Dal punto di vista strutturale l’edificio oggetto dell’adeguamento sismico, progettata e realizzata negli anni 1979-80, presentava una pianta rettangolare ed era costituito da un’intelaiatura in cemento armato. La copertura era costituita da elementi prefabbricati precompressi, conformati come travi ad Y, appoggiate ai telai in c.a. gettati in opera; le pareti erano poi costituite da pannelli prefabbricati. Le fondazioni superficiali erano realizzate con travi rovesce e plinti.

Fase progettuale

L’iter progettuale seguito per l’adeguamento è stato il seguente:

1) Si sono anzitutto acquisiti i disegni di progetto esecutivi dell’edificio e si è rilevata sul posto la rispondenza della geometria della struttura con quella di progetto.

2) Sono state poi eseguite prove in situ per determinare le caratteristiche meccaniche dei materiali. In particolare è stata condotto una campagna di prove di estrazione pull-out normalizzate eseguite da parte dei tecnici del Laboratorio Prove Materiali della Provincia di Bologna sulla struttura in elevazione (7 prove), coordinate da due prove di carotaggio sui materiali della struttura sottopiano e dall’estrazione di campioni di armature sottoposte a prove di trazione. Sulla porzione di struttura completamente accessibile i progettisti hanno eseguito numerose prove sclerometriche che, coordinate con le altre prove, hanno consentito un’accurata conoscenza della qualità del materiale della struttura. Per qualificare anche la portanza delle travi prefabbricate precompresse del tetto è stata eseguita una prova di carico con il 100% del carico di neve previsto dalla normativa. La prova ha dato buon risultato con ritorno elastico quasi completo della struttura. Le prove eseguite e la conoscenza personale dell’ing. Giuseppe Monari, che ha partecipato alla costruzione nel 1980 con la qualifica di progettista delle strutture e direttore di cantiere, hanno consentito di classificare, ai sensi delle NTC 2008, il livello di conoscenza come LC3, al quale corrisponde un fattore di confidenza FC=1. Le caratteristiche dei materiali desunte dalle prove effettuate sono state utilizzate nel modello di calcolo della struttura.

3) Sulla scorta delle informazioni acquisite è stato elaborato un modello di calcolo agli elementi finiti ed è stata condotta un’analisi lineare dinamica del modello. È stato così possibile valutare la sicurezza della struttura e determinare che il sisma massimo sopportabile dalla struttura era pari al 55% del sisma di domanda. Le carenze riscontrate consistevano principalmente nella scarsa rigidezza dell’impalcato di copertura, le cui travi era anche soggette a rischio di sfilamento. Inoltre, le armature di alcuni elementi in cemento armato risultavano insufficienti. I pannelli prefabbricati di parete erano poi a rischio ribaltamento.

Vista tridimensionale dello schema statico computerizzato

carpenteria metallica di rinforzo del tetto

Copia di Schermata 2019-07-15 alle 11.10.56

Rinforzi in fibre di carbonio degli elementi strutturali

Diapositiva41

4) Si sono quindi concepiti gli interventi volti al conseguimento dell’adeguamento sismico. Si è previsto il montaggio di elementi metallici a croce di sant’Andrea tra quattro coppie di pilastri in elevazione, il montaggio di catene di falda a livello del tetto, la realizzazione di una struttura metallica reticolare di irrigidimento della trave di correa esistente ed interventi di messa in opera di elementi in fibre di carbonio per integrare le armature esistenti dove necessario. Al fine di evitare sfilamento delle travi prefabbricate ad Y rispetto alla sottostruttura sono stati inseriti dispositivi di fissaggio delle travi. Inoltre, per irrobustire l’ancoraggio dei pannelli prefabbricati di parete alla struttura, sono stati inseriti dei dispositivi di attacco che agiscono al piede dei pannelli ed alla altezza di 4,50 m dal pavimento della palestra.

5) Mediante analisi lineare dinamica si sono condotte le verifiche della struttura modificata dall’intervento previsto, assumendo come fattore di struttura q=2,41. Per giustificare tale valore è stata eseguita un’analisi non lineare statica su un modello semplificato della struttura con elementi a fibre che simulassero le sezioni in cemento armato effettivamente in opera, con elementi in acciaio a comportamento non lineare (curva sforzi deformazioni bilineare), elementi metallici reagenti solo a trazione per le catene, elementi reagenti solo a compressione per la muratura. L’esame del comportamento della struttura ha evidenziato che il collasso avveniva sempre per cedimento delle strutture in c.a. e che le strutture in acciaio non raggiungevano mai il limite elastico dell’acciaio.

Dalle analisi condotte la struttura modificata dagli interventi progettati è risultata completamente adeguata alle azioni di progetto previste dal D.M. 14/01/2008.

Fase realizzativa

Gli interventi di adeguamento sono stati realizzati in due fasi, durante la pausa scolastica estiva degli anni 2015 e 2016, al fine di recare il minor intralcio possibile alle attività scolastiche.

I lavori classificabili nella categoria S.03 sono consistiti nell’inserimento della carpenteria metallica, nell’applicazione dei rinforzi in fibra di carbonio alle strutture in calcestruzzo e nel montaggio dei dispositivi antisfilamento delle travi e  dei dispositivi antiribaltamento dei pannelli di parete.

I lavori classificabili nella categoria E.20 sono consistiti nelle demolizioni e ricostruzioni necessarie a rendere accessibili gli elementi strutturali da rinforzare e ripristinare la configurazione precedente all’intervento.

L’entità complessiva dei lavori di adeguamento sismico della palestra ammonta a 167’175,00 €

L’ing. Giuseppe Monari ha partecipato al lavoro come calcolatore della struttura, effettuando la materiale stesura del progetto, e come direttore dei lavori strutturali del secondo stralcio di realizzazione.

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