del marzo 2003 e s.m.i.

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1 SCHEDA NUM. 26 IDENTIFICAZIONE DELL EDIFICIO Titolo Progetto: SANTUARIO DELLA MADONNA DELLE LACRIME A SIRACUSA Tipologia di intervento Edificio esistente Nuova Costruzione Città: Siracusa Provincia: Siracusa Indirizzo: Viale Luigi Cadorna Localizzazione Interno al centro abitato Esterno al centro abitato Coordinate Geografiche N, Proprietario: Pubblico Privato CURIA ARCIVESCOVILE DI SIRACUSA Destinazione d uso Edificio per il culto Progettista/i: Progettista sostituzione Isolatori Prof. Ing. Riccardo Morandi, Prof. Ing. P. E. Pinto, Arch. M. Andrault, Arch. P. Parat Ing. G. Serino, Ing. M. G. Castellano Direttore dei lavori: Impresa costruttrice: Stato dei lavori: Lavori ultimati Costo dell intervento complessivo: Costo strutturale Costo del sistema di protezione sismica Normativa sismica: Costruita secondo il D.M. del adeguata all OPCM 3274 del marzo 2003 e s.m.i. DATI DIMENSIONALI ETA COSTRUZIONE/RISTRUTTURAZIONE Numero di piani totali compresi 1 interrati: Altezza media di piano: Superficie media di piano: 102 metri 4000 mq Anno di progettazione Costruzione 1994; intervento di sostituzione dei 22 isolatori 2006 Anno di ultimazione della costruzione Eventi sismici significativi Terremoto , Santa Lucia Fattore di importanza γ I Scheda 26 pag.1

2 DATI SULL AZIONE SISMICA Zona sismica Accelerazione orizzontale massima di ancoraggio a g su suolo di categoria A. Coefficiente di amplificazione topografica S T 0,25 Origine: accelerazione convenzionale zona sismica II categor, secondo l OPCM 3274 e s.m.i. 1,0 1,2 1, 4 Categoria di suolo di fondazione A B C D E S1 S2 Indagine eseguita per l attribuzione della categoria del suolo di fondazione DATI SULLA TIPOLOGIA STRUTTURALE Materiale strutturale principale Cemento Armato Precompresso Tipologia strutturale del sistema resistente Setti in Cemento Armato Diaframmi orizzontali Diaframmi rigidi Diaframmi flessibili Copertura Copertura spingente Copertura non spingente Fondazioni Platee nervate in cementoaarmato Fondazioni a quote diverse SI NO Edificio regolare in pianta SI NO Edificio regolare in altezza SI NO Regolarità dell edificio SI NO Classe di duttilità dell edificio CD A CD B Fattore di struttura q = Coefficiente di smorzamento ξ = 5% Livello di conoscenza LC1 LC2 LC3 Caratteristiche meccaniche dei materiali Resistenza a compressione Resistenza a trazione Resistenza a taglio Modulo elastico normale E Modulo elastico tangenziale G Pietra Calcarea _ _ _ _ _ _ Scheda 26 pag.2

3 DATI SULLA TECNICA DI PROTEZIONE SISMICA UTILIZZATA Sistema/i di protezione sismica Isolatori acciaio teflon liberi per spost. radiali ed accoppiati a dispositivi dissipativi a falce di luna in direzione tangenziale. Ditta produttrice dei dispositivi: FIP Industriale Modello/i dei dispositivi installati: Num dispositivi installati: Distribuzione in pianta dei dispositivi antisismici: Distribuzione in elevazione dei dispositivi antisismici: Dispositivi dissipativi a falce di Luna 16*22=352 In posizione perimetrale Sotto le costolature della della cupola tronco-conica e sopra i pilastri di spiccato Isolatori Acciaio Teflon 22 In posizione perimetrale Sotto le costolature della della cupola tronco-conica e sopra i pilastri di spiccato Numero totale dispositivi installati ANALISI DELLA STRUTTURA E RISULTATI OTTENUTI Metodo d analisi della struttura Altro: Con accelerometri sintetici spettrocompatibili Statica lineare dinamica modale statica non lineare dinamica non lineare Periodi della struttura priva di dispositivi antisismici: longitudinale trasversale torsionale Periodi della struttura con i dispositivi antisismici: longitudinale trasversale torsionale Spostamento massimo di interpiano: Peso totale della struttura tonnellate Livelli di per i diversi Stati Limite CO DS DL Valori di di riferimento 2% 10% 50% Indicatori di Rischio α = u CO 2% α ' = u DS 10% α = e DL 50% Scheda 26 pag.3

4 ASPETTI PECULIARI DELL INTERVENTO DI PROTEZIONE SISMICA: Isolamento sismico e monitoraggio del Santuario della Madonna delle Lacrime in Siracusa. (Glisnews n ) Giorgio Serino (serino@unina.it), M. Gabriella Castellano (maria.gabriella.castellano@fipgroup.it) Il Santuario della Madonna delle Lacrime (Figura 1), sito nella città di Siracusa al centro di un parco non lontano dal luogo in cui dal 29 agosto al 1 settembre 1953 un quadretto raffigurante la Madonna pianse lacrime umane, rappresenta una delle più importanti realizzazioni in c.a./c.a.p. di fine secolo [1,2]. Progettato dall illustre prof. Riccardo Morandi, scomparso nel 1989 qualche settimana dopo la sua ultima visita al cantiere dell opera in corso di costruzione, negli anni fu costruita la parte interrata costituita dalle fondazioni e dalla cripta, mentre alla fine degli anni 80 si diede inizio alla realizzazione del Tempio Superiore, avente una capienza di circa persone, inaugurato poi nel 1994 da Giovanni Paolo II. La Chiesa è interamente in calcestruzzo a vista ed è costituita da una imponente copertura a cupola di forma tronco-conica a pianta circolare, formata da un grande anello di base in cemento armato precompresso poggiante su 22 pilastri in c.a., da cui partono sottili membrature a doppia inclinazione; dallo stesso anello di base, si dipartono radialmente elementi scatolari a sbalzo che alloggiano le cappelle e che servono a controbilanciare il peso delle membrature principali. Il diametro di base della cupola è di 71,40 m agli assi degli appoggi, per una superficie libera in pianta di circa 4000 m2, mentre lo sviluppo in altezza è di 74,30 m dal piano di calpestio. 2,60 (74,30) UPPER TEMPLE SUB-VERTICAL RIBS 12,40 1,00 7,40 4,00 8,40 8,40 8,40 8,40 8,40 7,50 (66,80) (58,40) (50,00) (41,60) (33,20) (24,80) (20,80) (16,40) (4,00) (3,00) (0,00) TRUNCATED CONICAL DOME CRYPT (-9,80) FOUNDATIONS (-13,80) 6,50 9,00 9,70 4,00 19,00 42,20 96,40 Figura 1. Veduta aerea e prospetto del Santuario della Madonna delle Lacrime a Siracusa Il Santuario fu progettato in accordo con la normativa vigente all atto della costruzione (D.M. del zona sismica di II categoria), e la nuova normativa sismica con le successive modifiche e integrazioni (OPCM n del , OPCM n del ), pur non mutando la classificazione della zona sismica di Siracusa, ha cambiato in modo sostanziale l intensità delle azioni sismiche di progetto associate alla stessa zona. La necessità di procedere alla sostituzione dei 22 appoggi originari della cupola insieme all incremento dell intensità del terremoto atteso, ha suggerito un intervento di isolamento sismico della copertura, iniziato nel mese di febbraio Questo è stato realizzato introducendo, tra l anello di base della cupola e i pilastri che la sorreggono, dei nuovi appoggi antisismici isolatori sismici a scorrimento con elementi dissipativi in acciaio opportunamente progettati (Figura 2) [3], in sostituzione dei dispositivi di appoggio preesistenti. La fornitura degli isolatori e la loro ardita posa in opera è stata effettuata dalla FIP Industriale S.p.A. Selvazzano Dentro (PD), che ha una trentennale esperienza acquisita nel settore. La progettazione definitiva dell intervento, finanziato dalla Regione Sicilia, è stata commissionata dall Ente Chiesa Santuario Scheda 26 pag.4

5 Madonna delle Lacrime, e per esso dal Comune di Siracusa, ai proff. Paolo Emilio Pinto e Renato Giannini insieme all ing. Maurizio Valenzi (che ha svolto anche il compito di Direttore dei Lavori), il collaudo in corso d opera al prof. Giorgio Serino. I nuovi dispositivi antisismici, oltre a svolgere tutte le funzioni richieste nei confronti dei carichi verticali, consentono liberamente gli spostamenti in direzione radiale causati dalle variazioni termiche, mentre nella direzione tangenziale sono caratterizzati da un comportamento elastico con rigidezza fissata fino ad una soglia di resistenza oltre la quale si verifica lo scorrimento plastico a forza praticamente costante. Pertanto, in caso di evento sismico, quando viene superata la soglia di intensità corrispondente ad un comportamento della struttura non più elastico, la plasticizzazione è concentrata nei dispositivi antisismici, la cui capacità dissipativa è affidata all isteresi di particolari elementi in acciaio a falce di luna di cui sono equipaggiati. Ciò impedisce il danneggiamento dei pilastri, che rappresentano gli elementi più vulnerabili della costruzione, grazie alla limitazione delle forze ad essi trasmesse. L intervento realizzato sul Santuario rappresenta la prima applicazione ad un edificio di isolatori sismici di questo tipo, già installati in numerosi ponti e viadotti sia in Italia che all estero. Terminato il 24 marzo 2006, esso ha richiesto il sollevamento dell intera copertura (del peso di circa tonnellate) mediante 114 martinetti azionati contemporaneamente, la sostituzione degli appoggi preesistenti con i nuovi isolatori sismici, e l abbassamento dell intera cupola mediante lo scarico contemporaneo di tutti i martinetti (Figura 3). La scelta di prevedere un sollevamento ed un abbassamento rigido dell intera copertura agendo contemporaneamente su tutti i martinetti è stata effettuata al fine di evitare pericolosi spostamenti differenziali in corrispondenza degli appoggi che avrebbero potuto provocare pericolose sollecitazioni nella trave anulare in c.a.p. e nelle sovrastanti nervature. A titolo di esempio, in Figura 4 sono riportati i diagrammi pressione nei martinetti - spostamento verticale, in corrispondenza di 6 dei 22 pilastri che sorreggono la cupola, registrati durante le fasi di abbassamento della cupola e scarico dei martinetti. Scheda 26 pag.5

6 Figura 3. (a) Centraline di controllo del sistema idraulico di azionamento dei martinetti; (b) martinetti e isolatore sismico alla fine della fase di scarico dei martinetti Oltre all intervento di isolamento sismico, il Comune di Siracusa ha deciso di procedere anche all aggiornamento dell impianto di monitoraggio, che era stato installato e collaudato subito dopo la realizzazione del Tempio Superiore, ma mai entrato in funzione. Il sistema di monitoraggio, predisposto nel dicembre 1995, prevedeva il monitoraggio continuo: (a) delle accelerazioni in 14 punti distribuiti opportunamente tra il piano della cripta, in testa ai setti in c.a. di sostegno della cupola ed all intradosso della trave ad anello in corrispondenza degli appoggi, a livello dell ulteriore trave ad anello immediatamente sovrastante, ed in sommità della struttura; (b) degli spostamenti radiali e delle rotazioni nel piano radiale di 12 dei 22 apparecchi d appoggio; (c) delle deformazioni di 4 dei 22 sottostanti setti; (d) della temperatura e dell umidità relativa interna nella basilica superiore in corrispondenza di 4 dei 22 setti disposti secondo i 4 punti cardinali; (e) della velocità e direzione del vento, nonché della temperatura e dell umidità relativa esterna in sommità alla struttura; (f) degli spostamenti verticali della trave ad anello superiore. Tenuto conto che i nuovi dispositivi antisismici consentono gli spostamenti prima impediti nella direzione tangente all anello di base, seppur controllati dalla dissipazione dei fusibili sismici a falce di luna, con l aggiornamento del sistema di monitoraggio si intende misurare anche tali spostamenti. Le accelerazioni (a) verranno acquisiti acquisite da una stazione dati dinamici, le grandezze (b) e (c) insieme ai nuovi spostamenti tangenziali da una stazione dati statici, i parametri ambientali (d) ed (e) da una stazione dati meteorologici, mentre gli spostamenti (f) verranno misurati periodicamente utilizzando una stazione topografica mobile. Si prevede anche l installazione di un server collegato ad Internet per la memorizzazione centralizzata dei dati provenienti dai tre sistemi di acquisizione, l interrogazione dello stesso e lo scaricamento dei dati a distanza previa autenticazione. BIBLIOGRAFIA [1] F. Randazzo, Santuario della Madonna delle Lacrime a Siracusa, L Industria Italiana del Cemento, anno LXXI, n 5, maggio 2001, pp [2] Associazione Italiana Tecnico Economica del Cemento, Il Santuario della Madonna delle Lacrime, Fascicolo speciale sulle realizzazioni italiane in calcestruzzo strutturale per il 2 Congresso fib Napoli 5-8 giugno 2006, anno LXXVI, n 5, maggio 2006, pp [3] HITEC, Technical Evaluation Report Evaluation findings for FIP-Energy Absorption Systems, L.C.C. Slider Bearings, CERF Report: HITEC # 40367, September 1998, Product 9 Scheda 26 pag.6