Studio tecnico Ing. Giovanni Corti

Studio tecnico Ing. Giovanni Corti Via Monte Sabotino n. 60 - Poggibonsi -

FASCICOLO A3 – Relazione tecnica generale

Settore Sismico Regionale

Sede di Siena

PROGETTO : RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA ED ANTISISMICA DELLA

SCUOLA DELL’INFANZIA “IL CASTAGNO” CUP C64H14000740005 – Progetto esecutivo

- Stazione Appaltante___ : Comune di Siena

- Posizione della struttura : Siena (SI) – Loc. Castagno

- Progetto Strutture : Ing. GIOVANNI CORTI Poggibonsi (SI)

- Direzione Lavori Strutture :

- Impresa Costruttrice :

Firme:

- Progettista Strutture :

- Direttore Lavori Strutture :

- Stazione Appaltante ___________:

- Impresa Costruttrice :

Studio tecnico Ing. Giovanni Corti - via Monte Sabotino n. 60 - Poggibonsi

A3. 0

A3

Oggetto : RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA ED ANTISISMICA

DELLA SCUOLA DELL’INFANZIA “IL CASTAGNO” CUP C64H14000740005 – Progetto esecutivo

Committente : Comune di Siena

Località : Siena – Loc. Castagno

RELAZIONE TECNICA GENERALE

- DESCRIZIONE GENERALE ILLUSTRATIVA DELL’OPERA PAG. A3. 001

- NORMATIVA DI RIFERIMENTO PAG. A3. 011

- DESCRIZIONE DEL MODELLO STRUTTURALE PAG. A3. 012

Studio tecnico Ing. Giovanni Corti – via Monte Sabotino n. 60 – Poggibonsi

A3. 1

RELAZIONE GENERALE ILLUSTRATIVA DELL’OPERA

L’intervento oggetto di studio riguarda la “Riqualificazione energetica ed antisismica della scuola

dell’infanzia Il Castagno – CUP C64H14000740005 – Progetto esecutivo” ubicata nel comune di Siena,

Loc. Il Castagno. Per quanto riguarda la classificazione dell’intervento, i lavori in oggetto possono essere

classificati come “adeguamento sismico” ai sensi di quanto previsto dal D.M. Infrastrutture 14 gennaio

2008 al p.to 8.4.2 e dalla relativa Circolare 2 febbraio 2009, n. 617 al p.to C8.4.2. Il riferimento alle

NTC2008 è dovuto al fatto che il progetto definitivo è stato approvato con Delibera della Giunta Comunale di

Siena n.389 del 30.09.2014, ovvero con atto precedente all’entrata in vigore del D.M. 17.01.2018 (NTC

2018).

Le considerazioni che seguono sono relative alla tipologia ed alle dimensioni degli elementi strutturali previsti,

alla metodologia di calcolo e verifica ed alle ipotesi assunte alla base del progetto.

PREMESSA

Relativamente all’immobile oggetto di studio, nel mese di dicembre 2012, su incarico dell’Amministrazione

Comunale di Siena, lo scrivente ha provveduto alla “Valutazione della sicurezza statica e sismica”

procedendo a tutti i rilievi e le indagini documentali e in situ, anche distruttive, necessarie alla completa

definizione delle caratteristiche dell’edificio, dei suoi componenti strutturali e dei materiali presenti, nonché

utili al raggiungimento del livello di conoscenza LC2 nei riguardi della muratura portante. Tutti gli elaborati

relativi alla suddetta valutazione statica e sismica dell’edificio sono stati depositato presso l’Ufficio Tecnico

del Genio Civile di Siena (Deposito n. 03/19 del 03.05.2019).

A tale riguardo, si fa riferimento alla documentazione costituente il suddetto deposito quale “base di

conoscenza” utile alla definizione dello stato attuale dell’immobile. In sede di verifica dello stato esistente,

inoltre, sono stati indicati i parametri assunti anche alla base della progettazione del presente intervento di

adeguamento, sia in termini di caratteristiche dei materiali esistenti, sia di carichi presenti per le varie

componenti strutturali.

Nel dettaglio, si fa riferimento ai seguenti documenti che compongono la “Valutazione della sicurezza statica

e sismica” dell’immobile allo stato attuale:

– Relazione tecnica;

– Relazione di sintesi sui risultati delle indagini in situ;

– Fascicolo dei calcoli (relativo allo stato attuale);

– Scheda di sintesi Comune di Siena;

– Scheda di sintesi Protezione Civile.

Inoltre, quali elaborati grafici del presente progetto esecutivo, si includono anche le tavole relative alla

definizione del quadro fessurativo e deteriorativo delle pareti, alla definizione delle indagini condotte e alla

determinazione delle caratteristiche dei vari elementi strutturali presenti, per una esaustiva comprensione

dello stato attuale della costruzione.

Le analisi e le indagini condotte nel mese di dicembre 2012 hanno evidenziato in primo luogo un dissesto

strutturale in atto, manifestatosi per mezzo di evidenti crepe che interessano la maggio parte delle murature


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portanti, che in alcuni casi attraversano l’intero spessore del pannello murario. Le caratteristiche delle fessure

tuttavia non inducono a pensare a fenomeni di schiacciamento della muratura, in effetti scongiurati dalle

verifiche statiche condotte, quanto piuttosto a cedimenti e movimenti di origine fondale. Tali dissesti sono in

maggior parte concentrati nella porzione prospiciente la facciata principale dell’edificio, per tutta la sua

altezza. La causa di tali ammaloramenti è da ricercare verosimilmente nell’eterogenea composizione del

substrato di terreno portante della fondazione. Infatti, durante i numerosi saggi effettuati in situ, mentre nel

prospetto frontale dell’edificio sono stati rinvenuti principalmente terreni di natura sabbiosa, in corrispondenza

del prospetto tergale i terreni di fondazione sono risultati per la maggior parte di natura argillosa e limosa. In

effetti, quindi, detta eterogeneità ha comportato nel corso degli anni rigonfiamenti ed assestamenti anche

notevoli nei terreni argillosi che si sono via via idratati ed asciugati in funzione del gradiente di umidità

presente. Le sopra descritte caratteristiche, estranee ai terreni di matrice sabbiosa, hanno portato quale

conseguenza a cedimenti differenziali e la conseguente formazione del quadro fessurativo rilevato.

Per quanto riguarda le verifiche statiche per carichi verticali delle murature, le analisi condotte hanno

evidenziato criticità unicamente per i pannelli di muratura portante ad una testa in mattoni pieni, di spessore

16 cm, legati alla loro eccessiva snellezza, superiore a quella consentita dalle tabelle di normativa.

In merito alle verifiche sismiche, sebbene l’analisi statica non lineare abbia restituito coefficienti di sicurezza

sismici in termini di spostamento ed indici di rischio sismico in termini di tempo di ritorno del terremoto

superiori all’unità, e quindi accettabili in termini di richiesta normativa, gli stessi non possono essere

considerati come realistici in quando il modello non mette in conto il fatto che la maggior parte dei pannelli

murari tra loro incidenti ed ortogonali, sono completamente privi di ammorsamento e quindi totalmente

scollegati. Viene meno così il comportamento scatolare e quelle collaborazioni messe in conto in fase di

modellazione, che hanno consentito di ottenere valori dei coefficienti superiori all’unità.

Relativamente ai solaio di interpiano in latero-cemento, nonché a quello di controsoffitto viene prescritto di

effettuare idonea prova di carico per valutare le effettive capacità portanti delle strutture che le costituiscono.

In particolare per il solaio di controsoffitto viene evidenziato che lo scempiato in tavelloni presente, non può

essere considerato calpestabile ai fini dell’accesso e della manutenzione del sottotetto.

Si precisa che le suddette prove di carico serviranno come validazione empirica delle verifiche analitiche dei

solai le quali, come illustrato già nella “Valutazione della sicurezza statica e sismica” dello stato attuale,

hanno dato esito positivo (cfr. Fascicolo dei Calcoli della suddetta verifica). Ad integrazione delle verifiche già

condotte, nel presente progetto esecutivo è stata riportata la verifica aggiornata del solaio di controsoffitto a

livello del sottotetto mettendo in conto la configurazione modificata con l’inserimento del tavolato di

ripartizione all’estradosso (piano calpestabile previsto in progetto), il tutto come illustrato in dettaglio nel

Fascicolo A8-9 dei calcoli.

Infine, per quanto riguarda la copertura allo stato attuale, si puntualizza che le analisi condotte hanno

evidenziato notevoli criticità in termini di capacità resistenti degli elementi strutturali esistenti sia dell’orditura

principale, sia dell’orditura secondaria.

Come conseguenza delle conclusioni derivanti dalla “Valutazione della sicurezza statica e sismica della

scuola dell’infanzia Il Castagno”, vengono qui indicati gli interventi per l’adeguamento statico e sismico

dell’immobile:


A3. 3

- Consolidamento delle fondazioni con nuovi elementi mirati al contenimento dei cedimenti differenziali

(micropali sul perimetro della struttura e iniezione di resine auto-espandenti alla base delle pareti interne);

- Ispessimento di alcune pareti troppo snelle mediante rimpello ammorsato in muratura di mattoni pieni;

- Rifacimento della copertura con nuove strutture in acciaio;

- Esecuzione di cuciture tra pareti incidenti per la solidarizzazione della scatola muraria;

- Chiusura delle principali nicchie esistenti nelle pareti portanti, in modo da ripristinare la continuità

geometrica e strutturale dei principali allineamenti sismo-resistenti che compongono la scatola muraria;

- Inserimento di catene alla quota del primo impalcato per contrastare, in abbinamento alle strutture di

collegamento sommitali (contestuali all’esecuzione della nuova copertura), i principali cinematismi di

ribaltamento che potrebbero interessare l’involucro murario della struttura.

In aggiunta agli interventi suddetti, sulla scorta della suddetta “Valutazione della sicurezza statica e sismica”,

si individua anche l’opportunità di intraprendere le seguenti attività:

- Esecuzione di prove di carico volte alla determinazione dell’effettiva capacità portante dei solai;

- Monitoraggio del quadro fessurativo esistente.

Tutto quanto sopra premesso è stato assunto quale punto di partenza per la definizione del progetto di

adeguamento statico e sismico dell’immobile, sviluppato già a livello preliminare / definitivo, ed implementato

a livello esecutivo nella presente fase progettuale.

DESCRIZIONE DELLE CARATTERISTICHE DELL’INTERVENTO

L’intervento oggetto del presente studio riguarda l’adeguamento statico e sismico della scuola dell’infanzia “Il

Castagno”, ubicata nell’omonima località nel comune di Siena.

L’edificio in esame presenta un corpo compatto a pianta rettangolare di dimensioni massime pari a circa 22,5

x 9,9 m, con una struttura portante in muratura che si articola su due piani fuori terra ed in una piccola

porzione interrata sottostante alla posizione del vano scala centrale, posto a suddividere simmetricamente la

pianta dell’edificio. L’altezza dell’edificio dal piano del marciapiede circostante è variabile in circa 8,3-8,7 m

sotto gronda. Sui lati corti dell’edificio (lati est ed ovest) sono riconoscibili due volumi di dimensione più

contenuta, organizzati su un solo piano e caratterizzati da una copertura terrazza. Inoltre, sul lato ovest, è

presente un ulteriore corpo di fabbrica addossato, realizzato in epoca successiva a quella dell’impianto

originario dell’edificio, il quale ospita la centrale termica e che risulta sovrastato da una copertura a spiovente

unico.

La copertura del corpo di fabbrica principale è regolare e mostra una geometria a doppia falda che termina

lateralmente con una doppia testa di padiglione sui lati corti. La struttura della copertura, allo stato attuale, è

costituita da elementi lignei, con due capriate in corrispondenza delle teste di padiglione ed arcarecci orditi

parallelamente alle linee di gronda. Le falde sono formate da tavelle di laterizio a sostegno del manto di

tegole e sostenute a loro volta dall’orditura minuta dei travicelli in abete di sezione media 7x7 cm. Le gronde

sono impostate su elementi in laterizio leggermente aggettanti su tre file consecutive e sono costituite da

travicelli in legno sagomati che sporgono dal piano della facciata su tutti e quattro i lati del fabbricato.

A seguito delle verifiche statiche delle orditure, queste ultime non risultano soddisfatte, come risulta nel

paragrafo 6.6 della Relazione Tecnica allegata alla “Valutazione della sicurezza statica e sismica” della

“Scuola dell’infanzia Il Castagno”, e pertanto la copertura dovrà essere sostituita.


A3. 4

Lo schema distributivo della struttura muraria portante è individuabile nella “scatola” perimetrale e in un

allineamento interno che corre parallelamente ai lati lunghi e che si interrompe solamente in corrispondenza

della zona del vano scala intermedio. Le murature quasi interamente sono in pietrame, ad eccezione di un

paramento esterno in mattoni pieni che interessa la fascia muraria perimetrale esterna alla quota del piano

terra dell’edificio. Le facciate alla quota del piano primo risultano intonacate, fatta eccezione delle

incorniciature delle finestre e della cornice di sotto-gronda che mostrano una decorazione in mattoni faccia-

vista. I solai sono in laterocemento al primo impalcato e a travetti in laterizio armato e tavelle in

corrispondenza del solaio del sottotetto (non praticabile), con un’orditura sempre parallela al lato corto dei

diversi ambienti coperti di volta in volta. Il pavimento del piano terra, invece, è impostato direttamente su una

massicciata di fondazione, formata con pietrisco di pezzatura variabile da 5 cm a 20 cm circa.

In corrispondenza dell’angolo nord-est, esternamente all’edificio, è stata realizzata una rampa di accesso per

il superamento delle barriere architettoniche.

Consolidamento delle strutture fondali dell’edificio

L’intervento di consolidamento delle strutture fondali dell’edificio prevede la realizzazione di una serie di pali

di piccolo diametro lungo il perimetro esterno del fabbricato. I micropali in progetto avranno un diametro di

perforazione di D = 16 cm, cu un’anima tubolare di diametro esterno de = 114.3 mm e spessore t = 10 mm.

L’interasse delle strutture fondali indirette varierà in base all’incidenza dei carichi trasferiti dall’edificio su

ciascun lato delle strutture di fondazione, come desunto da un’apposita analisi dei carichi inclusa nel

Fascicolo A8-9 dei calcoli. Analogamente, la portanza richiesta alle fondazioni comporta l’adozione di

micropali di lunghezza paria 10 m sui lati lunghi e di 8 m sui lati corti, laddove le nuove strutture di fondazione

andranno a sotto fondare i corpi minori addossati all’edificio principale (locale della centrale termica, volume

dei servizi igienici ad un piano, ecc.).

Il collegamento tra i micropali e la struttura muraria dell’edificio sarà realizzato con un cordolo perimetrale in

c.a. di sezione 35 x35 cm e mediante l’inserimento di teste di ammorsatura, sempre in c.a., all’interno di

appositi scassi praticati preventivamente nel corpo fondale delle strutture murarie esterne.

Al fine di eseguire le sottofondazioni con micropali, inoltre, sarà necessario procedere alla demolizione e

successiva ricostruzione della piccola rampa di accesso realizzata sul lato nord-est dell’edificio, con funzione

di abbattimento delle barriere architettoniche. La nuova rampa, in analogia con lo stato preesistente, sarà

realizzata con una soletta in c.a. da gettarsi su tavelloni di laterizio, a loro volta impostati su semplici muretti

di sostegno in mattoni e blocchi alveolati di laterizio.

Le fondazioni della rampa saranno di tipo diretto e saranno realizzate con una soletta in c.a. di spessore

medio 8 cm, armata con rete e.s. φ8/20x20” e gettata su una massicciata composta con materiale arido di

cava di grossa pezzatura, per uno spessore complessivo del “pacchetto” di fondazione pari a circa 35 cm.

A differenza di quanto descritto per il perimetro esterno, l’intervento di consolidamento delle fondazioni delle

pareti portanti collocate all’interno dell’edificio mette in conto il ricorso all’iniezione nel terreno di resine

compattanti ed auto-espandenti, in quanto si tratta di una soluzione meno invasiva rispetto alla realizzazione

dei micropali ed in grado di superare anche i problemi logistici legati all’accessibilità difficoltosa dei mezzi di

cantiere all’interno dei locali dell’edificio. Quest’ultima considerazione riguarda in particolar modo il livello

interrato che caratterizza la zona centrale dell’immobile.


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Data la distribuzione planimetrica e la continuità perimetrale dei micropali in progetto, le resine compattanti

risulteranno “confinate” lateralmente dalle strutture delle fondazioni indirette (le quali, a tale scopo, dovranno

essere realizzate preliminarmente rispetto alla fase di iniezione delle resine consolidanti). In questo modo,

sarà possibile limitare eventuali dispersioni laterali differite della resina stessa, che conseguentemente

provocherebbero riduzioni di efficacia dell’effetto compattante indotto dalle resine nel terreno sottostante

l’edificio.

Interventi sulle murature portanti dell’edificio

Per quanto riguarda gli interventi sulle murature, è prevista la demolizione e ricostruzione di due allineamenti

di pareti, poste ai piani terra e primo, le quali delimitano la zona di accesso ed il locale posto allo sbarco del

vano scala al piano primo. Si tratta di due pareti di piccolo spessore non ammorsate alle murature principali

dell’edificio, non soggette a portare il carico dei solai in quanto parallele alle orditure di questi ultimi. La

ricostruzione avverrà facendo ricorso a murature in blocchi di laterizio alveolati portanti con foratura idonea

per costruzioni in zona sismica, i quali saranno ammorsati alle murature esistenti per mezzo di staffe aperte

in acciaio, da murarsi nei letti di malta delle nuove pareti e da inghisarsi mediante resina epossidica in

appositi perfori praticati nei paramenti delle pareti adiacenti.

Le opere murarie in progetto, inoltre, andranno ad interessare anche la chiusura di alcune ampie nicchie che,

allo stato attuale, parzializzano la continuità dei maschi murari sia lungo l’allineamento longitudinale interno,

alla quota del piano terra e del piano primo, sia in corrispondenza della parete che divide la cucina dal locale

della dispensa. Le nicchie in oggetto sono in tutto pari a n.2 al piano terra (entrambe nella zona della cucina e

della dispensa) e n.4 al piano primo, queste ultime poste nella parete longitudinale che separa le aule dal

corridoio, due per parte rispetto alla posizione del vano scala centrale. L’intervento di chiusura previsto in

progetto mette in conto il definitivo stamponamento delle nicchie attuali e la ricostruzione dell’intero spessore

della parete portante con nuova muratura in mattoni pieni o blocchi alveolati di laterizio dotati di

caratteristiche portanti e di foratura idonea per costruzioni in zona sismica. Le connessioni alle murature

esistenti avverrà con le stesse modalità di “cucitura” descritte in precedenza per le pareti trasversali al

corridoio.

I consolidamenti delle murature esistenti, localmente affette da quadri fessurativi ben visibili e scarsamente

ammorsate nelle connessioni d’angolo e nei raccordi tra pareti ortogonali, saranno perseguiti tramite

l’inserimento di cuciture armate a quinconce e tramite l’esecuzione di intonaco armato sulle facce delle

murature interne maggiormente lesionate, sia al piano terra che al piano primo.

Le cuciture avranno anche la funzione di ammorsare meglio le murature dei corpi minori addossati all’edificio

principale con le pareti portanti perimetrali che formano la scatola muraria di quest’ultimo. I placcaggi

consolidanti, invece, andranno ad interessare un allineamento murario interno all’edificio, affetto da lesioni

piuttosto estese, e saranno realizzati con malta di calce naturale additivata di idonee caratteristiche

meccaniche, armata con rete in fibra di vetro e connettori in acciaio.

In corrispondenza delle zone interessate da quadri fessurativi più modesti e superficiali, invece, si provvederà

alla semplice stonacatura e al ripristino degli intonaci, con inserimenti di una leggera rete di armatura a

ridosso delle zone attraversate dalle fenditure, salvo provvedere al preventivo ripristino della continuità

meccanica delle compagini murarie mediante inserimento di lamierini di spessoramento in corrispondenza

delle lesioni più evidenti ed estese.


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Intervento di incatenamento (quota primo impalcato)

L’incremento di sismo resistenza dell’edificio dovrà passare necessariamente attraverso il contrasto ai

meccanismi di collasso di primo modo, individuati sostanzialmente nei cinematismi di ribaltamento verso

l’esterno che potrebbero interessare le pareti esterne dell’edificio. A tale scopo, in abbinamento alle

cordolature metalliche che andranno ad interessare la quota sommitale dell’edificio (cfr. successiva

descrizione degli interventi in copertura), è previsto l’inserimento di una serie di catene in acciaio alla quota di

intradosso dei solai che occupano la quota del primo impalcato. In tutti i casi le catene saranno composte da

tondi di diametro φ = 30 mm in acciaio S235JR (o grado di resistenza superiore).

Le catene andranno ad accompagnare l’intero perimetro interno delle quattro pareti che formano l’involucro

murario dell’edificio. In aggiunta a queste, si prevede l’inserimento di ulteriori coppie di catene al lati di

ciascuna delle principali pareti di controvento interne, tanto in direzione longitudinale quanto in direzione

trasversale. Le pareti in oggetto, per la precisione, sono individuate nell’allineamento longitudinale primario (a

divisione tra corridoio ed aule) e nelle due pareti che delimitano il vano scala centrale. In quest’ultimo caso,

tuttavia, le catene risulteranno costituite da una coppia di barre solamente nel tratto rivolto verso la facciata

principale (tratto compreso tra la parete longitudinale interna e la facciata sul lato nord). Infatti, in

corrispondenza del vano scala, sarà possibile inserire esclusivamente una catena singola sul lato delle aule,

vale a dire all’esterno del vano scala, allo scopo di evitare interferenze con la struttura delle rampe della

scala.

Le interruzioni e i punti di raccordo tra i diversi tratti di catena, in corrispondenza delle intersezioni murarie,

saranno realizzati con piatti nervati in grado di garantire un efficace contrasto in parete ed il trasferimento

delle azioni di trazione tra una parte e l’altra del tirante. Un caso particolare è individuato in corrispondenza

della catena che corre in adiacenza della parete perimetrale sul lato sud e che, nel tratto centrale, si trova ad

attraversare il volume del vano scala. Infatti, per minimizzare l’ingombro all’altezza del pianerottolo intermedio

della scala e garantire la necessaria continuità allo sviluppo del tirante, sarà introdotto un piatto a parete di

sezione 140x10 mm, da raccordarsi ai due tratti di catena sulle metà est e ovest del fabbricato mediante

idonei piatti nervati di contrasto.

Esternamente sono previsti dei piatti che svolgeranno la funzione di capichiave di contrasto in facciata, su

tutti i lati dell’edificio, andranno a coinvolgere, ove necessario anche i due annessi laterali sui lati est e ovest

del fabbricato principale (volumi minori ad un solo piano ospitanti i servizi igienici per i bambini e la dispensa

della cucina). I capichiave saranno composti da piatti di sp. 20 mm, di forma rettangolare più o meno

allungata (dim. 40x45 cm o dim. 40x100 cm) a seconda che il dispositivo di ritegno vada a coinvolgere una

catena singola o una catena doppia. Laddove i piatti di capochiave andranno a cadere in corrispondenza

degli spigoli che contrassegnano le piccole rientranze di facciata (posizione intermedia sui lati lunghi rivolti

verso nord e sud), si prevede la sagomatura dei piatti in modo da creare un’idonea superficie di contatto con

le murature di facciata. Per un migliore trasferimento ed una più omogenea diffusione delle tensioni di

contatto, inoltre, si indica l’opportunità di procedere alla posa dei piatti di contrasto previa stesura di una

rasatura di regolarizzazione con malta cementizia.

La posizione delle catene all’intradosso dei solai sarà occultata alla vista dalla presenza dei controsoffitti che,

già allo stato attuale, sovrastano l’intera area dei locali al piano terra. Laddove i controsoffitti non sono

presenti (corridoi, tratti in attraversamento dei bagni e della cucina, ecc.), si provvederà ad “incassettare” le


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catene con tratti di contropareti in lastre di calcio-silicato o altra soluzione idonea a garantire la necessaria

protezione antincendio dei suddetti elementi metallici di rinforzo.

Rifacimento della copertura della centrale termica

Allo stato attuale, la copertura della centrale termica risulta costituita da una serie di profili metallici della serie

IPE 160, disposti in direzione spingente con interasse di circa 100 cm, sui quali è impostato uno scempiato di

tavelloni in laterizio, nonché la sovrastante soletta in calcestruzzo armata con rete elettrosaldata. La

copertura è quindi completata dalla guaina impermeabile e dal manto a tegole e coppi di laterizio. Allo stato di

progetto si prevede la demolizione completa della copertura esistente, con l’esclusione degli aggetti di gronda

laterali e frontali, e la conseguente installazione di una trave di orditura principale in acciaio laminato della

serie HEA 160, disposta parallelamente al lato maggiore del locale, in mezzeria al lato minore, a seguire

l’inclinazione della copertura. Sopra di essa verrà posizionato il pannello di copertura in lamiera piana

coibentata del tipo WALL mod. ALFA 1 di spessore 10 cm, poggiato da una parte sulla cresta della parete

perimetrale esterna, e sul lato opposto su un profilo in lamiera piegata ad L, inghisato alla muratura del

blocco principale, che funge da sostegno, evitando così di dover realizzare appoggi continui in breccia,

assolutamente non indicati. Il sistema strutturale sarà completato dalla cordolatura di testa delle pareti

esterne, costituita da piatti di acciaio collegati alle murature mediante perfori armati con barre filettate diam.

12 mm, saturati con malte superfluide di calce idrata e cariche pozzolaniche, oltre che dagli angolari

perimetrali inghisati alle pareti del corpo principale e dai piatti di controvento saldati ai quattro spigoli del

locale. Il pacchetto di copertura verrà quindi completato con la guaina impermeabile adesiva e con il manto di

tegole e coppi in laterizio, in analogia a quanto presenta allo stato attuale.

Detto intervento permette sia di alleggerire il solaio di copertura, che di eliminare gli eventuali effetti spingenti

derivanti dall’originale direzione di orditura dei profili metallici esistenti. La nuova cordolatura di piano

permetterà inoltre di ricollegare le pareti perimetrali della centrale termica, di per sé scollegate dal resto del

fabbricato, aumentandone la collaborazione e l’effetto scatolare.

Consolidamento del controsoffitto

A prescindere dalla necessità di verificare mediante opportuna prova di carico la capacità portante dei travetti

in latero-cemento del solaio di controsoffitto, si prende atto in primo luogo dell’assoluta non pedonabilità dei

tavelloni interposti agli stessi, semplicemente appesi o debolmente appoggiati, e comunque fragili e fessurati.

L’intervento in oggetto prevede pertanto, una volta accertata la resistenza dei travetti esistenti mediante

prova di carico, di mettere in sicurezza il solaio e consentirne in sicurezza la pedonabilità, sia in fase di

realizzazione della copertura, che durante il successivo utilizzo. Si provvederà nel dettaglio a posizionare un

tavolato di abete maschiettato di spessore 2.5 cm poggiato direttamente sopra l’estradosso dei travetti ed, in

corrispondenza dei bordi delle varie campate, su nuovi travicelli in abete spillati alla muratura con inghisaggi

di barre filettate d. 12 mm, infisse in fori saturati con resine bi-componenti, posti ad interasse massimo di 50

cm circa.

Rifacimento della copertura

Allo stato attuale la copertura del fabbricato presenta geometria a capanna, a colmo e gronda costante, con

pendenza delle falde pari a circa 18°. La struttura portante è costituita da travi, puntoni e capriate in legno a


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sezione fortemente irregolare, soggette a fenomeni deteriorativi legati agli effetti dell’umidità e di insetti

xilofagi. Sopra l’orditura primaria, variamente disposta in pianta, è collocata l’orditura secondaria in travicelli,

posti ad interasse di 50 cm circa, sopra i quali è posizionato lo scempiato in tavelle di laterizio di spessore 3

cm. La copertura è completata dalla guaina impermeabile e dal manto in laterizio di tegole e coppi.

L’intervento in oggetto prevede la completa demolizione della copertura esistente, compreso l’aggetto di

gronda ma esclusa la veletta in muratura di mattoni pieni che la sostiene, e la conseguente sostituzione con

una copertura di medesima geometria, costituita da un’orditura principale e secondaria in profili di acciaio

laminato e da un pannello di solaio in lamiera piana coibentata di spessore 10 cm.

Nel dettaglio l’orditura principale sarà costituita da una serie di n. 4 capriate ordite parallelamente al lato corto

del fabbricato e disposte ad interasse di 4.13 cm circa. Detti elementi saranno costituiti da puntoni e piedritti

verticali in profili laminati della serie HEA 160, questi ultimi collegati al piede dalla catena in barra di acciaio

diametro 24 mm munita di apposito tenditore. In corrispondenza degli spigoli delle falde saranno quindi

disposti i puntoni diagonali, anch’essi costituiti da profili laminati di acciaio della serie HEA 160,

semplicemente appoggiati sia in testa, sulla capriata, che al piede, sulla muratura, ma rigidamente collegati ai

profili dell’orditura secondaria. Quest’ultima in particolare sarà costituita da profili laminati di acciaio della

serie HEA 120, disposti ad interasse di circa 1.65 cm, rigidamente incastrati agli estremi in corrispondenza

dei nodi di collegamento con i puntoni delle capriate e con i puntoni diagonali. Le falde relative al lato corto

presentano inoltre un rompitratta centrale, sempre in HEA 160, che permette di ottimizzare i tassi di lavoro

degli arcarecci e di ridurne la sezione. Al colmo sarà quindi posizionata una coppia di profili UPN 120,

anch’essi collegati rigidamente agli estremi e vincolati tra loro da una serie di calastrelli che ne impediscono

l’instabilizzazione fuori piano. Gli arcarecci perimetrali, che fungono anche da sostegno dell'aggetto di

gronda, saranno realizzati con profili tubolari a sezione quadrata di lato 130 mm e spessore 5 mm, in modo

da contenere le deformazioni torsionali indotte dalle sollecitazioni riportate dai travicelli lignei. In mezzeria

sarà quindi applicato un traverso di collegamento all'arcareccio adiacente interno, da realizzarsi con profilo

IPE 120, che interrompa la luce libera di inflessione torsionale del tubolare.

Lo schema strutturale è quindi completato dai controventi di falda disposti sulla campata trasversale centrale

e sulle campate perimetrali, costituiti da barre d’acciaio di diametro 12 mm, incernierate agli estremi e munite

di apposito tenditore.

Il pannello di copertura sarà del tipo piano modello WALL ALFA 1, di spessore totale 100 mm, con spessore

delle lamiere superiori ed inferiori pari a 0.5 mm.

Onde impedire il ribaltamento fuori piano delle pareti interne che si estendono fino all’intradosso della

copertura, è prevista la realizzazione di una serie di cordoli sommitali in piatto di acciaio da spillarsi alle

murature stesse mediante perfori di diametro 40 mm, armati con barre filettate M12, saturati con malte di

calce idrata e cariche pozzolaniche.

Per quanto riguarda le pareti perimetrali invece, saranno predisposti analoghi collegamenti tra le stesse e gli

arcarecci di bordo onde scongiurare eventuali ribaltamenti fuori piano legati ai meccanismi di primo modo.

A completamento degli interventi descritti, inoltre, è previsto il rifacimento dei marciapiedi perimetrali

all’esterno dell’edificio, unitamente alla rampa di accesso per garantire l’accessibilità dell’immobile. I

marciapiedi saranno realizzati con le stesse caratteristiche dimensionali riscontrate in quelli preesistenti e

saranno impostati su una soletta in c.a. collegata internamente con i cordoli delle nuove fondazioni su

micropali. La connessione della soletta portante avverrà tramite la rete di armatura (rete e.s. φ10/20x20”) la


A3. 9

quale sarà ammorsata direttamente nel getto dei cordoli perimetrali previsti per l’intervento di consolidamento

fondale con micropali. La soletta di sostegno dei marciapiedi, di spessore minimo pari a 5 cm, avrà una

larghezza di circa 106 cm dal filo esterno della parete dell’edificio, al fine di ripristinare fedelmente la

geometria dei marciapiedi preesistenti.

Infine, internamente, si mette in conto di garantire la salubrità e la piena fruibilità ed agibilità degli ambienti

delle aule e delle altre stanze di servizio effettuando una nuova tinteggiatura completa di tutti gli ambienti

dell’edificio, oltre a ripristinare la piena efficienza delle diverse dotazioni impiantistiche a servizio dei vari locali

e degli spazi di distribuzione interni alla scuola.

CONCLUSIONI

Alla luce delle carenze statiche e sismiche evidenziate in sede di “Valutazione della sicurezza statica e

sismica della scuola dell’infanzia Il Castagno”, di cui allo studio redatto dallo scrivente nel mese di dicembre

2012 (cfr. Allegato A3.1), su incarico dell’Amministrazione Comunale di Siena, il presente progetto esecutivo

consente di:

- Risolvere le carenze statiche del solaio di copertura del fabbricato e della centrale termica, mediante

totale demolizione e rifacimento;

- Risolvere le problematiche legate ai cedimenti differenziali manifestatisi nel corso del tempo che hanno

dato origine all’evidente quadro fessurativo rilevato;

- Connettere ed ammorsare tra loro le pareti portanti incidenti, precedentemente scollegate, in modo da

garantirne la collaborazione d il comportamento scatolare;

- Risolvere i problemi legati all’eccessiva snellezza di alcune pareti portanti;

- Garantire la pedonabilità del solaio di controsoffitto, fatta salva la necessità di eseguire idonea prova di

carico per verificare l’effettiva capacità portante dei travetti in laterizio;

- Ripristinare i danneggiamenti manifestatisi sulle pareti portanti interne ed esterne nel corso del tempo.

In conclusione gli interventi previsti consentono di raggiungere l’adeguamento statico e sismico del

fabbricato, ai sensi di quanto previsto dal D.M. Infrastrutture 14 gennaio 2008 al p.to 8.4.2 e dalla relativa

Circolare 2 febbraio 2009, n. 617 al p.to C8.4.2.

Nel dettaglio si ottengono i seguenti coefficienti di sicurezza:

1. Coefficiente di sicurezza statico = ( 1 / 0.93 ) = 1.075 > 1.00

2. Coefficiente di sicurezza sismico (min.) = 1.085 > 1.00

a. Coefficiente di sicurezza sismico (spostamento in X) = 1.887 > 1.00

b. Coefficiente di sicurezza sismico (spostamento in Y) = 1.085 > 1.00

Il tutto come meglio illustrato nel Fascicolo A8-9 dei calcoli e negli elaborati grafici allegati.


A3. 10

MATERIALI E DURABILITÀ’

Gli elementi delle strutture in c.a. costituenti le fondazioni con micropali e cordoli saranno in

calcestruzzo avente classe di resistenza C25/30, classe di esposizione XC2, fluidità S4, diametro massimo

dell’inerte 20 mm. L’acciaio delle barre di armatura sarà interamente ad a.m. del tipo B450C.

Le condizioni ambientali assunte alla base del progetto per la durabilità dell’opera sono da considerarsi

“ordinarie” (Tab. 4.1.III), fanno riferimento al rischio di corrosione delle armature indotta dalla carbonatazione

del calcestruzzo e sono riconducibili alla classe di esposizione XC2 (UNI-EN 206-1 e UNI 11104) tipica delle

strutture protette, interrate e di fondazione.

Le strutture in carpenteria metallica saranno in acciaio S275JR (salvo diverse indicazioni puntuali per

barre filettate e armature dei pali di fondazione), preventivamente verniciato per conferire un’adeguata

protezione superficiale.

Il tavolato in legno massiccio sarà in abete di provenienza italiana con classe di resistenza S3 secondo

il prospetto della norma EN 11035-2 riportato su CNR-DT 206/2007 mentre le mensole di gronda saranno in

legno massiccio di castagno classe S-D24. Per quanto riguarda la durabilità, trattandosi di installazioni in ogni

caso interne ad un edificio di carattere residenziale, la classe di servizio indicata è la 1 (umidità del materiale

in equilibrio con l’ambiente circostante a una temperatura di 20° C e umidità dell’aria circostante non

superiore al 65%).


A3. 11

NORMATIVA DI RIFERIMENTO

Le verifiche sono state condotte con il metodo degli Stati Limite secondo quanto previsto da:

- D.M. Infrastrutture 14 gennaio 2008 : “Approvazione delle nuove Norme Tecniche per le Costruzioni” ;

- Circolare 2 febbraio 2009, n. 617 : “Istruzioni per l’applicazione delle «Norme Tecniche per le

Costruzioni» di cui al D.M. 14 gennaio 2008” .

Per le verifiche di resistenza e di deformabilità delle strutture in legno si fa anche riferimento ai contenuti delle

seguenti norme:

- Norma CNR-DT 206/2007 : “Istruzioni per la progettazione, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in

legno”, congruente con quanto previsto nel testo del suddetto D.M. Infrastrutture 14 gennaio 2008;

- Eurocodice 5 : “Progettazione delle strutture in legno” .

Ai sensi delle norme sopra citate l’intervento in oggetto è classificabile come “adeguamento sismico”.


A3. 12

DESCRIZIONE DEL MODELLO STRUTTURALE

ASSUNZIONI PER L’ANALISI

Per l’opera in esame si è presa in considerazione una vita nominale VN = 50 anni ed una classe d’uso III (con

relativo coefficiente d’uso CU = 1.5), da cui si è assunta una vita di riferimento VR = VN CU = 75 anni.

Per le verifiche delle strutture in muratura esistenti, in considerazione delle indagini eseguite in sede di

verifica della capacità statica e sismica della struttura, per i motivi ampiamente discussi nella relativa

relazione tecnica, di cui si allega copia, si è fatto riferimento a un livello di conoscenza LC2 cui corrisponde

un fattore di confidenza pari a FC = 1.20, in accordo con quanto previsto al p.to C8A.1.A.4 della Circ.

02/02/2009, n. 617. Le caratteristiche dei materiali esistenti sono state allo stesso modo definite in accordo

con quanto dedotto in sede di analisi statica e sismica dello stato attuale. Sia per i materiali esistenti che per

quelli di nuova introduzione sono stati applicati i coefficienti parziali di riduzione in termini di resistenza così

come stabilito dalla normativa tecnica di riferimento NTC 2008.

Azione sismica – La definizione dell’azione sismica di progetto è stata condotta assumendo come

riferimento i valori ag, F0 e TC* caratteristici del sito e prendendo in esame gli stati limite sismici convenzionali

SLV, SLD ed SLO (stato limite ultimo e di esercizio), come richiesto dall’importanza dell’opera (classe d’uso

III) sulla base delle indicazioni del p.to 7.1 della norma D.M. 14-01-2008.

Per quanto riguarda la quantificazione dell’azione sismica è stata assunta una “categoria di sottosuolo” di tipo

B (Tab. 3.2.II) ed una “categoria topografica” T1 (Tab. 3.2.IV), da cui deriva l’adozione di un “coefficiente di

amplificazione topografica” pari a ST = 1.0. Sulla base delle precedenti assunzioni, è stata definita l’azione

sismica, vale a dire gli spettri di risposta elastica in accelerazione Se(T) (per le componenti sia orizzontale

che verticale), ed i derivanti spettri di progetto Sd(T) agli stati limite ultimi e di esercizio, questi ultimi

coincidenti con gli spettri elastici corrispondenti alle medesime probabilità di superamento nel periodo di

riferimento PVr preso in esame (p.to 3.2.3.4 del D.M. 14-01-2008).

L’analisi sismica condotta è del tipo statico non lineare (push-over). Trattandosi di una struttura esistente in

muratura il fattore di struttura assunto è pari a q = 2.25, fatta eccezione per le verifiche locali dei meccanismi

di primo modo per le quali si è assunto q = 2.00, in accordo con quanto indicato dalla normativa tecnica di

riferimento NTC 2008.

Azione della neve – Per la valutazione del carico da neve in copertura si è fatto riferimento alla

definizione del valore del carico di neve al suolo dato dalla normativa per la Zona III, in funzione della quota

sul livello del mare del sito ove sarà realizzato l’intervento. Il coefficiente di esposizione ed il coefficiente

topografico sono stati assunti pari ad 1. Trattandosi di copertura a padiglione, in accordo con quanto riportato

sulla circolare esplicativa delle NTC 2008, è stata considerata la seguente condizione di carico:

i) neve depositata in assenza di vento, cui corrisponde un valore del coefficiente di forma 1 della

copertura pari a 0.8 ;

Per quanto riguarda invece la copertura della centrale termica è stata presa in considerazione la possibilità di

accumulo di neve dovuto agli effetti dello scivolamento dalla falda superiore e per effetti di redistribuzione

indotta dal vento. Il tutto secondo quanto indicato al p.to C3.4.5.6 della Circolare Esplicativa relativa alle NTC

2008 – DM 14/01/2008.

Azione del vento – La definizione dell’azione del vento è stata condotta assumendo come zona

geografica per la determinazione dei parametri di riferimento la 3 (Italia centrale e meridionale). La classe di


A3. 13

rugosità è stata assunta pari a D, da cui ne consegue una categoria di esposizione del sito pari a II. Il

coefficiente dinamico ed il coefficiente di topografia sono stati assunti pari ad 1. Il coefficiente di forma della

copertura è stato assunto in accordo con quanto indicato al p.to C3.3.10.3.1 della Circolare applicativa

relativa alle NTC 2008: ne consegue che l’azione del vento è da considerarsi agente in aspirazione. Per

quanto riguarda invece il carico agente sulle pareti esterne sono stati considerati di volta in volta i coefficienti

di forma definiti in funzione della direzione di provenienza del vento.

Carichi variabili verticali – Il carico variabile verticale uniformemente distribuito considerato applicato

sui solai di interpiano è stato considerato pari a 3.00 kN/m2, ossia corrispondente, secondo la Tab. 3.1.II delle

NTC 2008, ad ambienti di categoria C1 (ospedali, ristoranti, caffè, banche e scuole). Per quanto riguarda

invece i locali suscettibili di affollamento quali vani scala e balconi si è assunto un carico verticale variabile

uniformemente distribuito pari a 4.00 kN/m2, corrispondente ad ambienti di categoria C2 (Balconi, ballatoi e

scale comuniU). Per il solaio di controsoffitto è stato considerato infine un carico verticale uniformemente

distribuito pari a 0.50 kN/m2, corrispondente ad ambienti di categoria H1 (Coperture e sottotetti accessibili per

la sola manutenzione).

Carichi permanenti strutturali e portati – I carichi permanenti strutturali (G1) e permanenti portati (G2)

sono stati determinati in funzione dell’analisi conoscitiva condotta in sede di verifica della capacità statica e

sismica del fabbricato, come risulta dalla relazione di calcolo allegata. Per quanto riguarda il nuovo solaio di

copertura è stato messo in conto anche un ulteriore carico permanente uniformemente distribuito pari a 0.20

kN/m2 corrispondente ad un eventuale impianto fotovoltaico da installarsi in copertura.

MODELLO DI CALCOLO E VERIFICHE

Verifiche statiche e sismiche dei pannelli murari allo stato di progetto

Per il calcolo e la verifica della scatola muraria, trattandosi di un intervento di adeguamento sismico, è stata

eseguita direttamente la modellazione dello stato di progetto del fabbricato. La valutazione della capacità

resistente e della duttilità della nuova configurazione strutturale è stata eseguita mediante un’analisi sismica

statica non lineare (push-over), in accordo con quanto indicato dal D.M. 14 gennaio 2008, punto § 7.3.4.1, e

dalla Circ. n. 617 del 2/2/2009, punto § C7.3.4.1 e punto § C7.8.1.5. Nel modello sono state considerate le

caratteristiche meccaniche e geometriche dei maschi murari e delle strutture di orizzontamento che

costituiscono l’edificio. In entrambe le configurazioni, l’analisi ha portato a determinare la capacità di

spostamento di un “punto di controllo” (individuato in prossimità del centro di massa dell’impalcato più alto) a

fronte dell’applicazione di apposite forze orizzontali fatte crescere a passi successivi in modo incrementale.

La configurazione delle forze al variare della quota del fabbricato, secondo le prescrizioni delle NTC 2008 al

p.to 7.3.4.1, ha fatto riferimento alle due distribuzioni principale e secondaria previste dalla norma. Tale

accoppiata di forze, infatti, risulta la più indicata per simulare correttamente il comportamento in campo

elastico ed in campo plastico delle strutture in muratura di edifici esistenti, come suggerito dalla Circolare

esplicativa n. 617 del 2/2/2009 al p.to C8.7.1.4 .

Le azioni sismiche nelle due direzioni principali sono state applicate separatamente, trattandosi di analisi non

lineare, secondo quanto indicato al punto § 7.3.5 del D.M. 14 gennaio 2008. Le rispettive distribuzioni di forze

sismiche incrementali sono state applicate con le eccentricità previste dalla normativa, andando a costituire

le diverse combinazioni di calcolo, ciascuna caratterizzata dalla duplice distribuzione di forze (gruppo 1 e 2).


A3. 14

La crisi del singolo elemento resistente dipende dal raggiungimento dello spostamento ultimo del rispettivo

maschio murario. Per la deformazione ultima dei pannelli è stato messo in conto un valore pari allo 0,4% ed

allo 0,6% dell’altezza del pannello rispettivamente per rottura da taglio o per raggiungimento della massima

tensione nel materiale a pressoflessione (Circ. n. 617/09, punto § C8.7.1.4). I valori di resistenza dei materiali

mettono in conto un valore del coefficiente di sicurezza γM = 3,0 per le verifiche statiche e γM = 1,0 per le

verifiche sismiche (invece di γM = 2,0, avendo condotto un’analisi non lineare, secondo le indicazioni della

Circolare n. 617/09 al punto § C8.7.1.5). Per le caratteristiche meccaniche dei materiali utilizzati nel calcolo si

faccia riferimento al relativo fascicolo allegato.

L’analisi statica non lineare della struttura in muratura, ha permesso di ricavare per ciascuna combinazione di

carico (direzione del sisma, eccentricità e distribuzione delle forze orizzontali) una rispettiva “curva di

capacità” che, opportunamente normalizzata e ricondotta a un sistema ad 1 grado di libertà equivalente, ha

fornito un valore di riferimento in termini di spostamento massimo e di capacità resistente della struttura agli

Stati Limite di Danno e di Salvaguardia della Vita (D.M. 14/01/2008, punto § 7.3.4.1 e Circ. 2/2/2009, n. 617,

punto § C7.3.4.1).

La verifica è stata condotta confrontando i valori di spostamento massimo per le varie combinazioni con quelli

limite di deformazione ultima, accertando che i primi siano in ogni caso inferiori ai secondi. E’ stato inoltre

controllato che il rapporto tra il taglio totale agente sulla base del sistema equivalente a un grado di libertà

calcolato dallo spettro di risposta elastico e il taglio alla base resistente del sistema equivalente a un grado di

libertà ottenuto dall’analisi non lineare sia inferiore al valore limite imposto da Normativa pari a q* = 3,0. Le

suddette verifiche di sicurezza seguono le prescrizioni del D.M. 14 gennaio 2008 al punto § 7.8.1.6.

Verifiche dei meccanismi locali e del cordolo in acciaio

Sono state condotte le verifiche locali degli elementi murari per azioni flettenti e ribaltanti fuori dal piano

(meccanismi di primo modo), come suggerito al p.to 8.7.1 del D.M. 14 gennaio 2008, relativamente alla

possibilità di ribaltamento dei pannelli murari esterni del secondo piano. Le verifiche dei suddetti meccanismi

locali sono state eseguite con un’analisi cinematica lineare (verifica in termini di resistenza, p.to C8.7.1.6

della Circ. n. 617/09), seguendo le modalità di calcolo dell’Appendice della Circolare n. 617/09 indicate al p.to

C8A.4.1.

Nello specifico, la verifica è stata condotta applicando il Principio dei Lavori Virtuali in termini di spostamento

a ciascun singolo macroelemento e confrontando il valore di accelerazione al suolo richiesto dalla normativa

con il valore di accelerazione di attivazione del meccanismo (quest’ultimo desunto dal moltiplicatore

orizzontale dei carichi ricavabile dall’imposizione dell’equilibrio per i singoli elementi murari).

In definitiva, la verifica delle pareti murarie è stata condotta sia in termini di verifiche tensionali, sia con

l’analisi cinematica lineare dei macroelementi relativamente al meccanismo di ribaltamento mettendo in conto

l’azione di ritegno offerta in testa dalle nuove cordolature metalliche. Di conseguenza, il calcolo del cordolo di

coronamento in profilo metallico è stato condotto applicando i carichi orizzontali uniformemente distribuiti

schematizzano l’effetto tirante in testa ai pannelli murari. Sono state condotte due tipologie di verifiche:

- verifica a flessione fuori dal piano del piatto di cordolo posizionato sopra le pareti perimetrali

dell’edificio, schematizzato a favore di sicurezza come trave su doppio appoggio soggetta a carico

uniformemente distribuito;


A3. 15

- verifica a trazione dei profili interni di ritegno e di controvento che riportano le spinte di testa alle pareti

di controvento.

Verifiche dei profili di orditura della nuova copertura metallica a padiglione

La verifica del telaio metallico di copertura è stata eseguita in maniera automatica impostando un modello di

calcolo con il software ModeSt 7.28 di Tecnisoft, associato al post processore X-Finest di HarpaCeas. La

struttura è stata schematizzata come composta da una serie di capriate ordite lungo la direzione minore del

fabbricato, costituite da puntoni e piedritti verticali in HEA 160, questi ultimi ricollegati tra loro mediante

catene in tondo diametro 24 mm. Sia i puntoni che i piedritti sono stati schematizzati incastrati tra di se,

mentre la catena è stata schematizzata incernierata agli estremi. In direzione longitudinale dette capriate

sono collegate dall’orditura secondaria costituita da profili laminati di acciaio HEA 120 in falda e UPN 120 al

colmo. Stante il tipo di vincolo messo in conto in fase di progetto, questi sono stati schematizzati incastrati

agli estremi, ossia al collegamento con i puntoni delle capriate e con i diagonali. L’orditura principale delle

falde laterali è stata schematizzata con puntoni diagonali e traversi rompitratta centrali, tutti in HEA 160,

incernierati in testa ed al piede. Lo schema di calcolo è stato quindi completato con l’inserimento del sistema

di controventi a croce di Sant’Andrea, costituiti da barre di acciaio di diametro 12 mm, schematizzate

incernierate agli estremi.

Per quanto riguarda i vincoli messi in conto alla base del telaio di copertura, onde tener conto dell’effettivo

comportamento statico e sismico della struttura nel suo complesso, sono stati messi in conto vincoli a

cerniera, rigidi nella direzione verticale ed elastici lungo le due direzioni orizzontali. I coefficienti di elasticità

dei vari vincoli nelle due differenti direzioni sono stati determinati valutando la posizione e la dimensione dei

maschi murari che costituiscono la scatola muraria portante, oltre alle caratteristiche dei materiali che li

compongono. Detta schematizzazione della copertura permette inoltre, in sede di verifica sismica (nel caso

statica lineare) di sviluppare le masse sismiche effettivamente presenti e le relative spinte orizzontali,

verosimilmente a quanto in effetti accadrebbe in caso di terremoto, contrariamente a quanto accadrebbe se

si mettesse in conto vincoli di tipo rigido.

A favore di sicurezza si è proceduto comunque, in relazione ai soli carichi statici, ad effettuare una

modellazione a vincoli teorici di cerniera e carrello, tali da massimizzare le sollecitazioni nei puntoni e nelle

catene, onde verificare gli elementi metallici ed i relativi nodi di collegamento per le massime sollecitazioni

teoricamente sviluppabili nella struttura.

I carichi verticali permanenti e variabili sono stati applicati in maniera automatica dal programma di calcolo

una volta impostati i vari tipi di solaio ed i relativi carichi di progetto. Sono stati tuttavia inseriti in maniera

manuale i carichi relativi alla spinta sismica indotta dal ribaltamento fuori piano delle pareti portanti, sui profili

che fungono da cordolo di coronamento e/o di ritegno in testa.

Le verifiche, sia in termini di resistenza, che di stabilità, che di deformazione, sono state condotte in maniera

automatica dal software. Per quanto riguarda la verifica di stabilità dei profili UPN 120 di colmo, in alcuni casi

non soddisfatta si precisa che in effetti i calastrelli di collegamento trasversale indicati negli elaborati grafici

permettono la collaborazione tra i due profili accoppiati ed impediscono qualsivoglia tipo di in stabilizzazione

per effetti di eventuali forze di compressione.


A3. 16

Verifiche dei profili di orditura della nuova copertura della centrale termica

In merito all’orditura principale della copertura della centrale termica questa è stata schematizzata come

trave su doppio appoggio soggetta a carico uniformemente distribuito lungo le due direzioni principali

d’inerzia. Sono state quindi condotte verifiche di resistenza allo SLU per flessione deviata e per taglio, e

verifiche di stabilità per svergolamento. Sono state quindi condotte verifiche di deformabilità allo SLE

controllando la freccia in mezzeria sia per i carichi permanenti che per i carichi variabili. La verifica del

pannello di copertura, in analogia a quanto detto in precedenza, è stata condotta confrontando i carichi di

progetto con quelli massimi indicati nelle schede tecniche del prodotto in corrispondenza della luce massima

di riferimento.

Verifiche strutturali e geotecniche della fondazione

Per quanto riguarda gli interventi di consolidamento delle fondazioni esistenti sono stati determinati in primo

luogo i carichi agenti in fondazione relativi ad ogni pannello murario, per le varie combinazioni di carico.

Stabilito quindi le caratteristiche dei micro-pali di fondazione da realizzarsi, le loro dimensioni ed i loro

interassi, in funzione del carico agente e delle caratteristiche geologico-tecniche del terreno sono state

condotte verifiche di portanza per carichi verticali e verifiche di resistenza dei pali stessi. Sono state inoltre

eseguite verifiche di resistenza del giunto di collegamento tra la testa dei micropali ed il cordolo perimetrale in

calcestruzzo armato, oltre a verifiche di resistenza delle mensole di ammorsamento alle pareti perimetrali.

DEFORMAZIONI

Le verifiche in esercizio hanno riguardato i profili metallici dell’orditura principale e secondaria sia della

copertura a padiglione che di quella ad una falda della centrale termica. I valori limite per le deformazioni

assunti come riferimento per le verifiche degli elementi in acciaio sono stati desunti in riferimento a quanto

indicato nelle NTC 2008. Le verifiche di deformabilità sono state condotte controllando gli spostamenti

massimi di ogni elemento risultanti dalla modellazione o dai calcoli condotti in maniera manuale, con i valori

limite di deformazione, ricavati in funzione del tipo di carico (permanente o variabile) e della luce della trave.

CALCOLO DELLA STRUTTURA

L’analisi statica e sismica delle strutture in muratura e le relative verifiche sono state condotte con il

metodo F.M.E. (Frame by Macro Element) utilizzando come modellatore strutturale e post-processore il

programma 3Muri di S.T.A. Data srl.

Per il calcolo e la verifica dell’orditura metallica della copertura sono state invece eseguite analisi con il

metodo F.E.M. utilizzando come modellatore strutturale e post-processore il programma ModeSt Vers. 7.28

(Tecnisoft s.a.s), abbinato al solutore X-Finest 2012 di HarpaCeas.

Le verifiche di resistenza degli elementi in legno, il calcolo e la verifica strutturale e geotecnica delle

opere di fondazione (micropali e cordoli in c.a.), degli architravi e dei meccanismi locali di primo modo, oltre

alle verifiche complementari degli elementi della copertura e dei relativi nodi di collegamento sono state

eseguiti manualmente seguendo gli usuali metodi della Scienza delle Costruzioni ed impostando fogli

elettronici di calcolo con il software Excel di Microsoft.


A3. 17

Per quanto attiene alla valutazione dell'affidabilità dei software di calcolo utilizzati per le verifiche

F.E.M., così come indicato dalle NTC 2008, sia ModeSt che X-Finest sono corredati da documentazione in

formato digitale che ne illustra il funzionamento, i limiti di applicazione e le basi teoriche. Sono disponibili casi

prova risolti per via indipendente dal codice di calcolo o desunti da letteratura di settore, facendo riferimento

ad autori di chiara fama o, in alternativa, a documenti di comprovata validità. È stata quindi esaminata la

documentazione a corredo dei software per valutarne l'affidabilità e l'idoneità al caso specifico. Il software è

inoltre dotato di filtri di autodiagnostica che agiscono a vari livelli sia nella definizione del modello che nel

calcolo vero e proprio.

In merito alla valutazione dei risultati ed al giudizio motivato sulla loro accettabilità si precisa che il

software utilizzato permette di modellare analiticamente il comportamento meccanico e dinamico della

struttura utilizzando la libreria di elementi finiti disponibile. Le funzioni di visualizzazione ed interrogazione sul

modello permettono di controllare sia la coerenza geometrica che la congruenza delle azioni applicate

rispetto alla realtà fisica. Inoltre la visualizzazione ed interrogazione dei risultati ottenuti dall'analisi quali

sollecitazioni, tensioni, deformazioni, spostamenti e reazioni vincolari hanno permesso un immediato

controllo con i risultati ottenuti mediante schemi semplificati di cui è nota la soluzione in forma chiusa

nell'ambito della Scienza delle Costruzioni. Si è inoltre controllato che le reazioni vincolari abbiano dato valori

in equilibrio con i carichi applicati. Le sollecitazioni ottenute sulle travi per i carichi verticali direttamente agenti

sono stati confrontati con semplici schemi a trave continua. Per gli elementi inflessi di tipo bidimensionale si è

provveduto a confrontare i valori ottenuti dall'analisi F.E.M. con i valori di momento flettente ottenuti con gli

schemi semplificati della Tecnica delle Costruzioni. Si è inoltre verificato che tutte le funzioni di controllo e di

autodiagnostica del software abbiano dato esito positivo.

Per quanto attiene alla valutazione dell'affidabilità del software di calcolo adottato per le verifiche delle

strutture in muratura (push-over e verifiche statiche), si segnala che il programma 3Muri, distribuito da

S.T.A. Data s.r.l. di Torino, è accompagnato da documentazione in formato digitale che ne illustra il

funzionamento, i limiti di applicazione e le basi teoriche, così come richiesto dalle NTC 2008. In particolar

modo, come attestazione della funzionalità e della validità del software si è fatto riferimento al "Documento di

Validazione" (vers. 1.0) messo a disposizione dalla stessa S.T.A. Data s.r.l. di Torino.

Anche in questo caso, è stata esaminata la documentazione a corredo del software per valutarne

l'affidabilità e l'idoneità al caso specifico. Il software è dotato di filtri di autodiagnostica che agiscono a vari

livelli nella definizione del modello, nel calcolo e nell'interpretazione/affidabilità dei risultati, permettendo

all'utente di intervenire per modificare all'occorrenza le caratteristiche delle mesh di modello e per adattare

all'occorrenza i parametri di calcolo.

In merito alla valutazione dei risultati ed al giudizio motivato sulla loro accettabilità si precisa che il

software utilizzato permette di simulare il comportamento della struttura sotto carichi gravitazionali ed azioni

sismiche effettuando una modellazione che mette in conto elementi definibili manualmente o attraverso

archivi pre-impostati e disponibili nella libreria del programma. Le funzioni di visualizzazione ed interrogazione

sul modello permettono di controllare sia la coerenza geometrica che la congruenza delle azioni applicate

rispetto alla realtà effettiva. Inoltre la visualizzazione ed interrogazione dei risultati ottenuti dall'analisi, quali ad

esempio le curve di carico e spostamento della struttura in funzione del punto di controllo e delle diverse


A3. 18

combinazioni di carico, hanno permesso un immediato controllo degli stessi dati di output ed un loro raffronto

con i risultati ottenuti mediante schemi semplificati di cui è stata ricavata la soluzione tramite calcoli manuali.

A tale scopo, per l'effettuazione delle analisi manuali semplificate sono stati adottati gli schemi resistenti dei

pannelli murari secondo i dettami della normativa vigente.

Inoltre, in generale, si è verificato che tutte le funzioni di controllo e di autodiagnostica del software

abbiano dato esito positivo.

Studio tecnico Ing. Giovanni Corti

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