VERIFICA SISMICA DEL PLESSO SCOLASTICO

COMUNE di SALSOMAGGIORE TERME

Provincia di Parma

VERIFICA SISMICA

DEL PLESSO SCOLASTICO

SCUOLA PRIMARIA D’ANNUNZIO

SCUOLA ELEMENTARE E.TOTI

PROGETTO PRELIMINARE D’INTERVENTO

Committente:

Amministrazione Comunale di Salsomaggiore Terme

Piazza Libertà, 1. 43039 – Salsomaggiore Terme (PR)

00 01/03/10 Ing. Emanuel Perani e Ing Massimo Pilati Prof. Ing. Paolo Riva

rev. data Redatto Verificato

ingg. Emanuel Perani e Massimo Pilati, via Doneghe 3 – 25085 Gavardo (BS). tel. e fax:0365-32845

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INDICE

1. PREMESSA .............................................................................................................................. 3

2. INQUADRAMENTO NORMATIVO e OBIETTIVI DEL PROGETTO DI

ADEGUAMENTO .......................................................................................................................... 5

3. MATERIALI, ANALISI DEI CARICHI E DEFINIZIONE DELL’input SISMICO .............. 6

3.1. MATERIALI .................................................................................................................... 6

3.2. ANALISI DEI CARICHI ................................................................................................. 7

3.3. AZIONE SISMICA .......................................................................................................... 8

3.3.1 VITA NOMINALE, CLASSE D’USO E DEFINIZIONE DELLA

ACCELERAZIONE AL SUOLO (PGA) PER GLI STATI LIMITE CONSIDERATI ......... 8

3.3.2 AZIONE SISMICA - DEFINIZIONE DEGLI SPETTRI DI PROGETTO ........... 10

4. Linee Guida DEL PROGETTO DI ADEGUAMENTO ......................................................... 13

4.1. ANALISI DELLE CRITICITA’ E PROPOSTA DI INTERVENTO ............................ 13

5. PROGETTO DI ADEGUAMENTO / MIGLIORAMENTO SISMICO ................................ 15

5.1. PROCEDURE DI CALCOLO ....................................................................................... 15

5.2. MODELLAZIONE STRUTTURALE ........................................................................... 17

5.3. DESCRIZIONE DEL COMPORTAMENTO STRUTTURALE IN FASE SISMICA E

VERIFICA DELLA SICUREZZA STRUTTURALE – SCUOLA ELEMENTARE

D’ANNUNZIO ............................................................................................................... 18

5.3.1 VERIFICHE GLOBALI – LC3 .............................................................................. 22

5.3.2 VERIFICHE GLOBALI – LC3 (valori massimi tabellari) ..................................... 30

5.4. DESCRIZIONE DEL COMPORTAMENTO STRUTTURALE IN FASE SISMICA E

VERIFICA DELLA SICUREZZA STRUTTURALE – SCUOLA ELEMENTARE

D’ANNUNZIO ............................................................................................................... 39

5.4.1 VERIFICHE GLOBALI – LC3 .............................................................................. 43

5.4.2 VERIFICHE GLOBALI – LC3 (valori massimi tabellari) ..................................... 52

6. IL PROGETTO DIAGNOSTICO (INDICAZIONI PRELIMINARI) .................................... 60

7. PREVISIONI DEGLI INTERVENTI DI CONSOLIDAMENTO E STIME PRELIMINARI

DEI COSTI .................................................................................................................................... 62


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1. PREMESSA

Il presente incarico segue la verifica sismica del plesso scolastico di Salsomaggiore in accordo

con il D.M. 14 gennaio 2008 e le relative istruzioni pubblicate in data 26 febbraio 2009.

Le fasi operative attraverso le quali si è articolato il lavoro sono di seguito descritte:

A. Inquadramento normativo e definizione delle azioni di progetto.

Definizione delle norme di riferimento, degli obiettivi del progetto nonché definizione dell’input

sismico.

B. Analisi critica della documentazione tecnica.

Analisi dei seguenti documenti:

elaborati grafici di progetto, redatti per l’edificazione originaria del plesso scolastico;

relazione tecnica di sintesi inerente al verifica sismica dei fabbricati;

L’analisi critica dei predetti documenti è finalizzata all’individuazione e all’approfondimento

delle criticità globali e locali.

C. Definizione delle linee guida per la stesura del progetto preliminare di una proposta

di intervento

Le linee guida dovranno tracciare l’indirizzo e l’approccio metodologico affinché il progetto

possa dare risposta e soluzione a tutte le criticità riscontrate.

Successivamente si potrà definire la proposta progettuale e specificare gli interventi.

D. Valutazione dei livelli di sicurezza nello stato di progetto

Svolta ricorrendo ad analisi non lineari di tipo push-over ritenute maggiormente significative per

la comprensione della risposta del sistema strutturale sotto evento sismico, nonché più affidabili

per la quantificazione numerica della sicurezza.

Ciò anche in analogia e coerenza con le valutazioni della sicurezza già svolte per la verifica dello

stato di fatto.

E. Stesura della relazione tecnica di sintesi e degli elaborati grafici.

Nella relazione di sintesi, per quanto concerne la valutazione dei livelli di sicurezza, saranno

riportati i seguenti dati:

PGAslv accelerazione del suolo stimata in corrispondenza del raggiungimento del danno

severo;

u = PGAslv / PGA10% (indicatore di rischio di collasso);


4

ove PGA10% rappresenta l’accelerazione al suolo con probabilità di superamento del 10%

nel periodo di riferimento di vita della costruzione.

le curve di push-over che forniscono la risposta del sistema (in termini di spostamento del

nodo di controllo e del taglio alla base) ed indicazioni qualitative, oltre che quantitative,

in merito alla regolarità della risposta del fabbricato.

i contour dai quali sarà possibile desumere le modalità di collasso degli elementi

strutturali.

Conseguentemente sarà possibile esprimere un giudizio ingegneristico in merito alla

quantificazione numerica della sicurezza in condizioni di progetto.

Infine gli elaborati grafici di progetto saranno di supporto per la comprensione degli interventi

proposti e per la loro individuazione plano-altimetrica.

Si precisa inoltre che in questa sede si intende integralmente richiamato lo studio di vulnerabilità

concernente la verifica sismica della scuola. Verranno qui in ogni caso riproposte l’analisi dei

carichi e la definizione dell’input sismico che costituiscono presupposto per la quantificazione

numerica del livello di sicurezza.


5

2. INQUADRAMENTO NORMATIVO E OBIETTIVI DEL PROGETTO DI

ADEGUAMENTO

Il quadro normativo vigente in materia strutturale è definito dai seguenti documenti:

“Norme tecniche per le costruzioni” del DM 14 gennaio 2008

Istruzioni per l’applicazione delle “Norme tecniche per le costruzioni” del DM 14

gennaio 2008 pubblicate in data 26 febbraio 2009.

Si è inoltre fatto riferimento alle seguenti pubblicazioni:

Terremoto in Umbria e Marche del 1997: criteri di calcolo per la progettazione degli

interventi. Verifiche sismiche ed esempi di calcolo per l’applicazione delle direttive

tecniche D.G.R. Umbria 5180/98 e D.G.R. Marche 2153/98 in attuazione della L.61/98;

BLASI C. et al., Manuale per la riabilitazione e ricostruzione postsismica degli edifici.

Regione dell’Umbria, a cura di Francesco Furieri, DEI, Roma 1999;

Linee guida per la riparazione e il rafforzamento degli elementi strutturali, tamponamenti

e partizioni – Bozza agosto 2009 a cura del dipartimento della protezione Civile e di

ReLUIS (Rete Laboratori Universitari Ingegneria sismica)

Gli obiettivi e scopi del progetto sono definiti in accordo con la normativa vigente sopra citata.

In particolare le Norme tecniche per le costruzioni al capitolo 8 - Edifici Esistenti, e più

specificatamente la paragrafo 8.3 - Valutazione della sicurezza impongono per la progettazione

degli interventi il soddisfacimento dei soli Stati Limite Ultimi.

I livelli di prestazione nei confronti degli stati limite di esercizio viceversa potranno essere fissati

di concerto tra progettista e committente.

Tenuto conto che il presente progetto è inserito all’interno di un più vasto programma di

riduzione del rischio sismico delle scuole di proprietà del comune di Salsomaggiore Terme, si

ritiene opportuno definire un progetto le cui finalità coincidano con gli obiettivi minimi imposti

per legge, rimandando alla fase di stesura del progetto definitivo/esecutivo le decisioni in merito

ai livelli di prestazione nei confronti degli Stati Limite di Esercizio.

I livelli di protezione sismica nei confronti degli Stati Limite di Esercizio potranno essere

stabiliti in relazione alle priorità definite nel programma di riduzione del rischio sismico del

comune di Salsomaggiore ed alle risorse economiche effettivamente disponibili.


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3. MATERIALI, ANALISI DEI CARICHI E DEFINIZIONE DELL’INPUT SISMICO

3.1. MATERIALI

I valori caratteristici delle proprietà meccaniche dei materiali vengono posti pari ai valori medi

determinati come medie tabellari delle istruzioni NT 26 febbraio 2009 (C8A.2.1).

Pertanto sono stati assegnati i seguenti valori:

Murature in mattoni pieni e malta di calce (Fc = 1,00) LC3 valori di resist. medi

fm - Resistenza media a compressione 320 N/cm2

t0 - Resistenza media a taglio 7.6 N/cm2

E - Valore medio del modulo di elasticità normale 1500 N/mm2

G - Valore medio del modulo di elasticità tangenziale 500 N/mm2

W - Peso specifico medio 18 KN/m3

Murature in mattoni pieni e malta di calce (Fc = 1,00) LC3 valori di resist. massimi

fm - Resistenza media a compressione 400 N/cm2

t0 - Resistenza media a taglio 9.2 N/cm2

E - Valore medio del modulo di elasticità normale 1500 N/mm2

G - Valore medio del modulo di elasticità tangenziale 500 N/mm2

W - Peso specifico medio 18 KN/m3

Si veda il punto 4.1 per una valutazione dei valori utilizzati


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3.2. ANALISI DEI CARICHI

Si fa riferimento alle tavole allegate alla relazione di verifica di vulnerabilità dell’edificio.


8

3.3. AZIONE SISMICA

3.3.1 VITA NOMINALE, CLASSE D’USO E DEFINIZIONE DELLA ACCELERAZIONE

AL SUOLO (PGA) PER GLI STATI LIMITE CONSIDERATI

Coordinate geografiche del sito:

longitudine: 9,9806

latitudine: 44,8157

Vita nominale:

La vita nominale della struttura in oggetto è stata considerata Vn = 50 anni, corrispondente a

“Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o di importanza

normale”

Classe d’uso e coefficiente Cu

la classe d’uso III è riferita a: 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.

[Il coefficiente Cu corrispondente alla classe di appartenenza dell’edificio è pari a 2,00]

Periodo di riferimento (Vr)

Per classe d’uso III:

Il periodo di riferimento (Vr), dato dal prodotto della vita nominale per il coefficiente Cu

(Vr=Vn x Cu) è pari a 75 anni.

Probabilità di superamento (PVr)

Le probabilità di superamento dipendono solamente dallo stato limite considerato, ovvero

corrispondono a:

per lo stato limite di esercizio di danno (SLD): 63%;

per lo stato limite ultimo di salvaguardia della vita (SLV): 10%;

Periodo di ritorno (Tr)

Determinato dalla relazione:

Tr = - Vr / ln(1-PVr)

in relazione allo stato limite considerato si ottengono i seguenti periodi di ritorno.


per lo stato limite di esercizio di danno (SLD): 75 anni

per lo stato limite ultimo di salvaguardia della vita (SLV): 712 anni

Peak ground accelaration (PGA)


9

I valori dell’accelerazione (di ancoraggio degli spettri) risultano pertanto pari a:


per lo stato limite di esercizio di danno (SLD): 0,073 g

per lo stato limite ultimo di salvaguardia della vita (SLV): 0,174 g


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3.3.2 AZIONE SISMICA - DEFINIZIONE DEGLI SPETTRI DI PROGETTO

Ricordando che al terreno di fondazione sono state attribuite la categoria di sottosuolo Tipo B e

la categoria topografica T1. (A tal proposito si veda la relazione di sintesi inerente lo studio di

vulnerabilità).

Le espressioni, che definiscono le forme spettrali (vedi eq. 3.2.4 delle norme tecniche sulle

costruzioni-08), sono le seguenti: Espressioni dello spettro di risposta (NTC-08 Eq. 3.2.4)

Lo spettro di progetto Sd(T) per le verifiche agli Stati Limite Ultimi è

ottenuto dalle espressioni dello spettro elastico Se(T) sostituendo η

con 1/q, dove q è il fattore di struttura. (NTC-08 § 3.2.3.5)

e g o

B o B

T 1 TS (T ) a S F 1

T F T

e g oS (T ) a S F

C

e g o

TS (T ) a S F

T

C D

e g o 2

T TS (T ) a S F

T

B0 T T

B CT T T

C DT T T

DT T

Di seguito sono riportati i valori dei parametri indipendenti e dipendenti che definiscono i punti

degli spettri di risposta, nonché la rappresentazione grafica degli spettri di progetto sia per lo

stato limite ultimo, sia per lo stato limite di esercizio.


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STATO LIMITE DI ESERCIZIO – STATO LIMITE DI DANNO (SLD)

Parametri indipendenti

STATO LIMITE SLD

ag 0.060 g

Fo 2.462

TC* 0.252 s

SS 1.200

CC 1.449

ST 1.000

q 1.000

Parametri dipendenti

S 1.200

1.000

TB 0.122 s

TC 0.366 s

TD 1.841 s

S p e ttr i d i r is p o s ta (c o m p o n e n ti o r iz z . e v e r t .) p e r lo s ta to l im ite : S L D

0

0 .0 2

0 .0 4

0 .0 6

0 .0 8

0 .1

0 .1 2

0 .1 4

0 .1 6

0 .1 8

0 .2

0 0 .5 1 1 .5 2 2 .5 3 3 .5 4

C o m p o n e n te o r iz z o n ta le

C o m p o n e n te v e rt ic a le

T [s ]

S d [g ]


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STATO LIMITE ULTIMO – STATO LIMITE DI SALVAGUARDIA DELLA VITA (SLV)

Parametri indipendenti

STATO LIMITE SLV

ag 0.153 g

Fo 2.464

TC* 0.276 s

SS 1.200

CC 1.423

ST 1.000

q 1.000

Parametri dipendenti

S 1.200

1.000

TB 0.131 s

TC 0.393 s

TD 2.210 s

Spettri di risposta (componenti orizz. e vert.) per lo stato limite: SLV

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Componente orizzontale

Componente verticale

T [s]

Sd [g]


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4. LINEE GUIDA DEL PROGETTO DI ADEGUAMENTO

4.1. ANALISI DELLE CRITICITA’ E PROPOSTA DI INTERVENTO

Sulla base delle analisi svolte, sia di carattere qualitativo nonché quantitativo, vengono di seguito

fornite le indicazioni dei possibili interventi finalizzati al miglioramento sismico dell’edificio.

Relativamente alle verifiche locali dei meccanismi di ribaltamento delle pareti, i valori dei

coefficienti che indicano la vulnerabilità sismica sono molto inferiori rispetto a quelli delle

analisi globali.

In primo luogo appare quindi evidente la necessità di programmare un intervento finalizzato alla

riduzione/eliminazione dei rischi sismici associati a meccanismi di collasso locali o di primo

modo. Tali meccanismi, infatti, si attivano molto prima che l’edificio presenti un comportamento

d’assieme.

A tale scopo si ritiene che l’intervento più efficace, anche in relazione ai costi, possa essere la

realizzazione un sistema di incatenamenti (catene / tiranti posti ai vari livelli del fabbricato):

Per quanto concerne la proposta per un intervento di miglioramento sismico a livello globale,

come rilevato dalla relazione di sintesi inerente la vulnerabilità sismica dell’edificio il

comportamento globale della struttura risulta principalmente influenzato dalla forte irregolarità

in pianta che risulta essere la principale causa di vulnerabilità sismica. Si riscontrano infatti

grandi spostamenti in corrispondenza dell’estremità dell’ala ove è sita la scuola elementare

E.Toti tipica di edifici di forma allungata che presentano a un’estremità un vincolo cinematico

che, nel caso specifico, è costituito dal corpo principale della scuola d’Annunzio. Tale “effetto

bandiera” può essere annullato andando a creare una disconnessione tra i due corpi di fabbrica.

Vista la disposizione planimetrica degli spazi, risulta evidente e naturale creare tale

disconnessione in corrispondenza della zona di collegamento tra la scuola d’Annunzio e la

E.Toti, come mostrato in Fig. 4.1-1 con tratteggio rosso.

Al fine di un miglioramento del comportamento globale potrebbe essere valutato un incremento

della campagna diagnostica per poter raggiungere livelli di conoscenza superiori. Sono stati

perciò sviluppati due modelli che considerino un livello di conoscenza LC3 con valori medi

tabellari e un livello di conoscenza LC3 con valori massimi tabellari .

L’analisi evidenzia un sostanziale miglioramento dei valori dei coefficienti di vulnerabilità


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sismica, con il raggiungimento dell’adeguamento della struttura con LC3 – valori massimi

tabellari.

Tale disconnessione si ipotizza, in fase preliminare, avvenire per totale demolizione e

ricostruzione di suddetta zona di collegamento.

Fig. 4.1-1Vista planimetrica – disconnessione corpi di fabbrica


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5. PROGETTO DI ADEGUAMENTO / MIGLIORAMENTO SISMICO

5.1. PROCEDURE DI CALCOLO

Le verifiche sismiche globali dell’edificio sono state condotte mediante analisi statica non

lineare di tipo push-over. La verifica è operata mediante confronto tra la curva di capacità della

struttura per le diverse condizioni di carico previste e la domanda di spostamento calcolata con

riferimento alle norme tecniche sulle costruzioni. In sintesi:

1. La curva di capacità è individuata mediante un diagramma spostamento-taglio massimo alla

base. Le condizioni di carico che devono essere esaminate sono di due tipi:

Distribuzione di forze proporzionale alle masse;

Distribuzione di forze proporzionali al prodotto delle masse per la deformata

corrispondente al primo modo di vibrare.

Sono inoltre state considerate ulteriori condizioni di carico, introducendo una eccentricità

accidentale del centro delle masse pari al 5% della massima dimensione dell'edificio in

direzione perpendicolare al sisma.

L'analisi, eseguita in controllo di spostamento, procede al calcolo della distribuzione di forze

che genera il valore dello spostamento richiesto in un nodo della struttura, detto “nodo di

controllo”. L'analisi viene fatta continuare almeno fino a che non si verifica un decadimento

del taglio alla base pari al 20% del suo valore di picco. Si calcola così il valore dello

spostamento massimo del punto di controllo dell'edificio generato da quella distribuzione di

forze.

Per il tracciamento della curva di capacità si è fa riferimento allo spostamento medio

dell’impalcato di copertura o ad un punto posto nel baricentro dell’ultimo impalcato

2. Si determinano le caratteristiche del sistema bi-lineare equivalente ad un grado di libertà. La

curva di capacità del sistema equivalente è tracciata in base ai criteri di uguaglianze delle

aree.

Essa permette di determinare il periodo con cui ricavare lo spostamento massimo richiesto

dal sisma, utilizzando gli spettri di risposta.

3. A partire dal periodo (T*), precedentemente calcolato, si determina la risposta massima in

spostamento del sistema equivalente (dmax*) attraverso i criteri di uguaglianza in

spostamento o di uguaglianza dell’energia, in relazione ai valori di T* e Tc.

4. Si valuta la risposta effettiva dell’edificio attraverso la conversione della risposta del sistema

equivalente attraverso il parametro (coefficiente di partecipazione).


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5. Si è poi proceduto:

o per gli elementi in muratura al confronto tra lo spostamento ultimo offerto dal

sistema (corrispondente al decadimento del 20% del valori di picco del taglio) e lo

spostamento richiesto dal sisma valutato sulla base dello spettro dettato dalla

normativa, nonché al controllo del parametro q*. (Vedi anche le formulazioni

riportate per il corpo ex-casa del custode).

o per gli elementi in calcestruzzo alla verifica della compatibilità degli spostamenti

per i meccanismi duttili ed alla verifica di resistenza per quelli fragili;

6. Si è proceduto infine al calcolo di:

A. PGASLV accelerazione stimata di salvaguardia della vita;

B. u = PGASLV / PGA10% (indicatore di rischio di collasso);

ove PGA10% rappresenta l’accelerazione al suolo con probabilità di superamento del 10%

nella vita di riferimento della costruzione.


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5.2. MODELLAZIONE STRUTTURALE

L’analisi non lineare di tipo push-over è stata condotta creando un modello tridimensionale in

cui:

Le pareti sono discretizzate in macroelementi, rappresentativi di maschi murari e fasce

di piano deformabili; i nodi rigidi sono individuati nelle porzioni di muratura che

tipicamente sono meno soggette al danneggiamento sismico. I maschi e le fasce sono

contigui alle aperture, mentre i nodi rigidi rappresentano elementi di collegamento tra

maschi e fasce.

La formulazione del macroelemento è tale da riprodurre crisi per taglio nella porzione

centrale e a pressoflessione alle estremità del pannello, in modo da riprodurre

l’evoluzione del danneggiamento sistematicamente rilevata sulle strutture murarie

danneggiate da sisma.

I nodi del modello sono tridimensionali a 5 gradi di libertà (rappresentativi delle tre

componenti di spostamento nel sistema di riferimento globale e delle rotazioni intorno

agli assi X e Y) o bidimensionali a 3 gradi di libertà (corrispondenti alle due traslazioni

e la rotazione nel piano della parete). I nodi tridimensionali vengono usati per

permettere il trasferimento delle azioni tra murature ortogonali. I nodi bidimensionali

permettono il trasferimento degli stati di sollecitazione tra segmenti adiacenti della

parete stessa.

Gli orizzontamenti, modellati con elementi solaio a tre nodi connessi ai nodi

tridimensionali, sono soggetti ai carichi accidentali e permanenti. Le azioni sismiche

caricano il solaio lungo la direzione del piano medio. Per questo, l'elemento finito solaio

viene definito con una rigidezza assiale, ma nessuna rigidezza flessionale, in quanto il

comportamento meccanico principale che si intende sondare è quello sotto carico

orizzontale dovuto al sisma.


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5.3. DESCRIZIONE DEL COMPORTAMENTO STRUTTURALE IN FASE SISMICA

E VERIFICA DELLA SICUREZZA STRUTTURALE – SCUOLA ELEMENTARE

D’ANNUNZIO

A seguito dell’intervento proposto, si è proceduti alla modellazione della sola scuola elementare

d’Annunzio. Per quanto riguarda la discretizzazione della struttura si faccia riferimento al §5.2.

Di seguito si riporta l’immagine del modello tridimensionale.

Fig. 3.3.2-1

Fig. 3.3.2-2


19

Fig. 3.3.2-3 Esploso assonometrico


20

Fig. 3.3.2-4 numerazione pareti

Di seguito è riportata la mesh delle pareti più significative.

Fig. 5.3-1 parete 1 – Istituto D’annunzio, ala ovest

Fig. 5.3-2 parete 22 – Istituto d’Annunzio, fronte strada


21

Fig. 5.3-3 parete 20 – Istituto d’Annunzio (sx) ed E.Toti (dx) ala est

Fig. 5.3-4 parete 4 – Maschio murario di spina - Istituto d’Annunzio


22

5.3.1 VERIFICHE GLOBALI – LC3

Le seguenti analisi sono state eseguite con i parametri di resistenza dei materiali da Norme

Tecniche 08 in classe LC3 (VALORI MEDI TABELLARI)

Fig. 5.3.1-1 Parametri di calcolo – Classe LC3

Vengono di seguito riportate le tabelle riassuntive dei risultati ottenuti per tutte le analisi.

Modello Istituto d’Annunzio

Fig. 5.3.1-2


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Verifica allo stato limite ultimo (SLV)


Si osserva come i valori della soglia di vulnerabilità (u) del fabbricato siano, in direzione X,

tutte superiori all’unità (e quindi soddisfatte). In direzione Y la struttura presenta, per contro, una

maggiore vulnerabilità con molte verifiche non soddisfatte; i valori oscillano infatti tra un valore

minimo pari a 0,751 (analisi 23) ed un valore massimo pari a 1,492 (analisi 3).

I valori minimi dell’accelerazione di base, corrispondenti agli indicatori di collasso, sono pari a:

direzione X (analisi 9 – T=0,216s – m*=2 071 t):

PGASLV

= 0,174g x Min[u,x] = 0,174g x 1,112 = 0,193g

direzione Y (analisi 23 – T=0,271s – m*=2 033 t):

PGASLV

= 0,174g x Min[u,y] = 0,174g x 0,751 = 0,131g

Verifica allo stato limite di esercizio (SLD)


Presa in esame la variabilità del valore del moltiplicatore dei carichi di inagibilità (E) del

fabbricato, in funzione della condizione di carico sismico esaminata, si evidenzia come essa

oscilli tra un valore minimo pari a 1,522 (analisi 23) ed un valore massimo di 2,420 (analisi 3).

I valori minimi dell’accelerazione di base, corrispondenti agli indicatori di inagibilità, sono pari

a:

direzione X (analisi 10):

PGASLD

= 0,073g x Min[E,x] = 0,073g x 1,746 = 0,127g

direzione Y (analisi 23):

PGASLD

= 0,073g x Min[E,y] = 0,073g x 1,522 = 0,111g

Nel seguito viene descritta la risposta del fabbricato attraverso le curve push-over (taglio –

spostamento espressi rispettivamente in daN e cm) e i “contour” delle pareti quale

visualizzazione dei meccanismi di plasticizzazione e/o rottura. Le curve push-over si riferiscono

alle analisi per le quali si raggiungono i valori minimi di resistenza al sisma (stato limite ultimo),

sia in direzione longitudinale che trasversale.


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Modello scuola d’Annunzio – Sisma in direzione x (analisi 9)

Curve di Push-over

(nei seguenti diagrammi gli spostamenti sono espressi in cm e le forze in daN)

Fig. 5.3.1-3 Analisi 9, sisma dir +x, distribuzione carico sismico secondo le masse, eccentricità

positiva

Fig. 5.3.1-4 Vista planimetrica della deformata in corrispondenza di Du (analisi 9)


25

Contour – meccanismi di collasso

Analisi 9 – direzione X

Si riportano le viste 3D del modello in cui sono rappresentati i meccanismi di

danneggiamento/rottura che si manifestano sotto evento sismico relativi alla condizione di carico

individuata dall’analisi 9.

Fig. 5.3.1-5 rappresentazione dei soli elementi per i quali si raggiunge la rottura


26

Fig. 5.3.1-6 rappresentazione di tutti i fenomeni di danneggiamento (plasticizzazioni e rotture)


27

Modello scuola d’Annunzio – Sisma in direzione y (analisi 23)

Curve di Push-over


Fig. 5.3.1-7 Analisi 23, sisma dir -y, distribuzione carico sismico secondo I modo, eccentricità

positiva



28








29



30

5.3.2 VERIFICHE GLOBALI – LC3 (valori massimi tabellari)

Le seguenti analisi sono state eseguite con i massimi parametri di resistenza dei materiali da

Norme Tecniche 08 in classe LC3 (VALORI MASSIMI TABELLARI).

Fig. 5.3.2-1 Parametri di calcolo – Classe LC3 valori massimi



Fig. 5.3.2-2


31


32



Si osserva come i valori della soglia di vulnerabilità (u) del fabbricato siano, in entrambe le

direzioni, tutte superiori all’unità (e quindi soddisfatte). I valori oscillano infatti tra un valore

minimo pari a 1,048 (analisi 17) ed un valore massimo pari a 1,907 (analisi 14).


direzione X (analisi 9 – T=0,201s – m*=2 068 t):

PGASLV

= 0,174g x Min[u,x] = 0,174g x 1,206 = 0,210g

direzione Y (analisi 17 – T=0,219s – m*=2 029 t):

PGASLV

= 0,174g x Min[u,y] = 0,174g x 1,048 = 0,182g







a:


PGASLD

= 0,073g x Min[E,x] = 0,073g x 2,065 = 0,151g


PGASLD

= 0,073g x Min[E,y] = 0,073g x 1,681 = 0,123g








33

Curve di Push-over


Fig. 5.3.2-3 Analisi 9, sisma dir +x, distribuzione carico sismico secondo le masse, eccentricità

positiva



34








35



36


Curve di Push-over


Fig. 5.3.2-7 Analisi 23, sisma dir -y, distribuzione carico sismico secondo I modo, eccentricità

positiva



37


Analisi 23 – direzione y






38



39

5.4. DESCRIZIONE DEL COMPORTAMENTO STRUTTURALE IN FASE SISMICA

E VERIFICA DELLA SICUREZZA STRUTTURALE – SCUOLA ELEMENTARE

D’ANNUNZIO

A seguito dell’intervento proposto, si è proceduti alla modellazione della sola scuola elementare

E.Toti. Per quanto riguarda la discretizzazione della struttura si faccia riferimento al §5.2. Di

seguito si riporta l’immagine del modello tridimensionale.

Fig. 5.3.2-1

Fig. 5.3.2-2


40

Fig. 5.3.2-3 Esploso assonometrico


41

Di seguito si riporta la mesh delle pareti più significative.

Fig. 5.3.2-5 Istituto E.Toti, lato est

Fig. 5.3.2-4 numerazione pareti


42

Fig. 5.3.2-6 parete 9 – Istituto E.Toti, parete di spina

Fig. 5.3.2-7 parete 1 – Istituto E.Toti, parete di testata nord


43

5.4.1 VERIFICHE GLOBALI – LC3

Le seguenti analisi sono state eseguite con i parametri di resistenza dei materiali da Norme

Tecniche 08 in classe LC3 (VALORI MEDI TABELLARI).

Fig. 5.4.1-1 Parametri di calcolo – Classe LC3


Modello E.Toti

Fig. 5.4.1-2


44


45


Modello E.Toti

Presa in esame la variabilità del valore di soglia di vulnerabilità (u) del fabbricato, in funzione

della condizione di carico sismico esaminata, si evidenzia come essa oscilli tra un valore minimo

pari a 0,794 (analisi 14) ed un valore massimo pari a 1.300 (analisi 11).


direzione X (analisi 14 – T=0,277s – m*=907 t):

PGASLV

= 0,174g x Min[u,x] = 0,174g x 0,794 = 0,138g

direzione Y (analisi 8 – T=0,267s – m*=990 t):

PGASLV

= 0,174g x Min[u,y] = 0,174g x 0,972 = 0,131g







a:


PGASLD

= 0,073g x Min[E,x] = 0,073g x 1,326 = 0,097g


PGASLD

= 0,073g x Min[E,y] = 0,073g x 1,962 = 0,143g








46

Curve di Push-over


Fig. 5.4.1-3 Analisi 14, sisma dir -x, distribuzione carico sismico secondo le masse, eccentricità

negativa



47








48

Fig. 5.4.1-6Fig. Errore. Nel documento non esiste testo dello stile specificato.-1

rappresentazione di tutti i fenomeni di danneggiamento (plasticizzazioni e rotture)


49


Curve di Push-over


Fig. 5.4.1-7 Analisi 8, sisma dir -y, distribuzione carico sismico secondo I modo



50








51



52

5.4.2 VERIFICHE GLOBALI – LC3 (valori massimi tabellari)

Le seguenti analisi sono state eseguite con i massimi parametri di resistenza dei materiali da

Norme Tecniche 08 in classe LC3 (VALORI MASSIMI TABELLARI).

Fig. 5.4.2-1 Parametri di calcolo – Classe LC3 valori massimi


Modello E.Toti

Fig. 5.4.2-2


53


Modello E.Toti

Presa in esame la variabilità del valore di soglia di vulnerabilità (u) del fabbricato, in funzione

della condizione di carico sismico esaminata, si evidenzia come essa oscilli tra un valore minimo

pari a 0,868 (analisi 14) ed un valore massimo pari a 1,353 (analisi 11).


direzione X (analisi 14 – T=0,260s – m*=907 t):

PGASLV

= 0,174g x Min[u,x] = 0,174g x 0,868 = 0,151g

direzione Y (analisi 7 – T=0,233s – m*=989 t):

PGASLV

= 0,174g x Min[u,y] = 0,174g x 1,020 = 0,178g







a:


PGASLD

= 0,073g x Min[E,x] = 0,073g x 1,306 = 0,095g


PGASLD

= 0,073g x Min[E,y] = 0,073g x 2,020 = 0,148g








54

Curve di Push-over


Fig. 5.4.2-3 Analisi 14, sisma dir -x, distribuzione carico sismico secondo le masse, eccentricità

negativa



55








56



57


Curve di Push-over


Fig. 5.4.2-7 Analisi 7, sisma dir -y, distribuzione carico sismico secondo le masse



58


Analisi 7 – direzione y






59



60

6. IL PROGETTO DIAGNOSTICO (INDICAZIONI PRELIMINARI)

Costituisce parte integrante del progetto preliminare la definizione (quantitativa) del progetto

diagnostico che si dovrà redigere preliminarmente alla stesura del progetto definitivo/esecutivo

inerente l’adeguamento sismico e che consenta di raggiungere un livello di conoscenza LC3.

Senza entrare nel merito degli strumenti metodologici che potranno essere adottati per la stesura

e scelta specifica delle indagini, ovvero:

la “Direttiva del Presidente del Consiglio dei Ministri per la valutazione e la riduzione

del rischio sismico del patrimoni culturale con riferimento alle norme tecniche per le

costruzioni”;

le Istruzioni per l’applicazione delle “Norme tecniche per le costruzioni” del DM 14

gennaio 2008 pubblicate in data 26 febbraio 2009.

è possibile fornire un quadro indicativo delle indagini da svolgere, come qui di seguito proposte.

INDAGINI DIAGNOSTICHE

1. per la verifica dei dettagli costruttivi, dell’ammorsamento tra pareti ortogonali e tra pareti

ed orizzontamenti e delle strutture di fondazione:

carotaggi (per la valutazione delle connessioni interne alla muratura) N. 4

saggi stratigrafico inclusa campionatura (rilievo morfologico-costruttivo) N. 9

2. per la valutazione dell’omogeneità e la caratterizzazione delle proprietà meccaniche dei

materiali:

prova di schiacciamento dei mattoni in laboratorio N. 9

prova di martinetto doppio N. 2

prove penetro metriche malte N. 9


61

costo/cad q.ta Costo

Carotaggi murature € 300.00 2 € 600.00

Saggio stratigrafico inclusa

campionatura (incluso

ripristino) € 400.00 6 € 2 400.00

Prova penetrometriche malte € 150.00 6 € 900.00

Prova martinetto piatto doppio € 900.00 1 € 900.00

Prova schiacciamento mattoni

in laboratorio € 100.00 6 € 600.00

SOMMA € 5 400.00

costo/cad q.ta Costo

Carotaggi murature € 300.00 2 € 600.00

Saggio stratigrafico inclusa

campionatura (incluso

ripristino) € 400.00 3 € 1 200.00

Prova penetrometriche malte € 150.00 3 € 450.00

Prova martinetto piatto doppio € 900.00 1 € 900.00

Prova schiacciamento mattoni

in laboratorio € 100.00 3 € 300.00

SOMMA € 3 450.00

Indicazioni costo campagna diagnostica D'Annunzio

Indicazioni costo campagna diagnostica E. Toti


62

7. PREVISIONI DEGLI INTERVENTI DI CONSOLIDAMENTO E STIME

PRELIMINARI DEI COSTI

Miglioramento sismico nei confronti dei meccanismi locali

Riduzione dei rischi connessi con i cinematismi di ribaltamento delle facciate.

In tal senso si propone di operare attraverso un sistema di incatenamenti (attualmente assenti) a

livello del secondo e terzo orizzontamento.

Una possibile soluzione consiste nel posizionamento di tiranti intradossali posti trasversalmente

allo sviluppo dell’edificio.

A A A

A

B

B

B B

B

B

B

B B

B

B

B B

C

C C

C

C C

DD

A

Fig. 5.4-1 Vista planimetrica del sistema di catene

Sono rappresentati a tratto rosso tratteggiato i tiranti intradossali posti a intervalli di 5m;


63

COMPUTO METRICO ESTIMATIVO LAVORI DI ADEGUAMENTO

DESCRIZIONE q.ta c. unitario c. totale

Rimozioni e ripristini

a corpo 1.00 € 2 500.00 € 2 500.00

Totale demolizione del collegamento tra G. d'Annunzio ed E.Toti

a mc 600.00 € 50.00 € 30 000.00

Ricostruzione del collegamento tra G. d'Annunzio ed E.Toti

a mc 600.00 € 150.00 € 90 000.00

Tiranti 52.00 € 1 250.00 € 65 000.00

imprevisti valutati pari al 5% dell'importo stimato sui lavori 1.00 € 9 375.00 € 9 375.00

arrotondamenti € 3 125.00

SOMMANO € 200 000.00

ALLEGATO 1

CONTOUR MECCANISMI DI

DANNEGGIAMENTO

VERIFICA SISMICA DEL PLESSO SCOLASTICO

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