5 La “Villa Nardi” di Barga: rilievo
conoscitivo.
5.1 Premessa.
L’edificio oggetto di studio denominato “Villa Nardi” è situato a pochi passi dal centro di Barga.
Costruito intorno al 1930 ad opera della sig.ra Nardi, viene poi ristrutturato totalmente nel 1989.
Per volere della proprietaria, con donazione alla azienda USL, diventerà una residenza sanitaria assistita.
L’edificio è composto da tre piani fuori terra ed uno seminterrato: al piano terra è situata la zona giorno, al primo piano le camere da letto. Al secondo piano, oltre alle soffitte si trova la torretta, tipica delle ville di quel periodo.
Figura 1: Vista delle facciate principali dell’edificio.
Nel corso degli anni l’edificio è stato oggetto di ampliamento in modo da ricavare, a piano terreno, un locale ad uso ufficio oltre che ad un servizio igienico. Purtroppo nel corso degli anni il fabbricato è stato soggetto a ben due incendi che, seppur interessando solo un vano in particolare e senza provocare danni alla struttura, ha causato la chiusura della casa di cura.
L’edificio si presenta, in pianta, abbastanza articolato. In elevazione, eccezion fatta per la torretta tipica delle ville di quel periodo, si sviluppa invece in maniera piuttosto regolare e con aperture pressoché allineate.
Edificio costruito prevalentemente in muratura di mattoni (eccezion fatta per il piano seminterrato che risulta essere in muratura di pietrame probabilmente del luogo), presenta rivestimento di pietra squadrata per tutta la quota del piano seminterrato. Non mancano poi ricorsi orizzontali a livello delle aperture e rivestimenti agli spigoli delle facciate.
Manca totalmente di rivestimento la facciata posteriore. La soluzione di facciata intonacata sul lato più nascosto risultava più economica nulla togliendo alla bellezza del fabbricato.
Figura 2: Vista del prospetto posteriore del fabbricato.
In futuro lo scopo sarà quello di renderla ancora una volta funzionale, destinandola ad ospitare gli anziani favorendo lo sviluppo di attività ricreative: per questo motivo è necessario conoscere il livello di sicurezza attuale per capire se e come intervenire per adeguare la costruzione in modo da renderla nuovamente agibile.
La presente tesi ha come obiettivo quello di studiare, attraverso un modello semplificato, il comportamento dell’edificio sotto l’azione del sisma, individuare gli eventuali elementi critici per poi progettare una soluzione di intervento che garantisca, in base alle attuali norme, la sicurezza adeguata nei confronti del terremoto.
5.2 Valutazione della sicurezza.
Nella valutazione della sicurezza degli edifici, le problematiche legate alla verifica degli edifici esistenti sono notevoli in quanto spesso non è disponibile alcuna documentazione sul progetto delle strutture e sulla loro realizzazione. In altri casi le opere possono essere state interessate da interventi strutturali difficilmente ricostruibili a posteriori e che comunque ne possono aver condizionato la risposta alle sollecitazioni sismiche.
Il D.M. 14/01/2008 al punto 8.2 precisa:”Si dovrà prevedere l’impiego di metodi di analisi e di verifica dipendenti dalla completezza e dall’affidabilità dell’informazione disponibile e l’uso, nelle verifiche di sicurezza, di adeguati “fattori di confidenza”, che modificano i parametri di capacità in funzione del livello di conoscenza relativo a geometria, dettagli costruttivi e materiali.”
Di conseguenza, in relazione al livello di conoscenza raggiunto sulla base delle informazioni disponibili raccolte sull’edificio, si assumono di conseguenza i Fattori di Confidenza adeguati al caso specifico.
La norma disciplina sia la progettazione e la costruzione di nuove strutture soggette ad azioni sismiche sia la valutazione della sicurezza e gli interventi di adeguamento, di miglioramento e di intervento locale degli edifici esistenti.
Con gli interventi di adeguamento sismico si mira ad ottenere i livelli di sicurezza indicati dalle norme per le nuove costruzioni; gli interventi di miglioramento, invece, sono atti a diminuire la vulnerabilità sismica e ad accrescere la capacità di resistenza, quindi aumentare la sicurezza dell’edificio senza raggiungere necessariamente il livello prescritto. L’intervento locale
riguarda elementi isolati o porzioni limitate della costruzione e allo stesso modo mira al miglioramento delle condizioni di sicurezza esistenti.
Il D.M. 14/01/08 definisce i casi in cui è obbligatorio eseguire valutazioni di sicurezza. In particolar modo sono riportati in elenco gli interventi che necessitano di adeguamento (sopraelevazione, ampliamento con opere connesse alla costruzione esistente, variazione di classe o di destinazione d’uso con incrementi dei carichi globali in fondazione superiori al 10%, interventi di trasformazione della costruzione che portino ad un organismo edilizio diverso), classificando come interventi di miglioramento tutti gli interventi che hanno lo scopo di aumentare la capacità di resistenza dell’edificio esistente.
Le attuali norme precisano:”La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi su costruzioni esistenti devono tenere conto dei seguenti aspetti:
- la costruzione riflette lo stato delle conoscenze al tempo della sua realizzazione;
- possono essere insiti e non palesi difetti di impostazione e di realizzazione; - la costruzione può essere stata soggetta ad azioni, anche eccezionali, i cui effetti non siano completamente manifesti;
- le strutture possono presentare degrado e/o manifestazioni significative rispetto alla soluzione originaria.
Nella definizione dei modelli strutturali, si dovrà, inoltre, tenere conto che: - la geometria e i dettagli costruttivi sono definiti e la loro conoscenza dipende solo dalla documentazione disponibile e dal loro livello di approfondimento delle immagini conoscitive e dell’affidabilità delle stesse;
- i carichi permanenti sono definiti e la loro conoscenza dipende dal livello di approfondimento delle indagini conoscitive.”
La valutazione della sicurezza e la previsione di interventi sono affetti da un grado di incertezza diverso da quello delle strutture di nuova progettazione: ciò comporta l’adozione di Fattori di Confidenza da impiegare nelle analisi e verifiche che dipendono dal livello di accuratezza e affidabilità delle informazioni raccolte.
- la conoscenza dell’edificio che si attua attraverso il rilievo geometrico– strutturale volto ad individuare la geometria del manufatto e degli elementi costruttivi, la qualità dei materiali e il loro stato di conservazione. Dovranno essere rilevate inoltre i dissesti avvenuti o in atto, con particolare attenzione al quadro fessurativo e ai meccanismi di danno.
- lo studio della struttura mediante la definizione del modello di calcolo, l’analisi sismica e le successive verifiche.
- Progetto di intervento in relazione a prestazioni richieste. - Verifica della struttura a seguito dell’intervento attuato.
5.3 La conoscenza dell’edificio: determinazione del
Fattore di Confidenza.
L’OPCM 3431 del 3/5/2005 al punto 11.5.2 riferisce:”La conoscenza dell’edificio in muratura oggetto della verifica risulta di fondamentale importanza ai fini di un’adeguata analisi, e può essere conseguita con diversi livelli di approfondimento, in funzione dell’accuratezza delle operazioni di rilievo, delle ricerche storiche, e delle indagini sperimentali. Tali operazioni saranno funzione degli obiettivi preposti ed andranno ad interessare tutto o in parte l’edificio, a seconda dell’ampiezza e della rilevanza dell’intervento previsto.”
L’edificio studiato, di recente acquisizione dell’Azienda U.S.L., manca totalmente di documentazione grafica presso la sede stessa, non reperibile nemmeno negli archivi dell’ufficio tecnico comunale. Non ci è dato di sapere neanche se esso, nel corso degli anni è stato oggetto di interventi strutturali di conservazione ad eccezione della sostituzione recente di un solaio al piano primo, dello stesso tipo e dimensioni dell’originario, a seguito di un incendio localizzato solo in quel vano senza il coinvolgimento dell’intera struttura.
L’identificazione del livello di conoscenza è ottenuta in base ai dati relativi alla geometria del fabbricato, ai suoi dettagli costruttivi e alle proprietà dei
5.3.1
Il rilievo geometrico.
In mancanza di elaborati grafici rappresentativi dell’edificio, la geometria del fabbricato è stata ricostruita con misurazioni effettuate per ogni piano sulle pareti in muratura con l’ausilio anche del rilievo fotografico; è stata poi rilevata la tipologia e la disposizione sia dei solai che delle scale, mentre non ci è pervenuta nessuna informazione sul tipo di fondazione.
I dati raccolti sono poi stati restituiti in forma grafica attraverso la rappresentazione di piante e prospetti riportati schematicamente nella figure seguenti.
Figura 3: Pianta piano seminterrato e primo.
Figura 5: Pianta della copertura.
5.3.2 I materiali impiegati.
I paramenti murari.
L’assenza di documentazione storica, affiancata all’impossibilità dell’Azienda U.S.L. di effettuare prove in sito, ha fatto sì che il rilievo svolto fosse solo a livello sommario per cui manca totalmente la conoscenza delle caratteristiche meccaniche dei materiali.
Alcune notizie sono state acquisite da alcune persone che in qualche modo hanno conosciuto la storia dell’edificio ma che rimangono solo, a livello verbale, un apporto prezioso all’approccio di studio in quanto non concretizzano, attraverso numeri, le proprietà dei materiali impiegati.
Le indagini svolte sul fabbricato sono state, quindi, limitate all’esame visivo senza ricorrere peraltro a scrostature di intonaco.
La sezione muraria, composta da due paramenti, esternamente si presenta in pietra squadrata tipica della zona al piano terreno, in mattoni pieni ai piani superiori; pochissime informazioni sono state raccolte sulla eventuale presenza di elementi di collegamento fra i due: motivo per cui, in via cautelativa, si ritiene che il paramento esterno funzioni soltanto da rivestimento.
Si è potuto rilevare inoltre la realizzazione di un ampliamento in aderenza al lato posteriore del fabbricato: esso, di recente costruzione si presenta intonacato e costituito da blocchi in cls semipieni. Da informazioni raccolte si intuisce che il corpo aggiuntivo è stato costruito affiancato al fabbricato originario con scarsi o limitati collegamenti all’edificio esistente.
Al piano seminterrato, dove il paramento murario interno risultava in alcune zone privo di intonaco, è stato possibile individuare la tipologia della muratura già dal primo momento. Essa è costituita da ciottoli di fiume di medie dimensioni posti in opera in maniera disordinata con la presenza di listatura realizzata in due file di mattoni pieni alla quota di circa un metro dal piano di calpestio.
Figura 8:Tipologia della muratura , orditura e tipo di solai al piano seminterrato.
Ai piani superiori, la sezione muraria si presenta realizzata interamente in muratura di mattoni pieni. Dalle informazioni raccolte si intuisce che la parte esterna, ancora una volta, costituisca rivestimento al paramento interno.
I solai di piano.
Gli orizzontamenti dei piani di calpestio si presentano, con spessore variabile, in profilati metallici e tavelloni con getto di cls di riempimento.
Essi presentano un’orditura ripetuta indistintamente ad ogni piano a partire da quello più basso fino all’ultimo.
Dall’esame della piattabanda inferiore del profilo in acciaio impiegato (fig. 9), riconoscendo la serie dello stesso da spezzone trovato sul posto, siamo risaliti
all’altezza del travetto e di conseguenza allo spessore del solaio con un riscontro ottenuto dalla presenza di cavità nell’orizzontamento al piano seminterrato in cui è stato facile effettuare direttamente la misura.
Figura 9: Tipologia del solaio del primo piano.
Viene naturale pensare che in presenza di siffatta tipologia, il solaio di piano non sia in grado di presentare una rigidezza infinita nel proprio piano tale da svolgere la funzione diaframma di distribuire le azioni orizzontali in funzione della rigidezza delle pareti murarie ad esso collegate.
Le scale.
Le scale sono state realizzate impiegando due profili metallici con interposti i tavelloni poggianti sull’ala inferiore degli stessi. Le due rampe poggiano direttamente sulla muratura esterna da un lato, mentre gravano su travi a spessore di solaio appoggiate ai due muri portanti, dall’altro.
Figura 10: Immagine della tipologia di scale.
La copertura.
La copertura, di tipo a padiglione, è realizzata in struttura lignea a vista poggiante direttamente sulle pareti murarie con travi, che fungono da elementi spingenti, travicelli posti ad interasse di cm. 50 con sovrastante posa dei tavelloni e manto di copertura in laterizio.
Il solaio è posto in opera con totale assenza sia di collegamento con la muratura sia di elementi atti ad assorbire la spinta dei puntoni. Inoltre non è nemmeno possibile ritenerlo elemento in grado di offrire rigidezza infinita nel proprio piano.
5.3.3 I dettagli costruttivi.
All’ultimo piano data la presenza di pareti prive di intonaco si è potuto osservare l’adozione di architravi al di sopra delle aperture realizzati attraverso profili metallici (fig. 12):
Non è esclusa la possibilità della presenza dei cordoli di collegamento tra la parete muraria e il solaio: non è stato possibile sondare direttamente, ma nel corso dello studio dell’edificio, da un colloquio effettuato con un operatore nel campo dell’edilizia che da alcuni anni si è occupato di mantenerlo in efficienza, è emerso che, da alcuni interventi eseguiti di recente su fabbricati della zona che si collocano nello stesso periodo e somiglianti per tipologia costruttiva, nel corso della ristrutturazione si è potuta notare la presenza di cordoli in c.a.: questo lascia pensare che il concetto di collegamento fra i vari elementi guidasse già le scelte costruttive dell’epoca e che quindi, nel rispetto delle tecniche di esecuzione del momento, si possa ritrovare anche nell’edificio studiato.
Nello studio della conoscenza dell’edificio non sono emersi particolari problemi legati alla fessurazione né a deformazioni eccessive prodotte da movimenti del tessuto murario; allo stesso modo gli elementi lignei presenti in copertura non mostrano effetti di degrado.
A seguito di tutto ciò, visto le scarse informazioni raccolte e l’assenza di indagini sperimentali, non possiamo fare a meno di adottare il più basso livello di conoscenza indicato dalla norma come LC1 che comporta l’assunzione, nelle analisi e verifiche, del più alto valore del Fattore di Confidenza pari a 1.35 fornito dalla Tabella 11.5.1 dell’OPCM sopraccitata.
Figura 13: Tabella 11.5.1-OPCM 3431 del 3/5/2005.
Tale norma precisa inoltre che i valori medi dei parametri meccanici da assumere devono essere quelli minimi dell’intervallo riportato in Tabella 11.D.1
dell’Allegato 11.D; in particolare per l’edificio studiato, essi sono stati distinti tra il piano seminterrato e gli altri piani rispettivamente in:
MURATURA IN PIETRAME DISORDINATA
fm (N/cmq) ττττ0 (N/cmq) E (N/mmq) G (N/mmq) W (kN/mc)
60 2 690 115 19
MURATURA IN MATTONI PIENI E MALTA DI CALCE
fm (N/cmq) ττττ0 (N/cmq) E (N/mmq) G (N/mmq) W (kN/mc)
180 6 1800 300 18
MURATURA IN BLOCCHI DI CLS SEMIPIENI
fm (N/cmq) ττττ0 (N/cmq) E (N/mmq) G (N/mmq) W (kN/mc)
300 18 2700 540 14
I valori dei parametri meccanici proposti nell’Allegato 11.D ed in particolare della resistenza a taglio e del modulo di elasticità tangenziale sono stati confrontati con i corrispondenti valori ottenuti da prove di compressione diagonale effettuate a partire dal settembre 2004 su 13 pannelli di 8 strutture, fra cui una parete in muratura del complesso di edifici dell’Ospedale “S.Francesco” di Barga del quale fa parte anche il fabbricato oggetto di studio. Dalle prove in sito si è potuto constatare che i valori forniti dall’OPCM 3431/05 sono rappresentativi dei risultati sperimentali ottenuti per le tipologie prese in considerazione: ciò significa che, anche per un livello di conoscenza limitato LC1, è possibile far affidamento a valori di resistenza realistici.
