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Comune di Casarsa della delizia – Valutazione della sicurezza dei complessi scolastici Allegato B4
INDICE GENERALE
1 Introduzione................................................................................................................................3
2 Descrizione del corpo di fabbrica................................................................................................3
3 Procedure per la valutazione della sicurezza.............................................................................3
3.1 Analisi storico-critica............................................................................................................3
3.2 Rilievo..................................................................................................................................4
3.3 Caratterizzazione meccanica dei materiali..........................................................................4
3.3.1 Calcestruzzo ed acciaio per c.a....................................................................................4
3.3.2 Carpenteria metallica....................................................................................................4
3.4 Livello di conoscenza e fattore di confidenza......................................................................4
4 Analisi dei carichi........................................................................................................................5
5 Azioni sismiche...........................................................................................................................6
5.1 Fattore di struttura...............................................................................................................6
5.2 Spettro di risposta di progetto allo SLV...............................................................................6
6 Condizioni e combinazioni di carico............................................................................................6
7 Criteri di analisi e di verifica........................................................................................................7
7.1 Caratteristiche generali dei modelli di calcolo ed ipotesi progettuali...................................7
7.2 Giudizio motivato di accettabilità dei risultati.....................................................................10
8 Verifica degli elementi strutturali...............................................................................................12
8.1 Arcarecci............................................................................................................................12
8.2 Capriate.............................................................................................................................14
8.3 Travi reticolari....................................................................................................................15
8.4 Montanti.............................................................................................................................18
8.5 Instabilità complessive.......................................................................................................18
9 Considerazioni conclusive........................................................................................................19
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Comune di Casarsa della delizia – Valutazione della sicurezza dei complessi scolastici Allegato B4
1 Introduzione
Oggetto della presente relazione è la valutazione della sicurezza del corpo di fabbrica B4
(pensilina) facente parte del complesso scolastico “L. Da Vinci” situato in Casarsa della Delizia.
2 Descrizione del corpo di fabbrica
Il corpo di fabbrica in esame è stato realizzato attorno all’anno 1995. La struttura è realizzata
interamente in acciaio; la copertura è costituita da una lamiera grecata. Non sono note le strutture
fondali.
Per una più dettagliata descrizione delle geometrie e dei singoli elementi strutturali si rimanda agli
schemi grafici allegati.
3 Procedure per la valutazione della sicurezza
Ai sensi del § 8.5 del D.M. 14/01/08, il modello di calcolo per la valutazione della sicurezza è stato
definito sulla base della procedura descritta nei seguenti paragrafi.
3.1 Analisi storico-critica
Al fine della corretta individuazione del sistema strutturale e del suo stato di sollecitazione, è stata
reperita presso l’archivio del Comune di Casarsa della Delizia la seguente documentazione:
Tavole originali delle strutture Non disponibili;
Tavole architettoniche originali Progetto di adeguamento alle norme antincendio, antinfortunistiche e superamento delle
barriere architettoniche – tavola n. 13bis – Prospetti sezioni e particolari costruttivi, redatta
in data 31 Ottobre 1993 a firma del Dott. Ing. Giuseppe Mancini;
Relazioni di calcolo Non disponibile;
Ulteriore documentazione Non disponibile;
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3.2 Rilievo
La geometria complessiva del corpo di fabbrica è stata totalmente rilevata in occasione dei
sopralluoghi effettuati dal mese di Dicembre 2010 al mese di Marzo 2011.
3.3 Caratterizzazione meccanica dei material i
3.3.1 Calcestruzzo ed acciaio per c.a.
Non è stato possibile reperire documentazione relativa alle caratteristiche del conglomerato
cementizio né dell’armatura delle strutture fondali. Si ipotizzano (anche sulla scorta di quanto
individuato nel corso dei lavori di realizzazione di un nuovo edificio adiacente) le seguenti
caratteristiche:
Calcestruzzo Rc= 25 MPa (250 kg/cm2)
Acciaio FeB44k
3.3.2 Carpenteria metallica
Negli elaborati grafici progettuali si prescrive:
Acciaio Fe360
Bulloneria Classe 5.6
3.4 Livello di conoscenza e fattore di confidenza
Gli aspetti che descrivono il livello di conoscenza sono i seguenti:
Geometria : parzialmente nota in base agli elaborati grafici originali architettonici, integrati da un
dettagliato rilievo visivo;
Dettagli costruttivi : noti sulla base degli elaborati grafici reperiti e verificati a campione in fase di
rilievo;
Proprietà dei materiali : vedi paragrafo precedente;
Per l’acciaio da carpenteria il fattore di confidenza viene considerato unitario. Un tale fattore
potrebbe essere assegnato solo in presenza di un livello di conoscenza LC3. Tuttavia considerato
che:
a) l’opera è decisamente recente;
b) l’acciaio prescritto è del tipo Fe360 (livello “base”, quindi);
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c) le indagini per raggiungere LC3 comporterebbero interventi invasivi che renderebbero
temporaneamente inutilizzabile la struttura (asportazione di spezzoni di profilati da
sottoporre a prova e successivo ripristino degli elementi);
l’assunzione di FS = 1 appare ragionevole. Ovviamente, nel caso in cui si ipotizzi di effettuare
interventi di adeguamento strutturale, detta assunzione dovrà essere opportunamente verificata.
4 Analisi dei carichi
Copertura
Carico permanente strutturale:TOTALE G1 (approssimato per eccesso) 0,300 kN/m2
Carico permanente portato:Lamiera 0,150 kN/m2
________________________________________________________________________________
TOTALE G2 (approssimato per eccesso) 0.150 kN/m2
Carico variabile:Neve (D.M. 18/12/1975) 1,200 kN/m2
________________________________________________________________________________
TOTALE Q 1,200 kN/m2
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5 Azioni sismiche
5.1 Fattore di struttura
Considerate le caratteristiche della struttura e delle tipologie di giunzione viene adottato un fattore
di struttura unitario.
5.2 Spettro di risposta di progetto allo SLV
Per quanto riguarda lo spettro di risposta si rimanda alla relazione generale delle scuole del
Capoluogo. Si assume inoltre (cautelativamente) di applicare il valore di accelerazione di “plateau”
(ag/g = 0.580).
6 Condizioni e combinazioni di carico
Le condizioni elementari di carico statiche e sismiche definite nel modello di calcolo agli elementi
finiti sono riportate di seguito.
1. p.p. pesi propri;
2. s.p. sovraccarichi permanenti;
3. s.a. sovraccarichi accidentali (neve);
4. accelerazione_X 0.554 cm/sec2 direzione +X
5. accelerazione_Z 0.554 cm/sec2 direzione +Z
Le masse inerziali relative ai sovraccarichi permanenti (2,1 = 0) vengono fornite quali “masse non
strutturali linearmente distribuite” sugli arcarecci. Le 5 condizioni elementari sopra esposte sono
combinate come esposto nella seguente tabella
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7 Criteri di analisi e di verifica
7.1 Caratteristiche generali dei modelli di calcolo ed ipotesi progettuali
Per analizzare il comportamento della struttura sotto l’effetto delle azioni statiche e sismiche è
stato generato un modello di calcolo agli elementi finiti. I montanti vengono ipotizzati come
rigidamente vincolati a terra; viene inoltre ipotizzato che la lamiera di copertura non fornisca alcun
vincolo di stabilità (e di conservazione della planarità) alle falde. Di seguito si riportano, in forma
grafica, i principali dati di input ed output delle analisi.
Modello di calcolo complessivo
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Disposizione dei carichi linearmente distribuiti
Disposizione delle masse inerziali
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Deformata (statica) allo SLE
Deformata nella combinazione di carico elementare “accelerazione _X”
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Deformata nella combinazione di carico elementare “accelerazione _Z”
7.2 Giudizio motivato di accettabilità dei risultati
La validazione della bontà del modello viene condotta in relazione alle reazioni vincolari a terra
rapportando reazioni verticali ed orizzontali in condizioni sismiche.
I risultati vengono di seguito esposti.
P.P. + S.P.Total nodes summed: 4
16: p.p. + s.p. [Combination 11]
Global XYZ:[Cartesian]
Force Total
FX = 0.0000 (kgf)
FY = 3472.8563 (kgf)FZ = 0.0000 (kgf)
ACCELERAZIONE_X4: accelerazione_X
Global XYZ:[Cartesian]
Force Total
FX = -2019.2437 (kgf)FY = 0.0000 (kgf)
FZ = 0.0000 (kgf)
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Il rapporto: 2019/3473 = 0.580 conferma, dal punto di vista delle reazioni vincolari, il valore di
accelerazione di picco (rapportati ad ag) utilizzato nell’analisi simica statica equivalente.
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8 Verifica degli elementi strutturali
8.1 Arcarecci
Si riportano di seguito le verifiche di tipo tensionale e di deformazione degli arcarecci. I dati
dell’analisi evidenziano tensioni mediamente piuttosto contenute (eccezion fatta per picchi dovuti
ad effetti locali). Dal punto di vista delle deformazioni gli arcarecci “seguono” la struttura
complessiva. In ogni caso, anche analizzati singolarmente, denunciano modeste inflessioni.
SLV e SLU: Tensioni composte (Von Mises); inviluppo
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SLE: Deformazioni verticali
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8.2 Capriate
Si riportano di seguito le verifiche di tipo tensionale e di deformazione delle capriate. I dati
dell’analisi evidenziano tensioni mediamente piuttosto contenute (eccezion fatta per picchi dovuti
ad effetti locali). Dal punto di vista delle deformazioni gli elementi “seguono” la struttura
complessiva. In ogni caso, anche analizzati singolarmente, denunciano modeste inflessioni.
SLU e SLV: tensioni composte (Von Mises); inviluppo
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SLE: Deformazioni verticali
8.3 Travi reticolari
Si riportano di seguito le verifiche di tipo tensionale e di deformazione delle due travi reticolari
principali. I dati dell’analisi evidenziano tensioni mediamente piuttosto contenute. Fanno eccezione
le sollecitazioni sui correnti superiori (interni) delle travi in corrispondenza dell’attacco delle
capriate. Detti elementi raggiungono localmente valori decisamente elevati (4131 kg/cm2, di picco).
Dal punto di vista delle deformazioni le travi denunciano modeste inflessioni (benchè, anche dal
punto di vista deformativo, siano evidenti gli effetti locali evidenziati agli attacchi correnti / capriate).
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SLU e SLV: tensioni composte (Von Mises); inviluppo
SLU e SLV: tensioni composte (Von Mises); inviluppo – limitazione a 2238 kg/cm2
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SLE: Deformazioni verticali
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8.4 Montanti
Si riportano di seguito le verifiche di tipo tensionale dei montanti. I dati dell’analisi evidenziano
tensioni piuttosto contenute. Non è stato possibile individuare il particolare dell’attacco alla
fondazione.
SLU e SLV: tensioni composte (Von Mises); inviluppo
8.5 Instabilità complessive
Al termine delle verifiche il modello è stato sottoposto anche ad una analisi di buckling. Detta
analisi non ha evidenziato particolari criticità della struttura.
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9 Considerazioni conclusive
Alla luce dei risultati delle verifiche emerge che il corpo di fabbrica in oggetto risulta
sostanzialmente adeguato ai sensi delle norme tecniche per le costruzioni attualmente in vigore.
Va però rimarcato come siano da prevedere alcuni rinforzi in corrispondenza degli attacchi tra le
travi principali e le capriate e che, per completezza, dovrebbero essere condotte le verifiche
relative alle strutture fondali di cui non si dispone di alcuna documentazione e le cui indagini
prevederebbero ampie demolizioni del battuto cementizio attualmente in essere.
Allegati: Schemi grafici delle strutture
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