Analisi della sicurezza statica, vulnerabilità sismica e proposta di miglioramento per l’edificio scolastico

Analisi della sicurezza statica, vulnerabilità sismica e proposta di miglioramento per l’edificio scolastico

“G. Pascoli” di Montecatini Terme

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INDICE

INTRODUZIONE 6

CAPITOLO 1- L’ingegneria sismica in Italia 8

1.1 L’evoluzione della normativa italiana 8

1.2 Il rischio sismico in Toscana 10

CAPITOLO 2- Vulnerabilità sismica di edifici in muratura 13

2.1 Vulnerabilità sismica e valutazione della sicurezza 13

2.2 Gli edifici esistenti in muratura 15

2.2.1 Comportamento scatolare degli edifici in muratura 15 2.2.2 Caratteristiche dei collegamenti tra elementi strutturali 17 2.2.3 Caratteristiche degli orizzontamenti e delle coperture 18

2.2.4 Qualità del sistema resistente 18

CAPITOLO 3- La scuola elementare “G. Pascoli” di Montecatini Terme 20

3.1 Il sito di costruzione 20

3.2 Analisi storico critica 22

3.3 Il rilievo architettonico 27

3.4 Rilievo strutturale 34

3.4.1 Classificazione delle strutture verticali 34

3.4.2 Classificazione delle strutture orizzontali 41

3.4.3 Caratterizzazione della struttura di copertura 43

3.4.4 Caratterizzazione degli elementi in c.a. 45

3.4.5 Caratterizzazione della tipologia di fondazione 45 3.4.6 Caratterizzazione della tipologia di terreno 45 3.5 Livelli di conoscenza e caratterizzazione meccanica dei materiali 47 3.5.1 Livello di conoscenza e fattore di confidenza 47

3.5.2 Caratterizzazione meccanica delle murature 48

3.5.3 Caratterizzazione meccanica degli elementi in c.a. 50

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4 CAPITOLO 4- DEFINIZIONE DEL MODELLO E AZIONI SULLA STRUTTURA 51

4.1 Definizione del modello di calcolo 51

4.1.1 Nozioni generali 51

4.1.2 Definizione delle strutture verticali 52

4.1.3 Definizione delle strutture orizzontali 53

4.1.4 Definizione degli elementi in c.a. 54

4.1.5 Definizione della fondazione 54

4.2 Valutazione delle azioni 57

4.2.1 Peso proprio degli elementi strutturali (G

) 57

4.2.2 Peso proprio degli elementi portati (G

) 57

4.2.3 Carichi variabili (Q

) 62

4.2.4 Azione del vento 63

4.2.5 Azione della neve 65

4.2.6 Azione sismica 65

4.3 Combinazioni di carico 76

4.4 Analisi dinamica modale 78

CAPITOLO 5 - LE VERIFICHE DI SICUREZZA 82

5.1 Generalità 82

5.2 Resistenze di progetto per gli elementi in muratura 84

5.3 Verifica a pressoflessione nel piano 86

5.4 Verifica a taglio 86

5.5 Verifica a pressoflessione fuori dal piano 87

5.5.1 Verifica per carichi statici (SLU) 87

5.5.2 Verifica per azioni sismiche (SLV) 91

5.6 Verifica delle travi in muratura 94

5.7 Risultati delle verifiche sulla muratura -STATO ATTUALE 97

5.7.1 Verifiche allo Stato Limite Ultimo 97

5.7.2 Verifiche allo Stato Limite di Salvaguardia della Vita 111 5.8 Risultati delle verifiche sugli orizzontamenti e sulla copertura 124

5.8.1 Verifica del solaio del primo impalcato SO.1 124

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5 5.8.2 Verifica del solaio del secondo impalcato SO.2 128 5.8.3 Verifica del solaio del terzo impalcato SO.2 130

5.8.4 Verifica della copertura 133

5.9 Risultati delle verifiche sul terreno di fondazione 148

5.10 Sintesi dei risultati e criticità 151

CAPITOLO 6 – PROPOSTA DI MIGLIORAMENTO SISMICO 154

6.1 il miglioramento sismico 154

6.1.1 Definizione azione sismica ridotta 155

6.1.2 Risultati delle verifiche allo stato attuale con azione sismica ridotta 158 6.2 Proposte di intervento e nuove verifiche degli elementi strutturali 171 6.2.1 Proposta 1: Realizzazione di giunto sismico e chiusura della aperture 172 6.2.2 Proposta 2: Chiusura delle aperture, intervento con intonaco

armato e armatura dei maschi murari mediante piatti metallici 188

CONCLUSIONI 211

BIBLIOGRAFIA 214

RINGRAZIAMENTI 217

ALLEGATI 220