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CAPITOLO 4: IL CASO STUDIO ... 2

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Academic year: 2021

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Sommario

CAPITOLO 4: IL CASO STUDIO ... 2

4.1. Generalità ... 2

4.2. L’incendio ... 7

4.3. Obiettivi e fasi di lavoro... 10

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CAPITOLO 4: IL CASO STUDIO

4.1. Generalità

Nel seguente capitolo viene presentato il caso studio oggetto di questa tesi: si tratta di un edificio ad uso industriale prefabbricato con elementi in calcestruzzo armato e calcestruzzo armato precompresso, sito nel comune di Gallicano in provincia di Lucca: nella figura 4.1 viene mostrata la planimetria della zona circostante il capannone in questione.

Il capannone è di proprietà di una ditta che realizza prodotti e materiali elettrici, e nasce per soddisfare l’esigenza di ricavare spazi da adibire a magazzino e per i servizi commerciali (uffici, punto vendita): tale necessità ha portato l’edificio ad avere una pianta L di dimensioni massime in pianta 20.4 x metri ed un’altezza uniforme rispetto al piano campagna di 7.48 metri.

L’edificio può essere suddiviso in maniera grossolana in tre porzioni: due corpi principali e una appendice.

Il primo, che riguarda la parte adibita a magazzino, ha dimensioni in pianta di 25.40x13.60 metri ed un’altezza totale di 8.20 metri dal piano di calpestio senza orizzontamenti intermedi: i pilastri inoltre presentano in sommità delle mensole di appoggio progettate per poter ospitare un carroponte con portata massima di 100 kN.

Il secondo corpo di fabbrica invece presenta delle dimensioni in piana di 9.70x20.40 metri ed ospita i locali adibiti ad uffici ed ai servizi commerciali della ditta: la sua altezza è di 8.20 m come il precedente corpo, ma presenta un orizzontamento intermedio ad un’altezza di 4.10 metri dal piano di calpestio; tale piano è ottenuto con un solaio prefabbricato a lastre di spessore pari a 20 centimetri poggiante su delle travi prefabbricate rettangolari in calcestruzzo armato precompresso collegate ai pilastri mediante delle selle di appoggio.

L’appendice infine consiste in una maglia di dimensioni in pianta pari a 7.50x6.80 metri ed

un’altezza di 4.10 metri che si aggancia da un lato al primo corpo di fabbrica e da un altro al

secondo corpo.

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La copertura è realizzata mediante un manto di coppelle che si appoggia su 7 tegoli prefabbricati di tipi “Thaurus” realizzati in calcestruzzo armato precompresso, aventi luci di 13.8 e 20.4 metri; tali elementi di copertura di innestano su delle travi perimetrali prefabbricate ad H realizzate in calcestruzzo armato precompresso, le quali si appoggiano su pilastri prefabbricati di dimensioni 50x50 cm in calcestruzzo armato.

Il sistema di fondazioni è ottenuto con dei plinti a bicchiere di dimensioni diverse posizionati alla base di tutti i pilastri: tali plinti sono stati poi collegati tra loro mediante dei cordoli quadrati di lato pari a 30cm.

Le tamponature esterne sono state realizzate mediante dei pannelli di spessore pari a 15 centimetri: tali pannelli sono ancorati ai pilastri perimetrali e poggiano direttamente sui cordoli di fondazione; su lato corto del corpo di fabbrica adibito alla produzione industriale è presente un’apertura che rende possibile il passaggio di mezzi di grosse dimensioni.

Nelle figure 4.2 e 4.3 sono riportate le foto esterne del capannone: nelle figure 4.4- 4.5- 4.6

sono riprodotte, rispettivamente, le piane dei pilastri, della copertura e del solaio del

capannone; nelle figure 4.7 - 4.8 si riportano le sezioni del capannone.

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Figura 4.1. Inquadramento planimetrico del capannone oggetto di caso studio

Figura 4.2. Foto dell’angolo nord

Inquadramento planimetrico del capannone oggetto di caso studio

Foto dell’angolo nord-ovest (sinistra) e sud-est (destra) dell’esterno del capannone Inquadramento planimetrico del capannone oggetto di caso studio

(destra) dell’esterno del capannone

(5)

Figura 4.3. Foto dell’angolo sud-ovest (sinistra) e nord-est (destra) dell’esterno del capannone

3

4 6

5

2

1 1

A B C D E F

5

6

4

2

A B

3

A

C E F

D

N

O

S

E

Figura 4.4. Pianta dei pilastri del capannone

(6)

N

O

S

E

Figura 4.5. Pianta della copertura del capannone

N

O

S

E

Carro ponte 10 tonn.

Figura 4.6. Pianta del solaio

(7)

Figura 4.7. Sezione est-ovest

Figura 4.8. Sezione nord-sud

4.2. L’incendio

Nel Giugno del 2012 si è verificato un incendio all’interno del capannone industriale: tale

evento ha interessato la parte terminale del corpo di fabbrica adibito alla produzione

industriale (figura 4.9): la presenza di una parete tagliafuoco tra le due porzioni di edificio

ha fatto sì che la zona adibita alle attività commerciali non venisse interessata dall’incendio,

circoscrivendo gli effetti di tale evento alla sola parte industriale dell’edificio.

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3

4 6

5

2

1 1

A B C D E F

5

6

4

2

A B

3 Ufficio vendite Magazzino

Zona di innesco dell'incendio

N

O

S

E

Figura 4.9. Zona di interesse dell’incendio

L’effetto delle alte temperature sulla resistenza meccanica del calcestruzzo è piuttosto complesso: esso dipende in generale dalla composizione del calcestruzzo (rapporto acqua/cemento, tipo e quantità di inerte, tipo di cemento), dalla compattezza e dall’omogeneità del getto, dalle condizioni di carico cui il materiale è sottoposto durante il riscaldamento, dalla velocità di raffreddamento, dalla dimensione della struttura ecc.

Nelle strutture armate poi, l’influenza delle alte temperature assume un’importanza rilevante soprattutto nei confronti dell’acciaio, il quale oltre i 500°C perde gran parte delle sue caratteristiche meccaniche, mentre il calcestruzzo può arrivare senza subire sostanziali denigrazioni fino a circa 650°C: per questo motivo, un importante fattore che determina le caratteristiche di un elemento in calcestruzzo armato dopo un incendio è il copriferro.

La funzione di quest’ultimo infatti è quella di proteggere e armature e di evitare che la loro temperatura superi il valore limite di 500°C: come indicato in [19] , i ferri raggiungono questa temperatura in 50-70 minuti con un copriferro di 2 cm, in 80-110 minuti con uno di 3 cm, in 120-160 minuti con uno di 4 cm e in 180-240 minuti con un copriferro di 5 cm.

Il copriferro può anche essere visto come un indicatore della resistenza residua di un

elemento in calcestruzzo: è evidente infatti che se durante l’incendio, alcune parti della

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struttura hanno subito l’espulsione del copriferro (spalling), la resistenza delle sezioni dopo il raffreddamento ne risulterà influenzata.

Esistono studi sia sperimentali che numerici sulla valutazione della capacità portante residua di colonne in c.a. ma a tutt’oggi le Normative Europee, pur trattando in maniera estesa il progetto di strutture suscettibili di essere esposte all’incendio, riservano ben poco spazio all’argomento della resistenza residua delle strutture dopo l’incendio: per questo motivo, la valutazione dello stato di danneggiamento degli elementi strutturali verrà effettuata combinando le informazioni ricavate mediante prove di carico e prove in situ.

Tali analisi sono state condotte sugli elementi strutturali posizionati nelle vicinanze della zona di innesco dell’incendio, in quanto la restante porzione di capannone non ha raggiunto elevate temperature durante l’evento.

Nella figura 4.10 si mostra una foto della zona interessata dall’incendio, nelle figure 4.11 e 4.12 le pareti del capannone nello stato attuale e in figura 4.13 i tegoli di copertura in corrispondenza della zona di innesco

Figura 4.10. Foto della zona di interesse dell’incendio

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Figura 4.11. Stato attuale della

Figura 4.12.

4.3. Obiettivi e fasi di lavoro

Le attività svolte hanno riguardato una prima fase diagnostica e una seconda fase nella quale sono stati valutati possibili interventi di rinforzo e di adeguamento sismico del capannone.

Inizialmente sono state reperite tutte le tavole e gli elaborati progettuali depositati presso il Genio Civile di Lucca: tale operazione ha consentito di

originale del capannone, ottenendo informazioni sugli schemi strutturali ado

caratteristiche degli elementi principali, sui materiali utilizzati e sugli schemi di carico presi in considerazione. Successivamente, sono state condotte delle prove diagnostiche per accertare lo stato di danneggiamento della struttura causat

dell’incendio: dapprima sono state effettuate delle prove di carico sugli elementi strutturali Stato attuale della parete a nord (sinistra) e a sud (destra)

Figura 4.12. Particolare dei tegoli di copertura

Obiettivi e fasi di lavoro

Le attività svolte hanno riguardato una prima fase diagnostica e una seconda fase nella quale sono stati valutati possibili interventi di rinforzo e di adeguamento sismico del capannone.

ialmente sono state reperite tutte le tavole e gli elaborati progettuali depositati presso il Genio Civile di Lucca: tale operazione ha consentito di prendere visione del progetto originale del capannone, ottenendo informazioni sugli schemi strutturali ado

caratteristiche degli elementi principali, sui materiali utilizzati e sugli schemi di carico presi Successivamente, sono state condotte delle prove diagnostiche per accertare lo stato di danneggiamento della struttura causato dalla propagazione dell’incendio: dapprima sono state effettuate delle prove di carico sugli elementi strutturali

parete a nord (sinistra) e a sud (destra)

Le attività svolte hanno riguardato una prima fase diagnostica e una seconda fase nella quale sono stati valutati possibili interventi di rinforzo e di adeguamento sismico del capannone.

ialmente sono state reperite tutte le tavole e gli elaborati progettuali depositati presso il

prendere visione del progetto

originale del capannone, ottenendo informazioni sugli schemi strutturali adottati, sulle

caratteristiche degli elementi principali, sui materiali utilizzati e sugli schemi di carico presi

Successivamente, sono state condotte delle prove diagnostiche per

o dalla propagazione

dell’incendio: dapprima sono state effettuate delle prove di carico sugli elementi strutturali

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di copertura presenti nella zona interessata dall’incendio (tegoli e travi perimetrali); in aggiunta, sono state effettuate delle prove con ultrasuoni sui pilastri danneggiati.

Nella seconda parte, sulla base della valutazione dello stato di danneggiamento dell’edificio,

sono stati affrontati i possibili interventi di rinforzo e di adeguamento sismico; la prima

tipologia ha riguardato degli interventi locali sugli elementi danneggiati, mentre la seconda

è stata condotta dopo la valutazione della vulnerabilità sismica del capannone: tale

operazione è stata effettuata mediante il software “Sismicad 12” della ditta “Concrete s.r.l.”,

il quale ha permesso anche di valutare gli interventi necessari per adeguare la struttura ai

sensi delle prescrizioni delle NTC 08.

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