ISOLAMENTO E SPOSTAMENTO DI UN EDIFICIO STRATEGICO SOTTO TUTELA ARCHITETTONICA

terrasi_e

Typewriter

Tratto dalla Rivista IoRoma o dal sua allegato Quaderno che è consultabile al sito: http://rivista.ording.roma.it

Quaderno

ORDINE DEGLI INGEGNERI DELLA PROVINCIA DI ROMA

ISOLAMENTO E SPOSTAMENTODI UN EDIFICIO STRATEGICO

SOTTO TUTELA ARCHITETTONICA

a cura di Ing. G. Monti,Ing. M. Vailati, Ing. R. Marnetto

commissioneInterventi sulle costruzioni esistenti

visto da: Ing. A. Bozzetti

58-71___Interventi-costruesistenti-ex-29:io-roma 29/01/15 11.39 Pagina 58

vece mirano a ridurre al minimo l’alterazionedella fisionomia dell’edificio ed alla conserva-zione della forma architettonica del manufatto.In molte situazioni, l’adozione della strategiadel miglioramento consente di calibrare in ma-niera adeguata l’intervento, riducendone l’im-patto visivo, ma al tempo stesso accettando unrischio maggiore per l’edificio. Tuttavia, ci sonodei casi in cui la necessità di perseguire l’ade-guamento completo dell’edificio è più stringen-te, se, ad esempio, l’edificio ospita delle funzio-ni strategiche di grande rilevanza per la collet-tività. Diviene allora irrinunciabile produrre unprogetto di intervento che realizzi una completaprotezione sismica dell’edificio. Risulta moltopiù impegnativo in questi casi operare senzaalternarne, o addirittura modificarne in manierairreversibile, l’aspetto.In questo articolo è trattato un esempio tipicoche ricade appieno nella fattispecie sopraesposta: si tratta infatti di un edificio, progettatoalla fine degli anni ’50, che ospita funzioni digrande importanza strategica in cui, però,qualsiasi intervento di rafforzamento degli ele-menti strutturali ne avrebbe comportato lo svili-mento della figura architettonica.L’edificio in questione è stato progettato in as-senza di normativa tecnica e di nozioni teori-che per la progettazione antisismica: esso èrealizzato con una struttura a piano pilotis, chenotoriamente non assicura un comportamentoideale in condizioni sismiche. Gli edifici a pianopilotis hanno infatti dimostrato, in passato e neirecenti eventi sismici, scarsa resistenza alleazioni orizzontali: la parte superiore rimane so-stanzialmente rigida, così che la domanda dispostamento si concentra sui pilastri del pianoterra, pertanto le cerniere plastiche si formanounicamente alla estremità dei pilastri, che soli-tamente non sono in grado di dissipare ade-guatamente l’input di energia del terremoto, siaperché resi fragili dalla presenza del carico as-siale che ne riduce la duttilità disponibile, siaperché affetti da significativi effetti P-delta.Nel caso in esame, inoltre, i pilastri del pianopilotis hanno una caratteristica forma “a fungo”,che, se da una parte contribuisce a caratteriz-zare architettonicamente l’edificio, dall’altra dàluogo a un pericoloso comportamento elasto-fragile, per di più aggravato da una preoccu-pante carenza di armatura trasversale. La valu-tazione di sicurezza sismica ha fornito un indi-ce di rischio (dato dal rapporto capacità/do-manda, espressa in termini di accelerazione alpiede) largamente inferiore all’unità, per cui siè deciso di procedere al suo adeguamento.Qualsiasi strategia d’intervento si fosse adotta-ta avrebbe dovuto rispettare due requisiti fon-damentali:

roma

59


IntroduzioneSempre più spesso l’ingegnere si trova a doverprogettare interventi di rafforzamento sismicosu edifici di grande valore storico-culturale, incui si pone la questione di conciliare il rispettodei requisiti di sicurezza previsti dalla normati-va, che richiedono interventi anche molto inva-sivi, con le esigenze di tutela del bene, che in-


roma

60

a) da parte del Committente, le operazioni dicantiere non dovevano interferire con le atti-vità lavorative svolte nell’edificio,

b) da parte della Soprintendenza, la fisiono-mia caratteristica dei pilastri “a fungo” nondoveva essere modificata.

Fra le diverse possibili strategie, si è alla fineoptato per l’isolamento alla base dell’edificio,traendo vantaggio proprio dal punto debolecostituito dal piano pilotis, la cui presenza hainvece reso più agevoli le lavorazioni per larealizzazione dell’intervento. L’inserimento deidispositivi d’isolamento sotto i pilastri “a fun-go”, avrebbe infatti consentito di ottenerne lacompleta protezione senza che l’aspetto venis-se alterato.Tale strategia si è rivelata in effetti ottimale sot-to tutti i punti di vista – tecnico, architettonico,funzionale – ed ha consentito di pervenire adun completo adeguamento sismico del fabbri-cato. Inoltre, le lavorazioni si sono svolte senzainterferire con le attività svolte all’interno delfabbricato, mantenendo i frequentatori degli uf-fici in completa sicurezza.L’intervento globale è stato completato darafforzamenti locali dei pilastri del primo livello,con l’obiettivo di eliminare il possibile insorgeredi meccanismi di rottura fragili, migliorandonela bassa capacità a taglio, vista la carente ar-matura trasversale presente.Un aspetto di particolare interesse e di assolu-ta innovatività riguarda poi il modo in cui si èaffrontato il problema degli spostamenti elevaticui è soggetta una struttura isolata alla basenel corso dell’evento sismico. L’edificio è infatti


Figura 1 - Panoramicadell’edificio.

costituito da tre corpi giuntati fra loro – ali e cor-po centrale – con giunti di ampiezza decisa-mente insufficiente a consentire gli spostamentiprevisti in condizioni sismiche. Per evitare quin-di che le porzioni giuntate della struttura mar-tellassero fra loro, i giunti esistenti sono statiampliati “allontanando” le ali laterali dal corpocentrale.

L’edificio strategico esistenteL’edificio oggetto dello studio è mostrato in fi-gura 1. Esso è costituito da tre corpi di fabbri-ca, come mostrato nella pianta in figura 2.La struttura è costituita da telai in calcestruzzoarmato ottenuti dalla solidarizzazione in operadi pilastri prefabbricati per centrifugazione.Una sezione trasversale dell’edificio è mostratain figura 3.Ognuno dei due piani pilotis è costituito da 24pilastri, i quali presentano una conformazione“a fungo”, come mostrato in figura 4, e sonodotati di sezione circolare cava per accomoda-re i condotti di scarico delle acque. La partico-lare conformazione dei pilastri, che contribui-sce al valore architettonico dell’edificio, è inrealtà l’elemento maggiormente responsabiledella sua vulnerabilità sismica. La presenza delforo interno produce inoltre una notevole ridu-zione della sezione resistente a taglio, soprat-tutto nella porzione inferiore del pilastro.È stato possibile attuare la soluzione dell’isola-mento alla base, grazie alla presenza al pianointerrato di setti in cemento armato perimetralie di pilastri centrali di notevoli dimensioni, col-legati da travi di altezza considerevole, posti in


roma

61


Figura 2 - Pianta delfabbricato al pianopilotis.L’atrio centrale funzionada smistamento deiflussi per le due alilaterali, dove sonolocalizzati gli uffici.

Figura 3 - Sezionesull’ala Ovest.


roma


62

Figura 4 - Sezione deltipico pilastro “a fungo”

e della successionedegli strati di finitura. Si

noti la cavità verticaleinterna al pilastro che

ospita i condotti discarico.

Figura 5 - Foto d’epocache mostra la

geometria dellastruttura interrata


roma


63

Figura 6 - Applicazionedel sistema CAM suipilastri “a fungo”,preventivamentebonificati.

corrispondenza dei pilastri “a fungo” superiori(fig. 5). La struttura del piano interrato fornisce-quindi una consistente superficie di appoggio,nell’intorno di ogni pilastro, dove collocare i di-spositivi di sollevamento per inserire sotto i pi-lastri gli isolatori sismici, evitando l’insorgere dipericolose concentrazioni di carico in punti nonidonei della struttura esistente.

L’intervento di adeguamento sismicoL’intervento è stato previsto in tre fasi: rafforza-mento dei pilastri “a fungo”, isolamento alla ba-se e spostamento dell’edificio.

• Il rafforzamento dei pilastri con CAMIl rafforzamento dei pilastri è stato eseguito conl’obiettivo di modificarne il comportamento, daelastico-fragile a duttile, consentendo quindi al-la sezione di sommità di raggiungere eventual-mente lo snervamento. L’intervento di rinforzo èstato effettuato con la tecnica CAM (Confina-mento Attivo dei Manufatti) che prevede l’appli-cazione di nastri di acciaio inox pretesi (fig. 6).Le verifiche mostrano che i pilastri rinforzatiplasticizzano prima di raggiungere la capacitàa taglio e quindi presentano un comportamentoduttile, in accordo al criterio della progettazio-ne in capacità.

• L’isolamento alla baseL’efficacia del sistema d’isolamento alla basedei corpi di fabbrica laterali, le “ali”, è stata ac-certata mediante analisi modale con spettro dirisposta. Il sistema d’isolamento, costituito daisolatori elastomerici a elevata dissipazione, èstato rappresentato da elementi visco-elasticilineari equivalenti con parametro di smorza-mento viscoso equivalente pari al 16%.In genere, gli isolatori vengono distribuiti inpianta in maniera simmetrica per evitare l’insor-gere di effetti torsionali indesiderati. Purtroppo,alcuni pilastri ospitavano i discendenti di scari-co delle acque e quindi sotto di essi non sa-rebbe stato possibile installare dei dispositivielastomerici, poiché ciò avrebbe comportato larealizzazione di fori all’interno di questi, conevidenti complicazioni di carattere tecnologico.Si sono allora adottati dei dispositivi a scorri-mento (fig. 7), denominati “tripodi” poiché pog-giano su tre punti, nei quali è stato più sempli-ce prevedere un foro per il passaggio dellecondutture. Questi sono stati impiegati in nu-mero maggiore rispetto a quello strettamentenecessario, in modo da posizionare il centrodelle rigidezze il più possibile vicino al centrodelle masse e quindi minimizzare gli effetti tor-sionali. La figura 8 mostra il loro posizionamen-to sotto un pilastro “a fungo”, dal quale è statarimossa, tagliandola, la porzione inferiore.Per evitare danni alle connessioni e alle tuba-

zioni, si sono resi opportunamente flessibili gliimpianti in corrispondenza dell’attraversamentodelle interfacce, soprattutto i condotti di scari-co verticali presenti all’interno dei pilastri “afungo”, adottando giunzioni di raccordo spira-late in plastica che si deformano senza deter-minare danni e malfunzionamenti.

• Lo spostamentoL’aspetto che ha più caratterizzato l’interventoè stato lo spostamento dei corpi laterali, isolati

Figura 7 - Il “tripode”:vista e sezione.Si noti il particolare delcondotto di scaricodotato di gomitodeformabile.



64

alla base, rispetto al corpo centrale, sostanzial-mente rigido. Come già detto, i giunti fra talicorpi di fabbrica dovevano essere ampliati inmodo da permettere, in condizioni sismiche, ilcorretto funzionamento del sistema d’isolamen-to, senza impedimenti al libero spostamentodelle parti isolate. Di fatto, il giunto esistenteera di ampiezza molto limitata, come spesso siriscontra nella quasi totalità degli edifici realiz-zati in Italia.La NTC-08 prevede, fra le varie tecniche d’in-tervento, anche l’ampliamento dei giunti. Que-sto però non è sempre facilmente perseguibile.Nel caso in esame, invece, il piano pilotis e lapresenza di un piano interrato molto rigido han-no facilitato l’operazione, consentendo la tra-slazione dei due corpi di fabbrica laterali versol’esterno, dopo aver eseguito l’installazione deitripodi e degli isolatori elastomerici, questi ulti-mi pre-deformati nella posizione di progetto aSLC e ivi bloccati con apposite carpenterie(fig. 9).Dopo la rimozione dei bloccaggi, i dispositivitendono a ritornare elasticamente alla loro po-sizione indeformata, spostando “naturalmente”l’edificio sovrastante.La fase di rilascio è stata bilanciata da un si-stema di tirantature (fig. 10) che collegava idue edifici tra di loro, in grado di assorbire laforza conseguente al richiamo degli isolatorideformati. Ciò ha consentito, in prima battu-ta, di poter liberare tutti gli isolatori dalle car-penterie di blocco, assorbendone la reazio-ne, quindi di controllarne l’azione di richiamoarrivando allo spostamento finale delle dueali.La figura 11 mostra un’immagine di due isola-tori elastomerici al momento della rimozionedel blocco. In questa configurazione, gli isola-tori sono al loro massimo spostamento corri-spondente allo SLC e ciò costituisce una sortadi collaudo in corso d’opera delle capacitàdeformative del sistema, nonché della sua sta-bilità nei confronti dei carichi verticali.La figura 12 mostra invece la porzione inferioredi un pilastro “a fungo” in cui l’isolatore elasto-merico è ormai ritornato nella posizione in-deformata recuperando la deformazione inizia-le: l’edificio sovrastante si è dunque spostatodella stessa quantità.Carter metallici verniciati e trattati contro lacorrosione, sono infine stati adottati quali ele-menti di protezione dei dispositivi, oltre che diraccordo formale con la parte superiore del pi-lastro.La soluzione adottata si è distinta per l’impattoarchitettonico molto contenuto, fattore partico-larmente apprezzato dalla soprintendenza. Ilrisultato finale è nel complesso molto equili-

Figura 8 - Inserimentodei “tripodi” sotto i

pilastri,preventivamentetagliati alla base.

roma

Figura 9 -Rappresentazione

dell’isolatoreelastomerico,

predeformato almassimo spostamento.

Alla rimozione delblocco (in viola), esso

ritorna in posizionecentrata facendotraslare l’edificio

sovrastante.

Figura 10 - Rilascio deifabbricati: sistema di

tiranti ancorati acarpenterie metallicheinghisate all’intradosso

del primo solaio.


4


65

Figura 13 - Il pianopilotis ad interventoultimato.a) uno degli ingressi alblocco centrale postoalla testa delle ali.b) un allineamento sultratto carrabile diingresso al fabbricato.

roma

Figura 12 - Un pilastrocon l’isolatoreelastomerico dopo ilritorno elastico allaposizione indeformata.

Figura 11 - Dueisolatori elastomericipredeformati, primadella fase di rientroelastico in posizionecentrata.In questa fase l’azionedi richiamo è bilanciatadalle tirantature.

12

a

b


5

roma


66

brato, come mostrano le immagini riportarenella figura 13. Tutto lo studio è stato intera-mente orientato a valutare la fattibilità dell’in-tervento, riducendo via via le incertezze cheinizialmente accompagnavano la proposta, fi-

no a renderla realizzabile. Si è così addivenutia una soluzione certamente delicata nelle fasirealizzative, ma in grado di superare i moltivincoli derivanti dalla straordinarietà dell’inter-vento.

Arch. A. Libera - Palazzo delle Poste (Roma) Copyright © Moreno Maggi ÿ


terrasi_e

Typewriter

Per ulteriori articoli della presente pubblicazione IoRoma visitare il sito: http://rivista.ording.roma.it

ISOLAMENTO E SPOSTAMENTO DI UN EDIFICIO STRATEGICO SOTTO TUTELA ARCHITETTONICA

Documents

Transcript of ISOLAMENTO E SPOSTAMENTO DI UN EDIFICIO STRATEGICO SOTTO TUTELA ARCHITETTONICA