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Capitolo
7
Valutazione della sicurezza statica e della
vulne-rabilità sismica
Sulla base dei risultati delle verifiche esposti al capitolo precedente, è possibile esprimere una valutazione complessiva dello stato di fatto, in merito sia alla sicurezza statica, sia alla vulnera-bilità sismica dell’edificio denominato “Corpo Centrale”.
La fase di analisi storico-critica ha permesso di datare la realizzazione del fabbricato negli anni dal 1968 al 1970, nonostante il primo progetto architettonico fosse stato elaborato nel 1960. È stato ricostruito il travagliato iter progettuale, articolato in una lunga serie di varianti riguar-danti le varie parti del complesso scolastico, e sono stati esaminati gli elaborati originali otte-nendo una grande quantità di informazioni in merito alla conformazione degli elementi strutturali e non strutturali, ai dettagli costruttivi ed alle caratteristiche meccaniche dei mate-riali come previsti dal progetto, alla luce anche della normativa tecnica vigente all’epoca della costruzione.
Nella successiva fase di conoscenza dello stato di fatto, è stato eseguito il rilievo geometrico, sia architettonico sia strutturale, mediante misurazioni dirette; è stata programmata ed eseguita una copiosa campagna di saggi relativi ai dettagli costruttivi, e parimenti sono state indagate le proprietà meccaniche dei materiali mediante prove in situ, nelle modalità previste dal pro-gramma regionale di valutazione della Vulnerabilità Sismica degli Edifici in Cemento Armato, e con l’obiettivo di raggiungere un Livello di Conoscenza Adeguata, in riferimento a quanto indi-cato nelle NTC-08 e nella Circolare 617/2009 .
Le informazioni ottenute dalla conoscenza diretta dell’edificio sono state confrontate con le omologhe acquisite nella precedente fase di analisi storico-critica, evidenziando numerose e sfavorevoli divergenze tra lo stato di progetto e lo stato di fatto, riguardanti soprattutto la quantità e la disposizione delle barre di armatura, tanto nelle travi quanto nei pilastri e nei solai. Questi ultimi, in particolare quelli della zona dei laboratori, sono da considerarsi un fatto-re di vulnerabilità anche in fatto-relazione all’accentuata deformazione per i carichi verticali ed alla presenza di infiltrazioni, che hanno provocato lo sfondellamento degli elementi in laterizio.
182 Contestualmente alle operazioni di rilievo, sono stati presi in esame i fenomeni di degrado in atto, mediante prove di carbonatazione sul calcestruzzo ed osservazione diretta del quadro fes-surativo; sono state individuate le possibili fonti di vulnerabilità a livello sia globale sia locale, consistenti soprattutto nell’irregolarità in pianta ed in altezza, nella presenza di finestre a na-stro, nell’inadeguatezza dei dettagli costruttivi (carenza di armature sia longitudinali sia trasver-sali, tali da non favorire la formazione di meccanismi duttili), nel diffuso ammaloramento dei ricoprimenti delle armature e nella corrosione delle stesse.
Parimenti sono stati individuati i fattori di vulnerabilità legati agli elementi non strutturali, im-portanti a livello locale per il pericolo immediato che potrebbero rappresentare in caso di si-sma: nella fattispecie, alcune tamponature/tramezzature non vincolate e la canna fumaria di notevoli dimensioni.
Terminata la fase conoscitiva, tutte le informazioni acquisite sono state utilizzate per elaborare due modelli di calcolo tridimensionali, identici nella geometria e nella distribuzione dei carichi e delle azioni esterne, ma differenti nella definizione delle rigidezze; un modello è stato utilizzato per l’analisi in condizioni statiche allo Stato Limite Ultimo, l’altro invece (in cui la rigidezza è sta-ta opportunamente ridotsta-ta per tener conto dei fenomeni fessurativi riscontrati) è ssta-tato impie-gato per valutare il comportamento dinamico della struttura mediante un’analisi modale con spettro di risposta in accelerazione, definito ai sensi della normativa vigente in base alla perico-losità sismica connessa al sito in esame, in riferimento ad un tempo di ritorno valutato per la probabilità di eccedenza che corrisponde allo Stato Limite di salvaguardia della Vita.
Le analisi, condotte in ambiente SAP2000, hanno fornito le caratteristiche della sollecitazione che impegnano tutti gli elementi strutturali nelle varie combinazioni d’interesse, e sono state dunque condotte le verifiche, in relazione al Livello di Conoscenza raggiunto (LC2), e in buona parte anche nell’ipotesi di un livello superiore (LC3), allo scopo di soppesare l’opportunità di un eventuale approfondimento delle indagini conoscitive.
Ne è emerso che la struttura presenta criticità diffuse quanto rilevanti, e non è in grado di ga-rantire il livello di sicurezza richiesto dalle NTC-08 né dal punto di vista statico né dal punto di vista sismico.
In particolare per la condizione statica le prime gravi carenze sono scaturite già dalla verifica dei solai della zona laboratori, del resto già riconosciuto inagibile; qui la presenza di una campata di luce molto grande (circa 7,60 metri) e di una disposizione irregolare delle armature, unitamente al pessimo stato di conservazione, rende necessario un decisivo intervento, e non è possibile ottenere un livello di sicurezza accettabile nemmeno introducendo eventuali restrizioni sull’uso, ovvero limitando il valore del carico d’esercizio.
Per quanto riguarda le travi, sono emerse criticità diffuse sia nei confronti delle sollecitazioni flettenti, sia di quelle taglianti. Le armature longitudinali sono presenti in quantità insufficiente; per di più, l’utilizzo di ferri piegati rende questi elementi totalmente inadeguati a resistere all’azione sismica, che può facilmente indurre trazione anche all’intradosso delle zone di ap-poggio. Gli elementi più interessati, in tal senso, risultano quelli disposti parallelamente all’orditura dei solai, dal momento che la distribuzione delle rigidezze non risulta omogenea nelle due direzioni principali per la prevalenza di telai unidirezionali.
183 La carenza di armature trasversali, inoltre, previene la formazione di meccanismi di collasso duttili, esponendo la struttura al rischio di crisi fragili; ciò è vero ancor di più per i pilastri, il 100% dei quali non soddisfa le verifiche a taglio in almeno una direzione in condizioni sismi-che.
In riferimento invece ad un Livello di Conoscenza Accurata, e quindi superiore a quello effetti-vamente raggiunto, sono state ripetute tutte le verifiche relative ai solai ed alle travi sia a fles-sione che a taglio, mentre per i pilastri sono state replicate solo quelle a taglio. In tutti i casi sono stato ottenuti, in termini di rapporto Domanda/Capacità, dei miglioramenti lievi, ma sicu-ramente non significativi al punto da rendere consigliabile un effettivo approfondimento delle indagini nell’ottica di una valutazione d’insieme del sistema resistente.
In definitiva, la vulnerabilità globale dell’edificio in esame è da imputarsi principalmente alle ca-ratteristiche di irregolarità in pianta ed in elevazione, quindi alla conformazione della struttura nella sua totalità, essendo questa concepita secondo i dettami di una progettazione per i soli carichi verticali (alcuni dei quali hanno peraltro un’entità maggiore nello stato di fatto rispetto allo stato di progetto). Ne deriva una distribuzione asimmetrica delle rigidezze e delle resisten-ze, con la possibile formazione di meccanismi torsionali e di piano, ed infine a livello locale un’accentuata esposizione alla crisi fragile a causa della carenza di armature trasversali.
