Analisi FEM Progettazione Sicurezza CSP CSE Vulnerabilità sismica
Verifica della sicurezza statica e progetto di adeguamento sismico della scuola media di Fontanella (BG)
L’amministrazione comunale di Fontanella (BG) ha affidato allo studio C-SPIN l’incarico di verifica della sicurezza statica delle strutture della scuola media “Michelangelo Merisi” e la successiva elaborazione di un progetto per l’adeguamento sismico dell’edificio.
L’iniziale raccolta di informazioni e documentazione relativa all’edificio scolastico ha permesso di datare l’inizio della storia edilizia del complesso scolastico al 1973, anno di edificazione del primo edificio. Nel 1981 si registra la realizzazione dell’ampliamento per sopperire alle incrementate necessità di spazio richieste della scuola.
I due corpi di fabbrica presentano tipologie strutturali differenti e sono separati da giunti di dilatazione. Le strutture più datate sono di tipo misto a telaio e setti in calcestruzzo armato, mentre l’ala più recente presenta un più classico telaio travi – pilastri in calcestruzzo armato. Entrambi i copri di fabbrica si sviluppano su più piani, nessuno interrato e non presentano interpiani o piani sfalsati. In entrambi i corpi di fabbrica i sottotetti non risultano essere praticabili a causa dell’altezza di imposta delle falde di copertura rispetto all’ultimo impalcato e a causa della presenza dei muricci reggi tavelloni di copertura della struttura più recente. In entrambi i corpi di fabbrica si ritrovano fondazioni continue e puntuali in ca da cui spiccano i getti verticali. Gli orizzontamenti sono in laterocemento in alcuni casi gettati in opera in altri con l’uso di travetti precompressi di tipo Celersap. Tutto il complesso dispone di vespaio aerato al disotto del piano terreno. Successivamente alla realizzazione dell’ampliamento, il complesso è stato dotato di ascensore con nucleo in calcestruzzo armato addossato al corpo di fabbrica più datato.
Lo studio dell’edificio è proseguito con una precisa modellazione agli elementi finiti. Nelle verifiche condotte, in aderenza alle NTC 2008, si è utilizzata la metodologia di verifica agli Stati Limite Ultimi. Si sono pertanto impiegati i legami costitutivi classici della Tecnica delle Costruzioni per la caratterizzazione del comportamento del conglomerato cementizio e dell’acciaio, ed in particolare per il primo l’uso di un legame parabola rettangolo sino ad una deformazione ultima del 3,5 per mille mentre per il secondo un legame elastico perfettamente plastico fino alla deformazione ultima del 10 per mille.
La struttura in esame è stata quindi sottoposta ad un analisi sia statica che dinamica lineare effettuata con i carichi di progetto e finalizzata alla verifica delle sezioni dei vari elementi strutturali maggiormente sollecitate. In entrambe le analisi non è stata presa in considerazione la presenza delle tamponature e dei tramezzi ai fini della rigidezza ma solo la loro massa.
L’analisi lineare è stata condotta calcolando dapprima le sollecitazioni agenti sulle aste travi e pilastri in condizioni di progetto agli stati limite ultimi di salvaguardia della vita e successivamente verificando il fattore di sicurezza, ottenuto dal rapporto tra Azione Resistente e quella Sollecitante, calcolato separatamente per le sollecitazioni di compressione semplice, presso-flessione e taglio per i pilastri e di flessione e taglio per le travi.
E’ opportuno osservare che le analisi sono state condotte trascurando i fenomeni di fessurazione e considerando, per il calcolo delle sollecitazioni, le inerzie delle sezioni interamente reagenti.
Compatibilmente con le caratteristiche di ripetitività degli schemi strutturali e degli elementi costruttivi, in relazione anche a quanto descritto nella normativa vigente circa l’impiego di indagini non distruttive, è stata messa a punto una campagna di rilevamenti che potessero consentire una valutazione più approfondita delle condizioni di efficienza statica in cui si trovava l’edificio; la campagna di indagini ha previsto, dopo un accurato rilievo metrico e materico e sondaggi visivi, numerose prove puntuali di tipo sclerometrico, pacometrico, effettuazione di carotaggi, endoscopie, analisi di carbonatazione ed estrazioni di barre d’armatura per poter disporre della necessaria conoscenza dello stato di conservazione e di funzionamento delle strutture.
Solo successivamente all’analisi dei risultati ottenuti si è giunti alla redazione di un progetto di adeguamento sismico compatibile con le caratteristiche e la natura dei corpi di fabbrica e la particolare funzione insediata.