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Christian Gheduzzi Ingegnere Loc. Rio Cadì n°1 – Cassano - 29028 Ponte dell’Olio (PC)

Tel. 347 4459153 e-mail: [email protected]

PROVINCIA DI PIACENZA

COMUNE DI CASTEL SAN GIOVANNI

PROGETTO ESECUTIVO STRUTTURALE RELATIVO AGLI INTERVENTI LOCALI PER LA MESSA IN SICUREZZA NEI RIGUARDI DELL’AZIONE SISMICA DELL’EDIFICIO SCOLASTICO “TINA PESARO” (CORPO VECCHIO) ED ANNESSA PALESTRA SITE IN VIA NAZARIO SAURO Committente : Città di Castel San Giovanni

Piazza XX Settembre n°2

ST 1 - Relazione di calcolo

Elaborato n°7

Ponte dell’Olio (PC), 22.11.2018 Il Tecnico c\LAVORI\CastelSanGiovanni\Interventi Tina Pesaro 2018\progetto\7-ST1 Rel calcolo

Christian Gheduzzi Ingegnere

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1. Illustrazione sintetica degli elementi essenziali del progetto strutturale 1.1. Descrizione del contesto edilizio e delle caratteristiche geologiche, morfologiche e idrogeologiche Il complesso oggetto di intervento è ubicato nel centro urbano di Castel San Giovanni e la zona è caratterizzata in prevalenza da un tessuto formato da edifici bassi aventi struttura in muratura e palazzine di due/tre piani con struttura in c.a. Dal punto di vista geomorfologico l’area, ad andamento sub pianeggiante, si colloca nel settore di media pianura su cui risulta impostato il centro urbano di Castel San Giovanni costituito da un ripiano alluvionale appartenente, secondo la terminologia in uso presso il Servizio Geologico di Stato, al Fluviale Wurm, costituito da alternanze irregolari di lenti ghiaiose, generalmente a matrice argillosa, con intercalazioni limoso-argillose. Sulla base dei dati in possesso l’area oggetto di studio risulta costituita nella porzione superficiale da materiali di bassa consistenza estesi fino ad una profondità di circa 3 m seguiti da sedimenti ghiaiosi in abbondante matrice argillosa estesi oltre i 10 m di profondità. 1.2. Descrizione della struttura esistente, criterio e classificazione dell’ intervento in progetto I lavori in progetto riguardano il complesso ad uso scolastico con struttura in c.a. costituito da un corpo aule, mensa e servizi denominato“Tina Pesaro – corpo vecchio” ed annessa palestra. La costruzione venne realizzata nell’anno 1972 per ospitare la nuova scuola elementare di quartiere costituita da 10 aule più servizi e palestra. Il fabbricato è stato in epoca successiva ampliato in corrispondenza del lato ad est con la realizzazione di un nuovo edificio ad uso scolastico. Tale ampliamento, realizzato nell’anno 2009, non è oggetto di intervento ed è separato dal corpo di fabbirca in esame tramite giunto di 10 cm ed è di fatto un’unità strutturale indipendente. Il complesso oggetto dei lavori si sviluppa su un piano fuori terra con piano di calpestio in parte rialzato rispetto il piano cortilizio esterno ed occupa una superficie di 2.100 mq circa così ripartita : corpo principale di circa 1.500 mq con aule e servizi per i bambini della scuola materna, mensa

con relativa cucina; corpo di circa 600 mq comprendente palestra e spogliatoi in uso a tutto il corpo studentesco. Le strutture delle due porzioni sono separate tramite un giunto costruttivo di circa 2 cm e costituiscono due unità strutturali distinte. Il telaio in c.a. è costituito da pilastri e travi con solaio di copertura in latero-cemento.


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Le strutture in elevazione sono impostate su fondazioni realizzate con solette continue e muri in c.a. sui quali appoggia il primo solaio calpestio del piano rialzato. L’ossatura portante è composta dai seguenti elementi : - Travi continue di fondazione; - Pilastri; - Travi di copertura in semplice appoggio e continue (edificio principale); - Travi di copertura in c.a. e prefabbricate in c.a.p. (palestra); - Solai in latero-cemento realizzati con travetti precompressi, pignatte di alleggerimento e getto

collaborante di completamento in opera; Nell’immagine che segue è individuato il complesso scolastico in esame.

L’Amministrazione Comunale di Castel San Giovanni ha incaricato lo scrivente di redigere il progetto esecutivo di alcuni interventi locali occorrenti alla messa in sicurezza nei riguardi dell’azione sismica dei corpi di fabbrica in oggetto. Il progetto esecutivo nasce dalla volontà dell’Amministrazione di sopperire alle carenze riscontrate nei fabbricati in oggetto a seguito delle analisi riportate nella valutazione di vulnerabilità sismica redatta dal sottoscritto in data 06.04.2016. Le opere in progetto prevedono la realizzazione di interventi definibili di “primo livello” necessari ad eliminare le vulnerabilità presenti allo stato attuale (labilità, appoggi scorrevoli e ribaltamento di elementi secondari o non strutturali) che non consentono di far fronte ad un’azione sismica anche di bassa entità.


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L’Amministrazione, in considerazione delle somme economiche a disposizione, ha deciso di intervenire con riparazioni o interventi locali che interessino elementi isolati e che sono finalizzati ad un incremento delle condizioni di sicurezza preesistenti. Si precisa che nessun intervento di adeguamento o di miglioramento è connaturato con l’oggetto dell’incarico. Non risulta peraltro allo scrivente che l’Amministrazione comunale intenda intervenire con opere di “adeguamento” di cui ai punti a), b), c) e d) del paragrafo 8.4.3 di D.M. 17/01/2018 e non risulta dall’incarico alcuna intenzione di accrescere la capacità di resistenza delle strutture nel loro insieme (“miglioramento”). Si tratta di interventi su porzioni limitate del complesso che garantiranno comunque un beneficio in termini di sicurezza degli occupanti nei riguardi dell’azione sismica. Il progetto esecutivo qui redatto è inquadrato, in conformità a paragrafo 8.4.1 del D.M. 17-01-2018, come intervento di “riparazione” o “intervento locale” in quanto interessa singole porzioni ed elementi isolati del complesso strutturale. Il progetto e la valutazione della sicurezza delle opere sono pertanto riferiti alle sole parti ed elementi interessati. Gli interventi progettati non producono sostanziali modifiche al comportamento delle altre parti della struttura e non modificano il comportamento della struttura nel suo insieme. Le opere in progetto non determineranno incrementi o modifiche a livello distributivo relativamente ai carichi trasmessi in corrispondenza delle fondazioni; le sollecitazioni sul terreno rimarranno di fatto inalterate. La progettazione, l’analisi e la verifica degli elementi strutturali è eseguita manualmente secondo il metodo degli Stati Limite. 1.3. Descrizione degli interventi Gli interventi in progetto sono finalizzati a risolvere situazioni di vulnerabilità che rendono sostanzialmente nulla la capacità resistente dei due corpi di fabbrica con riferimento ad un possibile evento sismico anche di lieve intensità. Le vulnerabilità riscontrate riguardano : Appoggio precario di pilastrini tubolari metallici a sostegno delle strutture di copertura delle

bow-windows presenti lungo il perimetro del fabbricato scolastico. I pilastrini oggetto di intervento appoggiano su una parete di tamponamento costituita da due paramenti affiancati di 12 e 8 cm di spessore e altezza pari a 3,00 m circa la cui capacità portante sia per carichi verticali che orizzontali è da ritenersi nulla.


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Assenza di vincolo efficace alla traslazione orizzontale del solaio e delle travi di copertura della palestra che risultano pertanto labili per azioni orizzontali.

Il progetto prevede i seguenti interventi : Rinforzo degli appoggi delle coperture delle bow-windows del fabbricato scolastico mediante la

realizzazione di pilastrini in c.a. a sostegno delle travi portanti di copertura. Tali pilastri sono schematizzati come semplici bielle per mantenere inalterato lo schema statico originario ed evitare di incrementare il carico in fondazione rispetto la condizione attuale.

Realizzazione di un efficace sistema di vincolo a cerniera tra travi prefabbricate e pilastri e tra

solaio e travi prefabbricate mediante l’impiego di elementi metallici. In entrambi gli edifici sono inoltre previsti interventi sugli elementi di tamponamento e sulle tramezzature volti a prevenire fenomeni di ribaltamento fuori piano mediante l’impiego, sulla superficie dei paramenti, di un sistema di presidio costituito da tessuto leggero in fibra di vetro applicato ai paramenti murari mediante adesivo specifico previa rimozione dello strato di finitura.

1.4. Normativa tecnica e riferimenti tecnici adottati L’analisi della struttura in oggetto è condotta impiegando i principi della Scienza delle Costruzioni in conformità alle normative, disposizioni di legge vigenti e documenti tecnici di comprovata validità ed in particolare : D.M. 17 Gennaio 2018 “Aggiornamento delle Norme Tecniche per le Costruzioni“. Circolare 2 Febbraio 2009 n°617 “Istruzioni per l’applicazione delle nuove norme tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14-01-2008”. Eurocodice 2 – “Progettazione delle strutture di calcestruzzo Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici” – UNI EN 1992-1-1:2005; "Linee di indirizzo per interventi locali e globali su edifici industriali monopiano non progettati con criteri antisismici" del 19 giugno 2012 – Protezione Civile-ReLUIS. 1.5. Parametri di progetto 1.5.1 Vita nominale La vita nominale di un’opera strutturale VN è intesa come il numero di anni nel quale la struttura, purché soggetta a manutenzione ordinaria, può essere usata per lo scopo per il quale è progettata. La vita nominale dei diversi tipi di opere è riportata nella tabella seguente :

TIPO DI COSTRUZIONE VITA NOMINALE VN (anni)


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1 Opere provvisorie, strutture in fase costruttiva ≤ 10

2 Opere ordinarie e opere infrastrutturali normali ≥ 50

3 Grandi opere e opere infrastrutturali di importanza strategica ≥ 100

La vita nominale è stabilita, in accordo con la Committente, in funzione delle caratteristiche dell’opera e della destinazione d’uso della medesima. Nel caso in esame si assume : Tipologia : Opera ordinaria Vita nominale VN (anni) : 50 1.5.2. Classi d’uso Le costruzioni sono suddivise in classi d’uso con riferimento alle conseguenze di una interruzione di operatività o di un eventuale collasso dovute agli effetti dell’azione sismica. Classe I : Costruzioni con presenza solo occasionale di persone, edifici agricoli. Classe II : 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 d’uso III o in Classe d’uso IV, reti ferroviarie la cui interruzione non provochi situazioni di emergenza. Dighe il cui collasso non provochi conseguenze rilevanti.

Classe III : Costruzioni il cui uso preveda affollamenti significativi. Industrie con attività pericolose per l’ambiente. Reti viarie extraurbane non ricadenti in Classe d’uso IV. Ponti e reti ferroviarie la cui interruzione provochi situazioni di emergenza. Dighe rilevanti per le conseguenze di un loro eventuale collasso.

Classe IV : Costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti, anche con riferimento alla gestione della protezione civile in caso di calamità. Industrie con attività pericolose per l’ambiente. Reti viarie di tipo A o B, di cui al D.M. 5 novembre 2001, n° 6792, “Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle strade”, e di tipo C se appartenenti ad itinerari di collegamento tra capoluoghi di provincia non altresì serviti da strade di tipo A o B. Ponti e reti ferroviarie di importanza critica per il mantenimento delle vie di comunicazione, particolarmente dopo un evento sismico. Dighe connesse al funzionamento di acquedotti e a impianti di produzione di energia elettrica.

Per le costruzioni in progetto si assume: Classe d’uso : III 1.5.3. Periodo di riferimento dell’azione sismica Le azioni sismiche vengono valutate in relazione al periodo di riferimento VR che si ricava, per ciascun tipo di costruzione, con la seguente formula in funzione del coefficiente d’uso CU :


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VR = VN x CU Il valore del coefficiente d’uso CU è definito, al variare della classe d’uso, come di seguito

Classe d’uso I II III IV Coefficiente CU 0,7 1,0 1,5 2,0

Se VR 35 anni si pone comunque VR = 35 anni. Si ottiene pertanto : VR = VN x CU = 50 x 1,5 = 75 1.5.4. Livello di sicurezza della costruzione Le opere e le componenti strutturali saranno progettate eseguite, collaudate e soggette a manutenzione in modo da consentirne l’utilizzo per il livello di sicurezza e la vita nominale previsti. Le strutture sono progettate per garantire i seguenti requisiti : - sicurezza nei confronti dello stato limite ultimo (SLU) : capacità di evitare crolli, perdite di

equilibrio, e dissesti in grado di compromettere l’incolumità delle persone, comportare la perdita di beni, provocare danni ambientali o mettere fuori servizio l’opera;

Principali stati limite ultimi : a) perdita di equilibrio b) spostamento o deformazioni eccessive tali da compromettere l’edificio c) raggiungimento della massima capacità di resistenza della struttura o delle sue parti d) collasso del terreno e) rottura di membrature e collegamenti per fatica o per tempo f) instabilità di parti della struttura

- sicurezza nei confronti dello stato limite di esercizio (SLE) : capacità di garantire le prestazioni

attese in fase di esercizio;

Principali stati limite di esercizio : a) danneggiamenti locali tali da compromettere la durabilità b) spostamenti o deformazioni tali da limitare l’uso dell’edificio o di parti non strutturali

dell’edificio (impianti, macchinari, ecc…) c) vibrazioni d) corrosione o eccessivo degrado dei materiali

- robustezza nei confronti dell’azione dovuta al sisma (situazione eccezionale); Le azioni sulla struttura sono assunte come indicato nel D.M. 17-01-2018.


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La valutazione della sicurezza è condotta applicando il metodo semiprobabilistico agli stati limite basati sull’impiego dei coefficienti parziali di sicurezza. La verifica della sicurezza nel riguardo degli stati limite ultimi di resistenza si effettua verificando il rispetto della seguente equazione : Rd ≥ Ed Dove : Rd è la resistenza di progetto valutata in funzione delle caratteristiche dei materiali impiegati e ai valori nominale delle grandezze geometriche interessate; Ed è il valore di progetto dell’effetto delle azioni La verifica della sicurezza nel riguardo degli stati limite di esercizio si esprime controllando aspetti di funzionalità e stato tensionale.

1.5.5. Azioni di progetto sulla costruzione 1.5.5.1. Classificazione delle azioni a) permanenti (G): azioni che agiscono durante tutta la vita nominale della costruzione, la cui variazione di intensità nel tempo è così piccola e lenta da poterle considerare con sufficiente approssimazione costanti nel tempo: - peso proprio di tutti gli elementi strutturali; peso proprio del terreno, quando pertinente; forze indotte dal terreno (esclusi gli effetti di carichi variabili applicati al terreno); forze risultanti dalla pressione dell’acqua (quando si configurino costanti nel tempo) (G1); - peso proprio di tutti gli elementi non strutturali (G2); - spostamenti e deformazioni imposti, previsti dal progetto e realizzati all’atto della costruzione; - pretensione e precompressione (P); - ritiro e viscosità; - spostamenti differenziali; b) variabili (Q): azioni sulla struttura o sull’elemento strutturale con valori istantanei che possono risultare sensibilmente diversi fra loro nel tempo: - di lunga durata: agiscono con un’intensità significativa, anche non continuativamente, per un tempo non trascurabile rispetto alla vita nominale della struttura; - di breve durata: azioni che agiscono per un periodo di tempo breve rispetto alla vita nominale della struttura; Nella definizione delle combinazioni delle azioni che possono agire contemporaneamente, i termini Qkj rappresentano le azioni variabili della combinazione, con Qk1 azione variabile dominante e Qk2, Qk3, … azioni variabili che possono agire contemporaneamente a quella dominante. Le azioni variabili Qkj vengono combinate con i coefficienti di combinazione 0j, 1j e 2j.


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c) eccezionali (A): azioni che si verificano solo eccezionalmente nel corso della vita nominale della struttura; - incendi; - esplosioni; - urti ed impatti; d) sismiche (E): azioni derivanti dai terremoti.

1.5.5.2. Combinazione delle azioni Ai fini delle verifiche degli stati limite si definiscono le seguenti combinazioni delle azioni : Combinazione fondamentale, generalmente impiegata per gli stati limite ultimi (SLU):

G1G1 + G2G2 + PP + Q1Qk1 + Q202Qk2 + Q303Qk3 + … Combinazione caratteristica (rara), generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio (SLE)

irreversibili, da utilizzarsi nelle verifiche alle tensioni ammissibili ove previsto :

G1 + G2 + P + Qk1 + 02Qk2 + 03Qk3+ … Combinazione frequente, generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio (SLE) reversibili:

G1 + G2 +P+ 11Qk1 + 22Qk2 + 23Qk3 + … Combinazione quasi permanente (SLE), generalmente impiegata per gli effetti a lungo termine:

G1 + G2 + P + 21Qk1 + 22Qk2 + 23Qk3 + … Combinazione sismica, impiegata per gli stati limite ultimi e di esercizio connessi all’azione

sismica E :

E + G1 + G2 + P + 21Qk1 + 22Qk2 + … Combinazione eccezionale, impiegata per gli stati limite ultimi connessi alle azioni eccezionali di

progetto Ad :

G1 G2 P Ad 21 Qk1 22 Qk2 ... Nelle combinazioni per SLE, si intende che vengono omessi i carichi che danno contributo favorevole. Valori dei coefficienti parziali per lo SLU :

Coefficiente EQU A1- STR A2 -GEO


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Carichi permanenti favorevoli

G1 0,9 1,0 1,0

sfavorevoli 1,1 1,3 1,0

Carichi permanenti non strutturali (1) favorevoli

G2 0,0 0,0 0,0


Carichi variabili favorevoli

Q1 0,0 0,0 0,0


Dove : - EQU : stato limite di equilibrio come corpo rigido - STR : stato limite di resistenza degli elementi strutturali comprese le fondazioni - GEO : stato limite di resistenza del terreno

(1) Nel caso siano i carichi permanenti non strutturali siano compiutamente definiti possono assumersi per essi gli stessi coefficienti validi per i carichi permanenti

Valori dei coefficienti di combinazione per lo SLE, l’azione sismica e le situazioni eccezionali :

Categoria/Azione variabile 0j 1j 2j

Categoria A Ambienti ad uso residenziale 0,7 0,5 0,3 Categoria B Uffici 0,7 0,5 0,3 Categoria C Ambienti suscettibili di affollamento 0,7 0,7 0,6 Categoria D Ambienti ad uso commerciale 0,7 0,7 0,6 Categoria E Biblioteche, archivi, magazzini e ambienti ad uso industriale 1,0 0,9 0,8 Categoria F Rimesse e parcheggi (per autoveicoli di peso ≤ 30 kN 0,7 0,7 0,6 Categoria G Rimesse e parcheggi (per autoveicoli di peso > 30 kN) 0,7 0,5 0,3 Categoria H Coperture 0,0 0,0 0,0 Vento 0,6 0,2 0,0 Neve (a quota ≤ 1000 m s.l.m.) 0,5 0,2 0,0 Neve (a quota > 1000 m s.l.m.) 0,7 0,5 0,2 Variazioni termiche 0,6 0,5 0,0

1.5.5.3. Stati limite per azione sismica Nei confronti delle azioni sismiche gli stati limite, sia di esercizio che ultimi, sono individuati riferendosi alle prestazioni della costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali e gli impianti. Gli stati limite di esercizio sono:


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- Stato Limite di Operatività (SLO) : a seguito del terremoto la costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali, le apparecchiature rilevanti alla sua funzione, non deve subire danni ed interruzioni d'uso significativi;

- Stato Limite di Danno (SLD) : a seguito del terremoto la costruzione nel suo complesso,includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali, le apparecchiature rilevanti alla sua funzione, subisce danni tali da non mettere a rischio gli utenti e da non compromettere significativamente la capacità di resistenza e di rigidezza nei confronti delle azioni verticali ed orizzontali, mantenendosi immediatamente utilizzabile pur nell’interruzione d’uso di parte delle apparecchiature.

Gli stati limite ultimi sono: - Stato Limite di salvaguardia della Vita (SLV) : a seguito del terremoto la costruzione subisce

rotture e crolli dei componenti non strutturali ed impiantistici e significativi danni dei componenti strutturali cui si associa una perdita significativa di rigidezza nei confronti delle azioni orizzontali; la costruzione conserva invece una parte della resistenza e rigidezza per azioni verticali e un margine di sicurezza nei confronti del collasso per azioni sismiche orizzontali;

- Stato Limite di prevenzione del Collasso (SLC) : a seguito del terremoto la costruzione subisce gravi rotture e crolli dei componenti non strutturali ed impiantistici e danni molto gravi dei componenti strutturali; la costruzione conserva ancora un margine di sicurezza per azioni verticali ed un esiguo margine di sicurezza nei confronti del collasso per azioni orizzontali.

1.5.5.4. Categorie di sottosuolo e condizioni topografiche Le categorie di sottosuolo per la definizione dell’azione sismica secondo le modalità ordinarie sono le seguenti : A - Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi ; B - Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto

consistenti ; C - Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente

consistenti ; D - Depositi di terreni a grana grossa scarsamente addensati o di terreni a grana fina scarsamente

consistenti ; E - Terreni dei sottosuoli di tipo C o D per spessore non superiore a 30 m ; Le categorie riferite alle condizioni topografiche sono le seguenti : T1 - Superficie pianeggiante, pendii e rilievi isolati con inclinazione media i ≤ 15° T2 - Pendii con inclinazione media i > 15° T3 - Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base e inclinazione media 15° ≤ i ≤ 30° T4 - Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base e inclinazione media i > 30° 1.5.5.5. Caratteristiche del sito relativo alla costruzione Caratteristiche geografiche del sito : Comune : Castel San Giovanni


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Zona : 3 Latitudine : 9,434°

Longitudine : 45,054° Sottosuolo e topografia : Categoria di sottosuolo : C

Categoria topografica : T1 1.5.5.6. Analisi dei carichi 1.5.5.6.1. Peso proprio dei materiali strutturali E’ previsto l’impiego dei seguenti materiali strutturali : - calcestruzzo Pcls = 2.500 daN/m3 - acciaio : Pa = 7.850 daN/m3 1.5.5.6.2. Carico sugli impalcati

Fabbricato principale – corpo A Solaio di copertura zona aule, mensa Permanenti : intonaco 30 daN/m2 solaio 20+3 cm 255 sottofondo misto leca-cemento 0,10x800 80 muricci e tavelloni 100 copertura metallica 15

QP = 480 daN/m2 Variabili : copertura cat. H QV = 120 daN/m2

Solaio di copertura zona ampliamento mensa Permanenti : intonaco 30 daN/m2 solaio 20+5 cm 290 ghiaia e isolamento 0,10x1800 180 massetto e copertura 90

QP = 590 daN/m2


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Variabili : copertura cat. H QV = 120 daN/m2

Solaio di copertura zona ingresso, bow-windows, corridoio accesso palestra, pensiline Permanenti : intonaco 30 daN/m2 solaio 16,5+3 cm 230 sottofondo misto leca-cemento 0,15x800 120 caldana di pendenza 0,05x2000 100 guaina protettiva 10 copertura metallica 15

QP = 505 daN/m2 Variabili : copertura cat. H QV = 120 daN/m2 Solaio di calpestio zona aule, mensa Permanenti : solaio 25+3 cm 300 daN/m2 sottofondo misto leca-cemento 0,8x800 65 sottofondo pavimenti 0,03x2000 60 pavimenti 50 tramezzi 200

QP = 675 daN/m2 Variabili : scuole cat. C1 QV = 300 daN/m2

Solaio di calpestio zona ingresso, bow-windows, corridoio accesso palestra Permanenti : solaio 20+3 cm 255 daN/m2 sottofondo misto leca-cemento 0,8x800 65 sottofondo pavimenti 0,03x2000 60 pavimenti 50

QP = 430 daN/m2 Variabili :


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scuole cat. C1 QV = 300 daN/m2

Palestra e spogliatoi – corpo B

Solaio di copertura palestra Permanenti : controsoffitto 40 daN/m2 solaio 16,5+3 cm 230 copertura metallica 15


Solaio di copertura spogliatoi Permanenti : intonaco 30 daN/m2 solaio 16,5+3 cm 230 sottofondo misto leca-cemento 0,15x800 120 caldana di pendenza 0,05x2000 100 guaina protettiva 10 copertura metallica 15


Solaio di calpestio palestra Permanenti : solaio 20+3 cm 255 daN/m2 sottofondo misto leca-cemento 0,8x800 65 sottofondo pavimenti 0,03x2000 60 pavimenti 50

QP = 430 daN/m2 Variabili :


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scuole cat. C QV = 300 daN/m2

Solaio di calpestio spogliatoi Permanenti : solaio 20+3 cm 255 daN/m2 sottofondo misto leca-cemento 0,8x800 65 sottofondo pavimenti 0,03x2000 60 pavimenti 50 tramezzi 200

QP = 630 daN/m2 Variabili : scuole cat. C1 QV = 300 daN/m2

1.5.5.6.3. Azione dovuta alla neve Qs = 1 x qsk x CE x Ct Con zona I – mediterranea, as = 60 m ed inclinazione 0° < < 30° si ottiene : qsk = 150 daN/m2 1 = 0,8 CE = 1,0 Ct = 1,0 Qs = 0,8 x 150 x 1,0 x 1,0 = 120 daN/m2

1.5.5.6.4. Azione dovuta al vento

Con zona 2, as = 60 m si ha : Vb = 25 m/s La pressione del vento è data dalla seguente espressione: P = Qb Ce Cp Cd Dove, con ρ (densità dell'aria) pari a 1,25 kg/m3 :


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Qb = pressione cinetica di riferimento = ½ ρ x Vb 2 = 0,5 x 1,25 x 252 = 390 N/m2

Con classe di rugosità B (aree urbane, suburbane e industriali) e categoria IV si ha : Kr = 0,22; z0 = 0,30 m; zmin = 8 m Ce, coefficiente di esposizione è valutato come segue : Ce (z) = Ce (zmin) per z < zmin Ce (z) = Kr2 x Ct x ln (z/z0)(7+ Ct x ln (z/z0)) per z > zmin assunto Ct coefficiente topografico = 1 risulta :

quota z (m) Ce

8 1,63

Cp coefficiente aerodinamico è valutato come segue : costruzione stagna : parete sopravento Cpe = +0,8; Cpi = 0

parete sottovento Cpe = -0,4; Cpi = 0 Si assume pertanto :

H (m) Pressione (daN/m2)

Depressione (daN/m2)

0 8 0,8 x 64 = 52 0,4 x 64 = 26

1.5.5.6.5. Azione del sisma Il calcolo della azione sismica sulla struttura è condotto in accordo al D.M.17-01-2018. Le azioni sismiche di progetto, in base alle quali valutare il rispetto dei diversi stati limite considerati, si definiscono a partire dalla “pericolosità sismica di base” del sito di costruzione. La pericolosità sismica è definita in termini di accelerazione orizzontale massima attesa ag in condizioni di campo libero su sito di riferimento rigido con superficie topografica orizzontale nonché di ordinate dello spettro di risposta elastico in accelerazione ad essa corrispondente Se (T) , con riferimento a prefissate probabilità di eccedenza P(VR) nel periodo di riferimento VR . Le forme spettrali sono definite, per ciascuna delle probabilità di superamento nel periodo di riferimento P(VR), a partire dai valori dei seguenti parametri su sito di riferimento rigido orizzontale:

ag accelerazione orizzontale massima al sito; Fo valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione

orizzontale; T*

C periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale.


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I parametri e i punti degli spettri di risposta sono ricavati dal foglio elettronico Spettri-NTC.xls v.1.0.3 predisposto a cura del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici e scaricato dal sito www.cslp.it. Caratteristiche geografiche del sito : Comune : Castel San Giovanni

Zona : 3 Latitudine : 9,434°

Longitudine : 45,054° Sottosuolo e topografia : Categoria di sottosuolo : C

Categoria topografica : T1


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1.6. Descrizione dei materiali Calcestruzzo classe di resistenza : C35/45 secondo D.M. 17.01.18 e UNI EN 206 ,UNI 11104 classe di esposizione : XC 4 consistenza : S4 secondo UNI EN 206 e UNI 11104 minimo rapporto a/c : 0,50 secondo UNI EN 206 e UNI 11104 dosaggio minimo di cemento : 340 Kg/m3

copriferro : d = 30 mm (esterno staffa) densità : 2.500 kg/m3

valori resistenti : fck = 350 daN/cm2 fattori riduttivi delle resistenze : = 0,85 (carichi lunga durata); M = 1,5


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modulo elastico : E = 22.000((fck-8)/10)0,3 = 29.636 N/mm2 = 296.000 daN/cm2

Acciaio per c.a. : tipologia : B 450 C secondo UNI EN 206 e UNI 11104 densità : 7.850 kg/m3

valori resistenti : fyd = 4.500 daN/cm2 (snervamento); ftd = 5.400 daN/cm2 (rottura) fattori riduttivi delle resistenze : M = 1,15 tensione ammissibile : s= 2.600 daN/cm2

modulo elastico : E = 2.100.000 daN/cm2

Acciaio per carpenteria metallica : classe : S275 JR secondo UNI EN 10025-1, UNI EN 10210-1 e UNI EN

10219-1 densità : 7.850 kg/m3

valori resistenti : fy = 2.750 daN/cm2 (snervamento); ft = 4.300 daN/cm2 (rottura) fattori riduttivi delle resistenze : M = 1,05 modulo elastico : E = 2.100.000 daN/cm2 Barre filettate e viti classe : 8.8 secondo UNI EN ISO 898-1 densità : 7.850 kg/m3

valori resistenti : fy = 6.490 daN/cm2 (snervamento); ft = 8.000 daN/cm2 (rottura) fattori riduttivi delle resistenze : M = 1,25 1.7. Criteri di progettazione

1.7.1. Classe di duttilità Non ricorre. 1.7.2. Regolarità Corpo A) – edificio scolastico

regolarità in pianta

regolarità in altezza

regolarità complessiva

NO NO NO

Corpo B) – palestra

regolarità in regolarità in regolarità


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pianta altezza complessiva

SI NO NO

1.7.3. Tipologia strutturale Trattasi di fabbricati con struttura a telaio con travi e pilastri in c.a. 1.7.4. Fattore di struttura Non ricorre.

1.7.5. Combinazioni di carico Viene effettuata una verifica locale adottando la combinazione di carico prevista per le verifiche allo SLU e allo SLE. 1.7.6. Metodo di analisi L'analisi delle strutture è condotta attraverso un’analisi statica effettuata manualmente. 1.7.7. Criterio di verifica allo SL per azione sismica

Stato Limite di Salvaguardia della Vita (SLV) : La verifica è effettuata in termini di resistenze degli elementi strutturali. 1.7.8. Configurazioni, sollecitazioni e sintesi dei risultati

1.7.8.1. Valutazione del livello di sicurezza pre e post intervento Il quadro iniziale presenta una condizione di vulnerabilità nei riguardi elle azioni orizzontali dovuta principalmente alla presenza di elementi labili e mancanza di connessioni. In particolare, nei riguardi dell’azione sismica, la situazione attuale presentai seguenti elementi di pericolosità : Appoggio precario dei tubolari a sostegno delle strutture di copertura delle bow-windows

presenti lungo il perimetro del fabbricato scolastico. Assenza di vincolo efficace alla traslazione orizzontale del solaio e delle travi di copertura della

palestra.


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Le opere in progetto prevedono la realizzazione di interventi definibili di “primo livello” necessari ad eliminare le vulnerabilità presenti che non consentono di far fronte ad un’azione sismica anche di bassa entità. In particolare sono previsti i seguenti interventi : Rinforzo degli appoggi delle coperture delle bow-windows del fabbricato realizzato mediante

pilastrini in c.a. a sostegno delle travi portanti di copertura. Realizzazione di un efficace sistema di vincolo a cerniera tra travi prefabbricate e pilastri e tra

solaio e travi prefabbricate mediante l’impiego di elementi metallici. Messa in sicurezza di tamponamenti e tramezzi in modo da prevenire il collasso fuori piano. Si tratta di interventi su porzioni limitate del complesso che garantiranno comunque un beneficio in termini di sicurezza degli occupanti nei riguardi dell’azione sismica. 1.7.8.2. Caratteristiche del codice di calcolo utilizzato I calcoli sono effettuati manualmente. 1.8. Strutture di fondazione Non sono previsti interventi in fondazione in quanto i carichi risulteranno invariati rispetto la configurazione iniziale.

2. Verifica degli elementi strutturali 2.1. Pilastrini a sostegno delle bow-windows L’intervento prevede la rimozione degli attuali profili tubolari metallici e la realizzazione di pilastrini in c.a. a sostegno delle travi portanti di copertura. I nuovi pilastri sono schematizzati come semplici bielle per mantenere inalterato lo schema statico originario ed evitare di incrementare il carico in fondazione rispetto la condizione attuale. Tali elementi sono assunti e dimensionati come elementi “secondari” in quanto, assunto lo schema statico di elemento incernierato agli estremi, la rigidezza e la resistenza alle azioni orizzontali sugli impalcati possono essere trascurate. Il dimensionamento dei pilastri è effettuato considerando la combinazione di carico più gravosa allo SLU rappresentata dalla contemporaneità dell’azione assiale generata dai carichi verticali e del momento flettente dovuto all’azione del vento sugli elementi di tamponamento adiacenti. - Carichi verticali Permanenti


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Solaio 505 x (2,00 + 2,50)/2 = 1.136 daN travi ((0,20x0,86 + 0,34x0,70) x (2,50+3,90)/2) x 2.500 = 3.280 pilastro 0,25 x 0,25 x 3,80 x 2.500 = 593

Np = 5.009 daN Variabili Solaio 120 x (2,00 + 2,50)/2 = 270 daN

Nv = 270 daN - Azione dovuta al vento Si assume : qv = 52 + 26 = 78 daN/m2 Qv = 1,5 x 78 x 1,60 = 188 daN/m Sollecitazione sul pilastro tipico : Nsd = 1,3 x 5.009 + 1,5 x 270 = 6.916 daN Msd = 1,5 x 188 x 3,802 / 8 = 509 daNm Vsd = 1,5 x 188 x 3,80 / 2 = 535 daN Si adotta pilastro 25x25 cm con armatura costituita da 416 e staffe 8/15 cm. Il pilastro risulta verificato come da diagrammi allegati.


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Verifica con inclinazione variabile dei puntoni di cls

cot (min) = 1 Φ = 45° cot (max) = 2,5 Φ = 21,8°

cot Φ = 1,0 Φ = 45,0

VRcd = f'cd x ac x Bwd x 0,9 x d x cot Φ / (1 + (cot Φ)^2) VRsd = ( Asw / S ) x 0,9 x d x fywd x cot Φ

f ck = 35 N/mmq fywd = 391,3 N/mmq

ac = 1,00 (membratura non compressa) Asw = 101 mmq

f cd = 19,83 N/mmq f'cd=fcd/2 = 9,92 N/mmq S = 150 mm

Bwd = 250 mm d = 200 mm d = 200 mm

VRcd = 223.125 N VRsd = 47.426 N

VRd = 47.426 N 4.743 daNmin (VRdc ; VRds) =

Resistenza a taglio calcestruzzo : Resistenza a taglio armatura :

VERIFICA TAGLIO ALLO S.L.U. DM 2018 ( N, mm )

La connessione delle barre di ripresa alla struttura esistente verrà realizzata mediante impiego di resina tipo HILTI HIT HY 200 R e barre d’armatura 16 inserite in fori di profondità 25 cm realizzati a rotopercussione. Si riporta nel seguito la verifica della connessione effettuata mediante programma di calcolo specifico HILTI Profis Rebar v.2.4.11.


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2.2. Elementi di collegamento strutture di copertura palestra Il calcolo degli elementi di collegamento previsti per sopperire all’assenza di vincolo efficace alla traslazione orizzontale del solaio e delle travi di copertura della palestra è effettuato facendo riferimento al testo fornito dalla Protezione Civile-ReLUIS "Linee di indirizzo per interventi locali e globali su edifici industriali monopiano non progettati con criteri antisismici" del 19 giugno 2012. Il dimensionamento dei singoli collegamenti viene effettuato in accordo con quanto riportato al paragrafo 3.4 del testo in esame. Le azioni da utilizzare per ciascun collegamento sono pertanto rappresentate dalle forze di inerzia (Fi) date al prodotto tra la massa del singolo elemento da collegare e degli eventuali elementi portati (Wi/g) moltiplicato per la pseudo-accelerazione spettrale Sa(T1). Fi = Wi x Sa(T1) / g La pseudo-accelerazione spettrale viene calcolata con riferimento al periodo proprio T1 del fabbricato ricavato dalla relazione di vulnerabilità sismica redatta dal sottoscritto in data 06.04.2016. Dalle analisi effettuate per la struttura in esame risulta : T1 = 0,80 s Con tipologia si suolo C, assumendo fattore di struttura q=1,5, con riferimento alle coordinate del sito si ottiene per lo SLV : TC = 0,450 s ≤ T1 = 0,80 s < TD = 2,041 s Sa (T1) = ag x S x F0 x (TC / T1) / q = 0,110 x 1,5 x 2,460 x (0,450 / 0,80) / 1,5 = 0,152 g


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2.1. Collegamento solaio / travi prefabbricate Il collegamento è realizzato mediante squadrette metalliche fissate con viti tipo HILTI HUS 3-H. In condizione sismica la massa gravante su ciascun campo di impalcato compreso tra due travi risulta : W = 285 x 6,40 x 15,00 = 27.360 Kg La forza sollecitante in corrispondenza dell’appoggio su ciascuna trave è pertanto : F = W x Sa(T1) / g = 27.360/2 x 0,152 = 2.080 daN Ipotizzando di realizzare n°1 collegamento al m e quindi 1 collegamento a travetti alternati si ha per ciascun attacco la seguente sollecitazione : f = 2.080 / 15 = 138 daN Si adotta piastra piegata ad angolo 150x150x10 mm realizzata in acciaio S 275. Verifica piastra a trazione (lato travetto) : Nsd = f = 138 daN Nrd = A x fyd / gM0 = (15-5) x 1 x 2.750 / 1,05 = 26.190 daN > Nsd VERIFICATO Verifica piastra a flessione (lato trave) : Msd = f x d = 138 x 7,5 = 1.035 daNcm W = (15-5) x 12 / 6 = 1,66 cm3 Mrd = W x fyd / gM0 = 1,66 x 2.750 / 1,05 = 4.347 daNm > Msd VERIFICATO Verifica piastra a rifollamento (lato travetto) : Fb rd = k x a x ftk x d x t / gM2 = 2,5 x 1 x 4.300 x 1 x 1 / 1,25 = 8.600 daN > Vsd = f VERIFICATO Verifica piastra a punzonamento (lato trave) :


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Bb rd = 0,6 p x dm x tp x ftk / gM2 = 0,6 x 3,14 x 0,8 x 1 x 4.300 / 1,25 = 5.184 daN > Nsd VERIFICATO La verifica delle viti è effettuata seguendo la versione semplificata del metodo di progettazione secondo ETAG 001, Appendice C. Adottando vite HUS3-H tipo 8 e assumendo : - profondità di ancoraggio nominale hnom = 60 mm - distanza dal bordo pari a a quella minima cmin = 50 mm - calcestruzzo fessurato si ottiene : Resistenza a trazione : Nrd = min (Nrd S, Nrd P, Nrd C) Dove Nrd S = rottura lato acciaio = 28 kN Nrd P = resistenza all’estrazione = Nrd c

0 x fB = 6,0 kN Nrd C = resistenza alla rottura conica = Nrd c

0 x fB x f1N x f2N x f3N x freN = 7,6 x 1 x 0,91 x 0,85 x 1 x 0,73 = 4,29 kN

Nrd = min (Nrd S, Nrd P, Nrd C) = 4,29 kN = 429 daN > f = 138 daN VERIFICATO Resistenza a taglio : Vrd = min (Vrd S, Vrd CP, Vrd C) Dove Vrd S = rottura lato acciaio = 11,3 kN Vrd cP = resistenza a scalzamento del calcestruzzo = k x Nrd C = 2 x 4,29 = 8,58 kN Vrd C = resistenza alla rottura conica = Vrd c

0 x fB x fb x fh x f4 x fhef x fc = 4,2 x 1 x 1 x 1 x 0,83 x 0,96 x 0,70 = 2,34 kN

Vrd = min (Vrd S, Vrd CP, Vrd C) = 2,34 kN = 234 daN > f = 138 daN


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VERIFICATO 2.2. Collegamento travi prefabbricate / pilastro Il collegamento è realizzato mediante piastra metallica fissata al pilastro con tasselli tipo HILTI e barra passante in corrispondenza della trave. In condizione sismica la massa gravante su ciascuna trave, compreso il peso proprio, risulta : W = 285 x 6,40 x 15,00 + 2 x 0,18 x ((0,70+1,40)/2) x 7,50 x 2.500 = 27.360 + 7.088 = 34.448 Kg La forza sollecitante in corrispondenza dell’appoggio su ciascun pilastro è pertanto : F = W x Sa(T1) / g = 34.448/2 x 0,152 = 2.618 daN - Verifiche lato pilastro esistente Si adotta piastra 220x370x10 mm realizzata in acciaio S 275 fissata alla struttura esistente mediante ancoraggio chimico e n°3 ancoranti sollecitati a trazione. Verifica piastra a flessione : Nsd = F = 2.618 daN In corrispondenza del singolo ancorante si ha : Msd = 2.618 x 18/4 = 11.718 daNcm W = 37 x 12/6 = 6,16 cm3

Mrd = W x fyd / gM0 = 6,16 x 2.750 / 1,05 = 16.133 daNm > Msd VERIFICATO Verifica piastra a punzonamento : Np = Nsd / 3 = 2.618 / 3 = 872 daN Bb rd = 0,6 p x dm x tp x ftk / gM2 = 0,6 x 3,14 x 1,6 x 1 x 4.300 / 1,25 = 12.961 daN > Nsd VERIFICATO Per la connessione si utilizzanno barre in acciaio zincato M16 tipo HILTI HIT-Z fissate con ancorante chimico a controllo di coppia per foro sporco tipo HILTI HIT-HY 200, profondità di posa 215 mm.


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Il foro è previsto eseguito con roto-percussione e installazione come da ETA 12/0006, con fori riempiti mediante set dinamico.


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- Verifiche lato trave esistente Si adottano piastre laterali 200x580x10 mm realizzate in acciaio S 275 fissate alla trave con barra filettata passante M24 classe 8.8. Sollecitazione in corrispondenza delle piastre di fissaggio : Vsd = F/2 = 2.618/ 2 = 1.309 daN Verifica barra a taglio : Fv,rd = 0,6 x ftbk x Ares / gM2 = 0,6 x 3,53 x 8.000 / 1,25 = 13.555 daN > Vsd Verifica piastra a trazione (si considera la sola sezione di piastra in corrispondenza della trave): Nsd = 1.309 daN Nrd = A x fyd / gM0 = (21-3) x 1 x 2.750 / 1,05 = 47.142 daN > Nsd VERIFICATO Verifica piastra a rifollamento : Fb rd = k x a x ftk x d x t / gM2 = 2,5 x 0,8 x 4.300 x 2,6 x 1 / 1,25 = 18.888 daN > Nsd VERIFICATO

Verifica lato calcestruzzo : si verifica la pressione di contatto sul calcestruzzo dovuta all’azione di contrasto della barra calcolata come segue : f = F / (p x db/2 x lc) dove : F = forza sollecitante db = diametro barra = 2,4 cm lc = lunghezza del foro passante = 18 cm f = 2.618 / (3,14 x 2,4 x 0,5 x 18) = 38,5 daN/cm2 Valore accettabile.

7-ST1 Rel calcolo OK - Castel San Giovanni · 'ljkh frqqhvvh do ixq]lrqdphqwr gl dftxhgrwwl h d...

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