le tipologie di solaio presenti, con particolare riguardo all’individuazione della sezione resistente dei travetti ed alla conformazione degli elementi di alleggerimento in lateri-zio;
la presenza, la quantità, la tipologia e la disposizione delle armature longitudinali nei travetti di solaio, oltre all’eventuale presenza di rete elettrosaldata nella caldana;
111 la stratigrafia presente al di sopra del solaio strutturale, ai fini di una corretta
determinazione dei carichi gravanti sullo stesso;
la tipologia e la stratigrafia dei tamponamenti esterni e dei tramezzi, ai fini di una cor-retta determinazione dei carichi gravanti sulle travi e sui solai.
L’esecuzione dei saggi ha avuto inoltre lo scopo di verificare la fedeltà dello stato di fatto ri-spetto a quello di progetto, come presentato dagli elaborati originali: tale corrispondenza è stata più volte delusa dal confronto, soprattutto per ciò che concerne le armature. In diversi casi, infatti, le barre presenti risultano in quantità e/o diametro minore rispetto a quanto previ-sto dalle tavole strutturali. A titolo di esempio si riporta un estratto dagli elaborati prodotti per evidenziare tali differenze (Fig. 4. 31):
Fig. 4. 31. Stralcio della tavola CC/CRSMA/04, pianta del quarto livello (solaio P3-P4), zona laboratori, e relativa legenda
Sulla base delle differenze constatate, si è ritenuto più cautelativo, ai fini delle verifiche dei sin-goli elementi, tener conto dell’analogia tra elementi strutturali adiacenti e/o con caratteristiche
112 simili, estendendo i dati risultanti dal generico saggio, ove difformi dai progetto, agli elementi affini.
I saggi sugli elementi strutturali in cemento armato, cioè travi e pilastri, sono stati eseguiti nella modalità seguente:
innanzitutto sono stati scelti gli elementi da indagare, sulla base dei criteri di fattibilità operativa (verificata tramite preventivo sopralluogo) e cercando di scegliere, da un lato, almeno due elementi significativi (da poter confrontare fra loro) di una determinata categoria (sulla base delle premesse considerazioni in merito all’analogia esistente tra elementi simili per caratteristiche, vicinanza e “ruolo” nel sistema strutturale), e dall’altro lato di garantire una certa “casualità” nella scelta, finalizzata ad ottenere un campione significativo di elementi in grado di rappresentare le caratteristiche medie della struttura nella sua globalità. È stato dunque redatto un piano dei saggi, privile-giando inoltre gli elementi pilastro rispetto agli elementi trave, per motivi legati alle difficoltà operative connesse all’esecuzione di saggi su trabattelli, ed in accordo alle li-nee guida tracciate dalle istruzioni tecniche del programma regionale VSCA;
sugli elementi scelti, è stata quindi preparata la superficie rimuovendo eventuali into-naci e rivestimenti, ed effettuata un’indagine pacometrica allo scopo di individuare il numero di barre presenti e la distribuzione (posizione e passo) delle staffe, utilizzando lo strumento mostrato in Fig. 4. 32. Questa operazione ha rivestito fondamentale impor-tanza allo scopo di limitare il più possibile il danneggiamento degli elementi nella fase successiva;
in corrispondenza di una staffa, è stato rimosso il copriferro mediante trapano a percus-sione, fino a portare alla luce una porzione (di alcuni centimetri) delle armature longitudinali e un braccio della staffa;
sono stati quindi misurati, in maniera diretta mediante calibro, i diametri delle armature presenti.
Fig. 4. 32. Pacometro HILTI sistema Ferroscan PS 200 S, utilizzato per le indagini sugli elementi trave e pilastro prima dell’esecuzione dei relativi saggi sulle armature.
113 Le misurazioni eseguite sono state immediatamente restituite in forma grafica, sulla base degli eidotipi prodotti durante il rilievo. Inoltre, ciascun elemento è stato contrassegnato preventiva-mente all’effettiva esecuzione dei saggi, utilizzando codici univoci definiti già nell’elaborazione del piano dei saggi.
In particolare, per il generico pilastro è stata utilizzata la nomenclatura come da esempio se-guente:
P1/A1/CC dove:
la sigla iniziale “P1” indica il piano (PT = Piano Terra; P1 = Piano primo; P2 = Piano se-condo, ecc.);
la sigla intermedia “A1” indica l’elemento, in riferimento ai “fili fissi” già definiti in precedenza e specificati sugli elaborati grafici prodotti per il piano dei saggi;
la sigla finale “CC” è riferita all’edificio del Corpo Centrale. Analogamente per le travi è stata utilizzata una nomenclatura del tipo:
P1/TA1B1/CC
in cui la sigla centrale individua l’elemento Trave compreso tra i pilastri A1 e B1.
A titolo di esempio si riporta di seguito (Fig. 4. 33) un estratto del piano delle Indagini sugli Ele-menti Strutturali (IES):
114 Infine si segnala che, durante l’avanzamento di tutta la campagna dei saggi, è stata prodotta una copiosa documentazione fotografica, in osservanza alle istruzioni tecniche del programma regionale VSCA: ciascun elemento è stato infatti fotografato prima e dopo l’esecuzione del sag-gio, come mostrato a titolo di esempio nelle seguenti Fig. 4. 34 e Fig. 4. 35 (elemento pilastro), Fig. 4. 36 e Fig. 4. 37 (elemento trave).
Fig. 4. 34. Esempio di un pilastro soggetto a saggio sulle armature: prima dell'esecuzione del saggio è stato contrassegnato l'elemento utilizzando la nomenclatura univoca definita nel piano dei saggi, è stato rimosso l’intonaco e sono state tracciate
con gessetti colorati le armature rilevate tramite pacometro.
Fig. 4. 35. Lo stesso pilastro di cui alla figura precedente, dopo l'esecuzione del saggio, che ha portato alla luce un braccio della staffa e una piccola porzione della armature longitudinali.
115
Fig. 4. 36. Esempio di trave soggetta a saggio sulle armature: prima dell'esecuzione del saggio è stato contrassegnato l'ele-mento utilizzando la nomenclatura univoca definita nel piano dei saggi, è stato rimosso l’intonaco e sono state tracciate con
gessetti colorati le armature rilevate tramite pacometro.
Fig. 4. 37. La stessa trave di cui alla figura precedente, dopo l'esecuzione del saggio, che ha portato alla luce un braccio della staffa e una piccola porzione della armature longitudinali.
Secondo le modalità appena descritte, sono stati effettuati in totale: 58 saggi sui pilastri a fronte di un totale di 154 elementi; 43 saggi sulla travi a fronte di un totale di 185 elementi; distribuiti sui cinque piani come mostrato nella tabella seguente:
Piano P0 P1 P2 P3 P4 TOT n° SAGGI PILASTRI 9 15 14 14 6 58 TOT PILASTRI 24 38 38 38 16 154 N° SAGGI TRAVI 6 13 9 9 6 43 TOT TRAVI 27 47 47 47 17 185 % PILASTRI INDAGATI/TOTALE 37.5% 39.5% 36.8% 36.8% 37.5% 37.7% % TRAVI INDAGATE/TOTALE 22.2% 27.7% 19.1% 19.1% 35.3% 23.2%
116 saggi per rilevare le armature dei travetti, all’intradosso in mezzeria e all’estradosso in
prossimità degli appoggi;
saggi finalizzati all’individuazione della stratigrafia esistente al di sopra del solaio strutturale, eseguiti mediante asportazione di una porzione di materiale in una zona di dimensioni circa 40x40 cm;
saggi eseguiti mediante endoscopio, finalizzati all’individuazione della stratigrafia del so-laio strutturale (altezza delle pignatte, spessore della soletta) e del pacchetto non strutturale.
In alcuni casi, la seconda e le terza tipologia sono state anche combinate tra loro ed eseguite nella stessa zona; parimenti è stata indagata l’eventuale presenza di rete elettrosaldata nella soletta collaborante in calcestruzzo armato, constatandone l’assenza.
Si segnala inoltre che, nella zona dei laboratori (zona B) è presente un elevato numero di saggi dal momento che, nella realizzazione della struttura metallica di cui al §4.2.3, furono tagliati i solai per consentire il passaggio delle colonne in acciaio; l’esecuzione dei lavori fu poi inter-rotta, quando ormai tutti i fori (di dimensioni circa 50x50cm) erano stati eseguiti; ciascuno di essi è stato contrassegnato, ai fini del presente lavoro, come saggio conoscitivo, perché in corrispondenza degli stessi è stato possibile rilevare la conformazione del solaio. Si vedano a ri-guardo le seguenti Fig. 4. 38 e Fig. 4. 39.
Fig. 4. 38. Un esempio dei fori realizzati nei solaio dell'ala laboratori per l'inserimento della struttura metallica, poi incom-piuta.
117
Fig. 4. 39. Dettaglio del solaio nell'ala laboratori, misurato in corrispondenza di uno dei fori presenti per il passaggio della struttura metallica incompiuta.
In totale sono stati eseguiti 33 saggi sui solai (comprensivi dei fori già esistenti). Per i dettagli in merito ai dati rilevati ed all’ubicazione dei saggi, si rimanda agli elaborati grafici in allegato, ed al capitolo 6 relativo alle verifiche. Ancora a titolo di esempio si riportano alcuni scatti che documentano l’esecuzione di un saggio sulle armature al’intradosso di un travetto (Fig. 4. 40), all’estradosso (Fig. 4. 41), e di un’indagine endoscopica (Fig. 4. 42), .
118
Fig. 4. 41. Esempio di saggio sulle armature all'estradosso di un travetto di solaio.
Fig. 4. 42. Esempio di endoscopia su solaio.
Oltre agli elementi strutturali, una campagna di saggi parallela è stata programmata ed eseguita relativamente agli elementi non strutturali, nella fattispecie i tamponamenti esterni e le tramezzature.
Alcuni saggi sono stati eseguiti rimuovendo i rivestimenti quali intonaci e verniciature (Fig. 4. 43), per mettere a nudo la tessitura muraria delle pareti, in molti casi andando anche a rom-pere una piccola porzione della parete stessa al fine di conoscerne la composizione interna (stratigrafia, presenza e dimensione di eventuale intercapedine). Molte pareti, infatti, come suggerito già dalle relazioni e dai computi metrici inclusi nel progetto originale, risultano della tipologia “a cassetta”, con due strati di muratura di dimensioni variabili a secondo del tipo di blocco laterizio utilizzato, separate da intercapedine d’aria anch’essa di larghezza variabile.
119 Altri saggi sulle tamponature consistono invece in endoscopie (Fig. 4. 44), come già visto per i solai.
Fig. 4. 43. Saggio su un tamponamento consistente nella rimozione dell'intonaco per individuare la tessitura muraria. Nel caso rappresentato, i blocchi in laterizio corrispondono alla tipologia di blocchi semipieni tipo Doppio UNI.
Fig. 4. 44. Esempio di endoscopia su tamponamenti.
Di seguito (Fig. 4. 45) si riporta un estratto del piano delle Indagini sugli Elementi Non Struttu-rali (IENS):
120
Fig. 4. 45. Stralcio della tavola CC/IENS/02, pianta del secondo piano (zona aule normali) e relativa legenda.
In totale sono stati effettuati 36 saggi sulle tamponature/tramezzature, articolati fra i vari piani come illustrato nella tabella seguente:
Piano P0 P1 P2 P3 P4 TOT
N° saggi tamponamenti 2 10 10 11 3 36
Il tipo di blocchi laterizi maggiormente presente corrisponde alla tipologia di blocchi semipieni Doppio UNI di dimensioni 12x12x25, ma non mancano casi in cui almeno uno dei due para-menti delle pareti “a cassetta” sia costituito da blocchi forati da 8x25x25 cm. Nell’ala A sono presenti anche alcuni tramezzi realizzati in cartongesso. Di nuovo, si rimanda agli elaborati gra-fici allegati per i dettagli relativi a ciascun saggio.
Un’ultima tipologia di saggi riguarda la copertura dell’ala A: come già precedentemente accen-nato, al di sopra del solaio del terzo piano sono presenti delle travature reticolari metalliche che sostengono un leggero manto in lamiera. È stato dunque effettuato il rilievo, mediante calibro, dei profili che costituiscono i correnti, i diagonali e i montanti delle travature, ed è stata rilevata la geometria di massima della singola capriata, allo scopo di determinarne il peso gravante sul solaio.
Le travature posano alle estremità ed in mezzeria su degli appoggi in mattoni pieni (Fig. 4. 48); i correnti superiori ed inferiori sono costituiti da doppi angolari con sezione da 45x45x5 mm,
121 mentre diagonali e montanti sono realizzati con doppi angolari da 30x30x3 mm, tranne per il montante centrale, realizzato con gli stessi profili dei correnti.
Al di sopra delle capriate sono presenti arcarecci (profili IPN 80) posti ad interasse di circa 90 cm, e su di essi è fissato il manto di copertura in lamiera. Di seguito si riporta un estratto della documentazione fotografica relativa a tale saggio.
Fig. 4. 46. Copertura dell'ala A del Corpo Centrale. Fig. 4. 47. Apertura di un pannello di lamiera per il rilievo delle travature.
Fig. 4. 48. Vista delle travature reticolari, al di sotto del manto di
122
4.3.2- Caratterizzazione meccanica dei materiali
La stima delle caratteristiche meccaniche dei materiali strutturali ha costituito un nodo cruciale nella conoscenza dell’edificio, per la sua importanza fondamentale in relazione alla successiva fase di verifica dei singoli elementi.
Per quanto concerne il materiale calcestruzzo, ai sensi delle prescrizioni normative e delle istru-zioni tecniche del programma regionale VSCA già trattate in §2.3.3, è stata predisposta ed ese-guita una campagna di prove articolata in:
prove indirette, mediante applicazione del metodo combinato Sonreb, e quindi con l’esecuzione congiunta di prove sclerometriche ed ultrasoniche, su elementi pilastro; prove dirette, nello specifico carotaggi eseguiti sempre su elementi pilastro e successive
prove di compressione diretta dei provini estratti.
Tutte le prove sono state operate dai tecnici del Laboratorio Ufficiale per le Esperienze dei Materiali da Costruzione del Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale dell’Università di Pisa. La quantità di prove, come già dei saggi inerenti i dettagli costruttivi, è stata valutata con l’obiettivo di raggiungere un livello di conoscenza almeno adeguato, e privilegiando in numero le prove indirette rispetto a quelle distruttive, al fine di limitare il danneggiamento alla strut-tura. La seguente tabella rappresenta sinteticamente la quantità e la tipologia di prove in situ eseguite sui pilastri di ciascun piano:
Piano P0 P1 P2 P3 P4 TOT
Solo SONREB 6 9 9 2 1 27
SONREB + Carotaggio 1 3 3 6 2 15 TOT PILASTRI 24 38 38 38 16 154 % PILASTRI INDAGATI 29.2% 31.6% 31.6% 21.1% 18.8% 27.3%
Il metodo Sonreb è stato applicato su 42 pilastri, di cui 15 soggetti anche a carotaggio. Le se-guenti immagini mostrano la strumentazione utilizzata per le letture ultrasoniche (Fig. 4. 50) e per le prove sclerometriche (Fig. 4. 51).
Fig. 4. 50. Strumentazione utilizzata per le indagini
ultrasoniche. Fig. 4. 51. Istantanea scattata durante una battuta sclerometrica.
Le prove sono state eseguite secondo le modalità già trattate in §2.3.3.2 e §2.3.3.3.; le misura-zioni sono state quindi utilizzate come dati di input per l’elaborazione, mediante i fogli di
cal-123 colo predisposti dalla Regione Toscana, del valore medio derivante dalle tre formulazioni di Giacchetti-Lacquaniti, Di Leo-Pascale e Gasparirik, già trattate in §2.3.3.4., per ciascun piano. I risultati sono stati poi confrontati con quelli derivanti dalle prove dirette: poiché si è riscontrata una differenza significativa, spesso molto maggiore del 20%, si è ritenuto opportuno (in accordo anche alle istruzioni tecniche del programma VSCA) considerare solo i valori risultanti dalle prove sulle carote, da ritenersi più affidabili.
I carotaggi sono stati effettuati su pilastri scelti in base ad un preventivo calcolo di massima del tasso di lavoro per carichi verticali e per aree d’influenza di tutti gli elementi, considerando forfettariamente una tensione ammissibile pari a circa la metà del valore di resistenza minimo del calcestruzzo strutturale (150 kg/cmq) previsto dal vecchio D.M. 10/01/1907.
Si è fatto uso di una carotatrice HILTI DD 220 (ad acqua, a sola rotazione senza percussione), se-condo le modalità già descritte in §2.3.3.1. La seguente Fig. 4. 52 mostra lo strumento vincolato all’elemento da sottoporre a carotaggio, subito prima dell’esecuzione dello stesso.
Fig. 4. 52. Carotatrice fissata su un pilastro, subito prima dell'esecuzione del carotaggio.
È opportuno ricordare che, come nel caso dei saggi sulle armature, anche l’esecuzione dei caro-taggi è stata preceduta da un’adeguata preparazione degli elementi interessati, consistente nell’individuare la posizione delle barre longitudinali e delle staffe mediante indagine pacome-trica, al fine di scongiurare l’eventualità di includere nei carotaggi spezzoni di armature. Inoltre, gli stessi pilastri sono stati preventivamente soggetti a prove indirette (Sonreb).
Sono state altresì compilate le schede appositamente predisposte dalla Regione Toscana, di cui si riporta un esempio nella seguenti Fig. 4. 53 e Fig. 4. 54, ed è stata prodotta un’adeguata documentazione fotografica.
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Fig. 4. 53. Scheda compilata durante l'esecuzione delle prove in situ sul calcestruzzo (modello predisposto dalla Regione Toscana e disponibile come allegato alle Istruzioni Tecniche del programma VSCA): dati generali, geometrici, ambientali e
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Fig. 4. 54. "Scheda prove qualità del calcestruzzo": dati relativi alle prove sclerometriche e ultrasoniche, al carotaggio e alla prova di carbonatazione.
In totale, sono state estratte 15 carote (Fig. 4. 55), di diametro pari a 64,1 mm e altezza pari,in media, a 127 mm; fanno eccezione i provini estratti al piano quarto, che hanno dimensioni maggiori (Ø83,8 mm, H 167mm). Subito dopo l’estrazione, sono state eseguite in situ prove di carbonatazione su ciascuna carota (Fig. 4. 56), misurando la profondità massima e media di carbonatazione; quest’ultima è risultata in generale compresa tra 5 e 40 mm.
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Fig. 4. 55. Carota estratta dal pilastro A1 al primo piano; la freccia indica il verso di perforazione.
Fig. 4. 56. Carote dopo la prova di carbonatazione.
127 I provini sono stati quindi trasportati in laboratorio e sottoposti a prova di schiacciamento (Fig. 4. 57), i cui risultati sono stati rielaborati con l’ausilio dei fogli di calcoli appositamente predisposti dalla Regione Toscana.
In definitiva, i valori di resistenza cubica (Rcm) per ciascun piano, ottenuti come media
aritmetica dei tre valori di resistenza cubica equivalente in situ calcolati rispettivamente secondo i metodi Concrete Society, Cestelli-Guidi e British Standard, risultano:
Piano P0 P1 P2 P3 P4
Rcm [N/mmq] 18.09 21.43 24.88 20.92 18.13
Da essi sono stati ricavati i corrispondenti valori di resistenza cilindrica media (fcm), da cui sono
stati derivati15 anche i valori del modulo elastico (poi ulteriormente utilizzati per calcolare un
unico valore medio, pesato sulla superficie di ciascun piano, per l’intera struttura) e della resistenza media a trazione (fctm).
Per quanto riguarda il materiale acciaio, non sono state effettuate prove di trazione perché si è ritenuto che il prelievo di spezzoni di barre non fosse sufficientemente cautelativo, risultando gli elementi già provvisti di quantità di armature inferiori rispetto a quanto previsto dal pro-getto originale, come emerso nell’ambito della campagna di saggi sui dettagli costruttivi.
Sono stati allora presi in considerazione i dati già segnalati , a riguardo, nelle fasi di analisi della documentazione originale e di studio della normativa storica vigente all’epoca della costru-zione.
Nello specifico, la relazione di calcolo originale16 riportava, per le armature di travi e pilastri, la
dicitura “acciaio Aq 50/60” e, come valore della tensione ammissibile, si indicava l’intervallo 16001800 kg/cmq, a cui dovrebbe corrispondere, secondo le indicazioni del R.D. n°2229/1939 un carico di snervamento al più doppio, e quindi di 32003600 kg/cmq. L’ intervallo si colloca al di sopra dei valori minimi17 previsti dalla Circolare n°1472/1957 (e riportati da fonti autorevoli
in letteratura scientifica18) sia per la classe Aq 50 sia per la classe Aq 60, come evidenziato nella
tabella di seguito riproposta:
Indicazioni della Circolare n°1472/1957 relative alla classificazione degli acciai di armatura.
Denominazione Aq 42 Aq 50 Aq 60 --
Tipologia di acciaio Liscio Liscio Liscio Aderenza Migliorata Snervamento (kg/mm2) ≥23 ≥27 ≥31 --
Rottura (kg/mm2) 42-50 50-60 60-70 --
Allungamento (%) ≥20 ≥16 ≥14 ≥12
Pertanto, in assenza di certificati originali di prova e constatata la mancanza di cautele suffi-cienti nel prelievo di spezzoni di armatura , si è ritenuto più cautelativo, ai fini delle successive verifiche, considerare un valore medio della tensione di snervamento dell’acciaio pari a 2700 kg/mmq, per gli elementi trave e pilastro presenti in tutti i piani. Ciò anche in considerazione di
15 Secondo le formulazioni date in NTC-08 §11.2.10 16 Cfr. §4.2.1.
17 Già visti in §2.3.1.1.
18 VERDERAME, G.M., RICCI, P., ESPOSITO, M., SANSIVIERO, F.C., (2011) Le caratteristiche meccaniche degli acciai
impiegati nelle strutture in c.a. realizzate dal 1950 al 1980, Atti del XXVI Convegno Nazionale AICAP - Le prospettive di sviluppo delle opere in calcestruzzo strutturale nel terzo millennio, Padova, 19-21 maggio.
128 quanto discusso in §2.3.3.1 in merito alla diffusione di acciai non adeguatamente controllati, proprio negli anni di costruzione dell’edificio di interesse.
Per quanto concerne, invece, le armature dei solai, poiché sussistono incertezze maggiori, si ri-manda direttamente al capitolo 6 relativo alle verifiche.
Infine, tanto per il calcestruzzo, quanto per l’acciaio, le resistenze medie sono state ulteriormente ridotte secondo il Fattore di Confidenza (1,20) per le verifiche di elementi/meccanismi duttili, ed anche secondo il coefficiente parziale di sicurezza γm (pari a
1,50 per il calcestruzzo e 1,15 per l’acciaio) per le verifiche di elementi/meccanismi fragili. In definitiva, si riassumono di seguito le caratteristiche meccaniche di entrambi i materiali:
CALCESTRUZZO Piano PT P1 P2 P3 P4 Rcm [N/mmq] 18.09 21.43 24.88 20.92 18.13 fcm [N/mmq] 15.01 17.79 20.65 17.36 15.05 fctm [N/mmq] 1.10 1.37 1.63 1.33 1.10 fcd,dutt [N/mmq] 12.51 14.83 17.21 14.47 12.54 fcd,frag [N/mmq] 8.34 9.88 11.47 9.65 8.36 fctd,frag [N/mmq] 0.61 0.76 0.90 0.74 0.61 Ecm [N/mmq] 24852.79 26150.64 27347.48 25959.92 24868.9
Ecm MEDIO STRUTTURA [N/mmq] 26193.63
ACCIAIO Piano TUTTI Denominazione Aq50 fy [N/mmq] 264.87 fyd,dutt [N/mmq] 220.73 fyd,frag [N/mmq] 191.93 Es (n/mmq) 210000
4.3.3- Elementi di vulnerabilità sismica
Nel corso dei numerosi sopralluoghi effettuati al fine di approfondire la conoscenza dell’edificio, particolare cura è stata prestata nell’individuazione di tutti i possibili fattori di vulnerabilità sismica, sia a livello globale che a livello locale, secondo i criteri già analizzati in §2.2.
Un primo fattore, immediatamente riconoscibile, consiste nell’irregolarità in pianta della strut-tura, dalla conformazione ad L, quindi asimmetrica rispetto alle due direzioni ortogonali princi-pali, accentuata peraltro dalla presenza solo esigua di telai disposti parallelamente all’orditura dei solai.
In particolare, per il modo in cui sono disposti i telai principali, si vengono a creare situazioni opposte nelle due porzioni di edificio che si trovano da una parte e dall’altra del corpo scale: nell’ala A sussiste una rigidezza maggiore nella direzione X, viceversa nell’ala B si ha una rigi-dezza maggiore in direzione Y. Ci si può aspettare dunque, per ciascuna ala, un comportamento diverso a seconda della direzione dell’azione orizzontale; ma dal momento che le due parti
129 sono connesse a formare un’unica struttura, non è da escludere la formazione di meccanismi torsionali più o meno rilevanti a livello globale.
Ulteriore elemento di irregolarità in pianta19 è la presenza di rientri/sporgenze di dimensioni
maggiori del 25% rispetto alla dimensione totale della costruzione nella direzione del rientro: il caso è presente nella zona delle scale, in cui la parete esterna, in prossimità del pianerottolo, risulta arretrata rispetto al limite esterno dell’ala laboratori per una lunghezza di circa 7,20 me-tri a fronte di una dimensione complessiva nella stessa direzione di 20,40 meme-tri.
Allo stesso tempo, la struttura risulta chiaramente irregolare in altezza, dal momento che non tutti i sistemi resistenti verticali, ovvero i telai, si estendono per tutta l’altezza della costru-zione, la quale poggia su due piani di fondazione posti a quote diverse, e sussistono brusche variazioni di massa e rigidezza nel passaggio dal piano terra al piano primo e dal piano terzo al piano quarto.
A livello locale, si hanno invece delle irregolarità del sistema resistente per via della diffusa pre-senza, a tutti i piani, di finestre a nastro ( Fig. 4. 58), che diminuiscono l’altezza libera delle colonne, e non mancano anche casi in cui un singolo pilastro si trovi ad avere, da un lato e dall’altro su due facce opposte, dei tamponamenti di diversa altezza e quindi di differente rigi-dezza ( Fig. 4. 59): ciò può influenzare in modo diseguale il comportamento del pilastro stesso, a seconda che il sisma agisca in un verso o nell’altro della stessa direzione lungo cui sono disposti i tamponamenti.
Fig. 4. 58. Finestre a nastro nella zona aule normali. Fig. 4. 59. Esempio di pilastro con tamponamenti di diversa altezza in corrispondenza di due facce opposte.
