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Strutture Esistenti

 

MIGLIORAMENTO SISMICO SCUOLA IN C.A.

Category: Strutture

Progetto

Strutture Esistenti

Committente

Comune di Modugno

Architettura

Ing. Mariangela Lucariello

Date

January 18, 2018

Descrizione

Analisi svolte: dinamiche modali, geotecniche.
Materiali: Calcestruzzo armato, acciaio
Norme tecniche: DM 14.01.2008 – CIRC. 617/09 – CNR DT200 R1/2003 – EC6 – EC2 – EC8

Si presenta sinteticamente il progetto di miglioramento sismico di un edificio scolastico sito nel Comune di Modugno (BA), eseguito nell’ambito di un più vasto progetto di riqualificazione, riguardante anche gli aspetti energetici ed impiantistici, oltre che la sistemazione degli spazi esterni per le attività sportive e ricreative.

LA STRUTTURA ESISTENTE

L’edificio è a struttura portante con telai in calcestruzzo armato, edificato negli anni 90. La struttura è stata analizzata nello stato di fatto e nello stato di progetto, onde quantificare numericamente il miglioramento ottenuto, mediante il confronto delle accelerazione di picco al suolo (PGA) ovvero del tempo di ritorno dell’azione sismica, che la portano allo stato limite ultimo (Stato limite di salvaguardi della vita) ed allo stato limite di esercizio ( stato limite di operatività).

La irreperibilità dei progetti originari (disponibili solo alcuni elaborati grafici ed una relazione di calcolo peraltro difformi dal costruito) ha reso la fase conoscitiva dei dettagli costruttivi della struttura esistente, tanto laboriosa quanto interessante, essendo stata basata su progetto simulato condotto coi metodi dell’epoca di costruzione (metodo alle tensioni ammissibili), e calibrando il progetto mediante indagini in sito specificamente programmate (condotte durante il periodo delle vacanze scolastiche estive). Per la caratterizzazione meccanica dei materiali strutturali, sono stati rielaborati gli esiti delle indagini distruttive (prelievo di carote) e non distruttive (sonreb). Sono stati inoltre pesati in laboratorio campioni di massetti prelevati nel corso dei saggi sulle armature superiori delle travi, e misurato la profondità di carbonatazione del calcestruzzo corticale. È stato raggiunto livello di conoscenza (assunto FC=1.2) ritenuto adeguato agli scopi.

Le analisi sono state eseguite mediante modellazione tridimensionale agli elementi finiti.

Partendo dall’analisi della struttura nello stato di fatto, si è indagato sulla regolarità in pianta ed in altezza, mediante la ricerca piano per piano dei centri di rigidezza e delle masse sismiche. Per la particolare conformazione in pianta del solaio di calpestio del piano primo, non è stato possibile modellarlo come piano infinitamente rigido.

La struttura non presenta pareti in elevazione, pertanto è stata classificata “a nodi spostabili”, circostanza che ha penalizzato le verifiche di stabilità delle colonne presso-inflesse.

IL PROGETTO DI MIGLIORAMENTO SISMICO

Le analisi condotte hanno evidenziato innanzitutto la presenza di alcune travi in sofferenza statica (seppur soggette ai soli carichi gravitazionali), che sono state oggetto di progetto di rinforzo mediante placcatura con materiali compositi in fibra di carbonio (FRP).

Altrettanta attenzione si è posta nelle verifiche locali degli elementi secondari. In particolare quelle al ribaltamento fuori piano delle murature è stata eseguite mediante il metodo riportato in Eurocodice 6. Per alcune tramezzature, è stata prevista la demolizione e ricostruzione delle stesse.

Inoltre parte del budget di spesa, è stato riservato al risanamento corticale del calcestruzzo ammalorato ed alla eliminazione delle cause del fenomeno di ammaloramento.

Il progetto di miglioramento sismico, è stato basato sull’introduzione di pareti duttili in c.a. in posizioni tali da migliorare la regolarità in pianta della struttura. Oltre ad offrire il loro contributo all’equilibrio delle azioni simiche, le pareti in c.a. hanno migliorato le verifiche di stabilità delle colonne nel contesto di telai divenuti a nodi fissi. Si è integrato il deficit di resistenza dei telai sismo-resistenti, mediante rinforzi localizzati, utilizzando materiali compositi in fibra di carbonio (FRP), fino ad esaurimento della disponibilità economica riservata per il miglioramento sismico.

Particolare attenzione si è posta nella verifica e progetto delle connessioni strutturali delle pareti alla struttura esistente (previste mediante l’utilizzo barre in acciaio ancorate chimicamente e/o tramite piastre metalliche), ed all’ancoraggio dei tessuti fibrorinforzati nelle sezioni di estremità di travi e pilastri per scongiurare la rottura per distacco dal supporto.