Conclusioni
La validità degli interventi proposti è stata valutata mediante analisi pushover, se ne propongono di seguito i risultati sintetici. Per brevità si omettono tutte le curve di capacità ottenute, nonché il confronto con gli spettri di risposta.
Poiché i limiti imposti dalla normativa agli stati limiti di esercizio possono essere disattesi in caso di costruzione esistente in muratura, delegando al progettista la scelta della soglia più appropriata, si opta per il confronto della validità di ciascuna proposta in funzione del minimo periodo di ritorno tra quelli calcolati per le sedici combinazioni allo stato limite di Salvaguardia della Vita.
9.1 Confronto tra idee progettuali
9.1 La prima idea
Il modello matematico è stato modificato irrigidendo i solai e modificando le caratteristiche meccaniche della muratura come proposto nella tabella 22.
Si nota che la verifica non è soddisfatta per nessuna delle sedici combinazioni lineari:
Il rapporto tra la domanda e la capacità si attesta sempre su valori maggiori dell'unità, per ogni stato limite analizzato. In particolare il fattore di struttura di calcolo per lo stato limite di Salvaguardia della Vita è spesso maggiore di 3, soglia imposta dal DM 2008, cosa che porta il software a calcolare la capacità con q* diversi da quelli reali.
Il miglioramento delle caratteristiche dell'edificio è più evidente nella tabella seguente, dove
sono riportati i periodi di ritorno calcolati per ciascuna combinazione lineare analizzata.
Il TR minimo per lo stato limite di Salvaguardia della Vita è pari a 133anni (combinazione 3 del gruppo 1), contro i 13anni dello stato di fatto ed i 949anni dello stato di verifica.
Quindi, la verifica è ancora lontana dato che il periodo di ritorno è pari al 14% di quello di riferimento, ma il miglioramento che si ottiene è pari al 12,6%.
9.2 La seconda idea
Il modello matematico è stato modificato irrigidendo i solai e modificando le caratteristiche meccaniche della muratura come proposto nella tabella 23.
Si nota che la verifica non è soddisfatta per nessuna delle sedici combinazioni lineari di normativa:
Il rapporto tra la domanda e la capacità si attesta quasi sempre su valori maggiori dell'unità, per ogni stato limite analizzato. In particolare il fattore di struttura di calcolo per lo stato limite di
Tabella 25. SismiCad, tempi di ritorno e livelli di accelerazione al suolo minimi per ogni curva di capacità “prima idea”
Salvaguardia della Vita è spesso maggiore di 3, soglia imposta dal DM 2008, cosa che porta il software a calcolare la capacità con q* diversi da quelli reali.
Il miglioramento delle caratteristiche dell'edificio è più evidente nella tabella seguente, dove sono riportati i periodi di ritorno calcolati per ciascuna combinazione lineare analizzata.
Il TR minimo per lo stato limite di Salvaguardia della Vita è pari a 233anni (combinazione 8 del gruppo 1), contro i 13anni dello stato di fatto, i 133anni della “prima idea” ed i 949anni dello stato di verifica.
Quindi, la verifica è ancora lontana dato che il periodo di ritorno è pari al 24,6% di quello di riferimento, ma il miglioramento che si ottiene è pari al 23,2%.
9.3 La terza idea
Il modello matematico è stato modificato irrigidendo i solai, modificando le caratteristiche meccaniche della muratura come proposto nella tabella 22 ed inserendo un sistema di setti in cemento armato come da figura 101.
Si nota che la verifica è sempre soddisfatta allo SLV, mentre agli SLE risultano verificate il 50% delle combinazioni lineari:
Il miglioramento delle caratteristiche dell'edificio è decisamente notevole: si riesce ad attingere il completo adeguamento.
L'incremento prestazionale è più evidente nella tabella seguente, dove sono riportati i periodi di ritorno calcolati per ciascuna combinazione lineare analizzata.
Il TR minimo per lo stato limite di Salvaguardia della Vita è pari a 1289anni (combinazione 8 del gruppo 1), contro i 13anni dello stato di fatto,i 133anni della “prima idea”, i 233anni della “seconda idea” ed i 949anni dello stato di verifica.
Quindi, la verifica è stata attinta, dato che il periodo di ritorno è pari al 135,8% di quello di riferimento, il miglioramento che si ottiene è pari al 98,6%.
Tabella 28. SismiCad, riepilogo dei risultati dell'analisi pushover nel modello dello stato modificato “terza idea”
9.2 Il progetto di recupero
9.2.1 Interventi sulla struttura
Si considera quale indicatore di rischio sismico il periodo di ritorno TR, min minimo tra quelli calcolati allo SLV per ogni intervento. Questo viene confrontato con quello di riferimento, 949anni, e con quello dello stato di fatto, 13anni, nella tabella seguente:
Il miglioramento è calcolato col seguente rapporto:
T
R , min−T
R , iT
R , rifnel caso dell'intervento n.3, poiché TR, min è maggiore di TR, rif il rapporto diventa:
T
R , rif−T
R ,iT
R ,rifI primi due interventi riescono ad attingere una percentuale di miglioramento inferiore al 20%; soltanto con un intervento decisamente troppo invasivo, dato che quasi tutti i maschi in direzione y vengono affiancati da strutture cementizie, si riesce ad attingere l'adeguamento. Il presente lavoro di tesi ha, però, tralasciato di affrontare le problematiche legate agli effetti locali. Si osserva che il sisma, interessando edifici in muratura, tende a selezionare le parti strutturali e le soluzioni tecnologiche più deboli, determinandone la crisi.
Meriterebbero, quindi, una trattazione separata gli eventuali cinematismi locali che si potrebbero sviluppare in funzione di alcune vulnerabilità, come il tipo di muratura e la qualità delle connessioni tra maschi murari.
Sicuramente, pur non avendo affrontato tale problema, il comportamento locale risente positivamente degli interventi proposti a miglioramento del comportamento globale, in particolar modo l'irrigidimento dei solai e l'incremento della connessione solaio-muratura. Ad ogni modo, non trova una piena giustificazione adeguare l'edificio in questione, né dal punto di vista economico, né dal punto di vista della conservazione. Per questo motivo si reputa che la
Tabella 30. Riassunto del confronto tra i diversi interventi
Interventi % miglioramento
1 133 949 13 12,6%
2 233 949 13 23,2%
3 1289 949 13 98,6%
soluzione migliore sia cambiare la destinazione d'uso dell'edificio attingendo un livello di miglioramento accettabile.
Le norme tecniche suddividono i possibili usi, con riferimento alle conseguenze di una interruzione di operatività o di un eventuale collasso, in quattro diverse categorie. Escludendo la prima, edifici agricoli e costruzioni con presenza saltuaria dell'uomo, e l'ultima, di cui fa attualmente parte l'edificio in quanto strategico, il declassamento potrebbe interessare la classe III oppure la classe II.
La classe III comprende costruzioni il cui uso preveda affollamenti significativi. Industrie con attività pericolose per l'ambiente. Reti viarie extraurbane non ricadenti in classe IV. Ponti e reti ferroviarie la cui interruzione provochi situazioni di emergenza. Dighe rilevanti per le conseguenze di un loro eventuale collasso.
A tale categoria corrisponde un periodo di ritorno agli Stati Limite Ultimi pari a 712anni. Si ottiene:
Si nota che, cambiando la scala temporale di riferimento, gli interventi proposti portano ad attingere livelli di miglioramento maggiori. L'unica eccezione riguarda l'intervento n.3: questo, calcolato come spiegato in precedenza, consente in questo caso livelli di sicurezza eccessivi, non giustificabili dal punto di vista economico e pratico.
Escludendo, quindi, di realizzare l'intervento n.3, il n.2 offre migliori margini di sicurezza rispetto all'1, ma questi sono comunque piuttosto contenuti. E' ovvio che, in edifici in cui si prevedano affollamenti rilevanti, si debbano raggiunti alti livelli di sicurezza, per lo meno il 60-70%.
Si decide quindi di declassare ulteriormente l'edificio.
La classe II comprende costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti, senza contenuti pericolosi per l'ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali essenziali. Industrie con attività non pericolose per l'ambiente. Ponti, opere infrastrutturali, reti viarie non ricadenti in classe III o classe IV, reti ferroviarie la cui interruzione non provochi situazioni di emergenza. Doghe
Tabella 31. confronto con la classe d'uso III
Interventi % miglioramento
1 133 712 13 16,9%
2 233 712 13 30,9%
3 1289 712 13 98,2%
il cui collasso non provochi conseguenze rilevanti.
A tale categoria corrisponde un periodo di ritorno agli Stati Limite Ultimi pari a 475 anni. Si ottiene:
Escludendo di realizzare l'intervento n.3, il n.2 è quello che offre il miglior compromesso: da un lato si attinge un livello medio di miglioramento sismico, dall'altro l'affollamento previsto è piuttosto contenuto.
Si opta in conclusione per il declassamento alla classe d'uso II, e agli interventi descritti in §8.1.3: irrigidimento dei solai, miglioramento delle connessioni solaio-muratura, irrigidimento delle volte, miglioramento delle prestazioni della muratura con il metodo dell'intonaco armato.
Tabella 32. Confronto con la classe d'uso II
Interventi % miglioramento
1 133 475 12 25,5%
2 233 475 12 46,5%
3 1289 475 12 97,5%
9.2.2 Interventi di natura architettonica
Il declassamento dell'edificio implica anche la ricerca di una nuova funzione affinché il fabbricato possa comunque continuare a servire per altri scopi.
Il nuovo progetto di recupero prevede la costruzione di un'ala attigua che ospiterà gli uffici e gli ambulatori del nuovo Distretto ASL. E' auspicabile che tutti i pazienti attualmente ospitati all'interno del Santa Caterina vengano spostati proprio in questa nuova ala, che potrà facilmente accoglierli insieme agli ambulatori e sicuramente potrà offrire migliori condizioni di soggiorno. L'edificio storico può essere utilizzato quale centro direzionale sia dell'Istituto Santa Caterina, sia del nuovo complesso sanitario.
Il nuovo fabbricato verrà realizzato in prossimità della fisioterapia, l'edificio di forma semicircolare posizionato ad ovest della costruzione storica, al posto del magazzino del teatro. Gli uffici direzionali dell'Istituto e del nuovo distretto ASL, quindi, potrebbero essere posizionati al piano primo, auspicando che sarà realizzato un diretto collegamento tra questi spazi e le stanze dei pazienti.
Le grandi dimensioni dello stesso ed il suo carattere storico, nonché l'importanza che questo ha avuto in passato per la popolazione del comune, suggeriscono di dedicare alcune stanze ad usi esterni.
Allo stato odierno il comune di Collesalvetti, dislocato in più sedi separate, è mancante di spazi espositivi (di norma le esposizioni avvengono nella sala consiliare) e di spazi per accogliere l'archivio storico comunale, in deposito temporaneo a Cascina.
Si prospetta quindi l'opportunità di riaprire l'edificio ai colligiani cercando l'integrazione tra gli usi descritti. Al pianterreno potrebbero trovare sede l'archivio storico comunale nell'ala nord e gli spazi di servizio come la lavanderia, la cucina, la segreteria ed il centralino nell'ala sud. La chiesa potrebbe assumere nuovamente il suo aspetto originario, eliminando quindi il centro diurno, ed il teatro è facilmente adattabile a sala conferenze.
Al secondo piano potrebbero trovar spazio le sale espositive, mentre all'ultimo piano, la torretta crea l'ambiente ideale per una grande sala riunioni, circondata da quattro ampie finestre che dominano la città.
