PROGETTO DEFINITIVO SISTEMAZIONE EDIFICIO E AREE ESTERNE EX SCUOLA ELEMENTARE FRAZIONE GHIAIE

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1 Comune di Bonate Sopra Provincia di Bergamo PROGETTO DEFINITIVO SISTEMAZIONE EDIFICIO E AREE ESTERNE EX SCUOLA ELEMENTARE FRAZIONE GHIAIE RELAZIONE ILLUSTRATIVA E TECNICA DEL PROGETTO STRUTTURALE 1

2 Introduzione Con Determinazione n. 301 del dell Area Tecnica 1 Manutenzione, Patrimonio. LL.PP., il Comune di Bonate Sopra ha affidato l incarico per la progettazione architettonica e impiantistica dei lavori di sistemazione dell edificio e delle aree esterne della ex scuola elementare della frazione Ghiaie ai seguenti professionisti: - arch. Marco Locatelli (capogruppo) e arch. Luigi Maffeis dello studio M+L Architettura per la progettazione architettonica e coordinamento; - p.i. Claudio Boschini per la progettazione degli impianti elettrici; - p.i. Massimo Capitanio per la progettazione degli impianti meccanici. Con separato atto, il Comune di Bonate Sopra ha inoltre affidato al sottoscritto Ing. Ivan Locatelli l incarico relativo alla progettazione strutturale e del coordinamento della sicurezza. L edificio ha una pianta pressoché rettangolare; L ingresso carrale avviene a est da via Giacomo Puccini, mentre quello pedonale avviene dal lato sud da via Principe Umberto. Da quest ultimo, attraverso una sorta di corridoio, si accede all atrio centrale dal quale si possono raggiungere i numerosi locali del piano terra e la scala e vano ascensore che collegano con il piano superiore. Quest ultimo è più stretto ed anche a questo livello tutti i locali si sviluppano attorno all atrio centrale. La struttura portante esistente è costituita dai muri di spessore variabile e travi in cemento armato. La prima attività svolta è stata l esecuzione di sondaggi, al fine di ricostruire la geometria, la consistenza del calcestruzzo, diametro e numero delle armature degli elementi strutturali quali solai, muri perimetrali e fondazioni. Sulla base dei dati ottenuti dai rilevamenti, si è proceduto con la verifica delle sollecitazioni di alcune parti strutturali. 2

3 Descrizione del complesso L intera area oggetto d intervento è individuata secondo PGT vigente come Attrezzature e Servizi di Uso Pubblico. L ampiezza del lotto è approssimativamente di 1850 mq ed è limitato a est dalla via Principe Umberto, a nord dalla via Giacomo Puccini e a sud e ovest da zone residenziali. L edificio copre una superficie di circa 450 mq per un Volume di mc (escluso il sottotetto) ed una superficie lorda di pavimento di 750mq. E costituito da n.2 piani fuoriterra, attualmente non in uso (ex uso scolastico). Figura 1: Vista frontale da via Principe Umberto 3

4 Attualmente il piano terra ha una pianta pressochè rettangolare di dimensione 20x23metri. Figura 2: Pianta piano terra 4

5 Nella zona atrio si trova il corpo scale e il vano ascensore che consentono l accesso al piano primo, più piccolo, di dimensioni 15x23 metri. Figura 3: Pianta piano primo 5

6 Indagini Per determinare la situazione statica del complesso, sono stati realizzati dei sondaggi sulle fondazioni, nei muri perimetrali, su travi e solai, al fine di determinare la geometria e la tipologia di ciascuna struttura. In particolare per i solai sono stati effettuati dei fori negli orizzontamenti con la messa a nudo delle armature, al fine di determinare spessore, consistenza del calcestruzzo, diametro e numero delle armature all intradosso. Figura 4 : Campione 1 CAMPIONE 1: Si tratta di un solaio a travetto prefabbricato a doppia T: con anima di 4cm e larghezza dell ala di 10cm, per un altezza totale di 20cm; l interasse dei travetti è di 1 metro; dalla prova sclerometrica si è ricavata una resistenza del calcestruzzo pari a kg/cmq. L armatura del travetto è pari a 2ø8 e 1ø10. 6

7 Figura 5 : Campione 2 CAMPIONE 2: Si tratta di un solaio a travetto prefabbricato a doppia T: con anima di 4cm e larghezza dell ala di 10cm, per un altezza totale di 20cm; l interasse dei travetti è di 1 metro; dalla prova sclerometrica si è ricavata una resistenza del calcestruzzo pari a kg/cmq. L armatura del travetto è pari a 3ø12 e 1ø10. Figura 6: Campione 3 7

8 CAMPIONE 3: Rappresenta una trave di dimensioni 25x45cm e luce netta pari a circa 700cm; l armatura rilevata è pari a 4ø10 inferiori e 3ø14 superiori. La pavimentazione dei piani è costituita da marmette di cemento con sottofondo in sabbia/cemento, per uno spessore totale di circa 4/5 cm. Le armature sono a filo di acciaio liscio e la resistenza massima che è possibile associare, considerato il periodo di costruzione, è di kg/cmq. 8

9 Verifiche stato di fatto Sulla base dei dati ottenuti dai sondaggi, si è proceduto con la verifica statica delle strutture esistenti. Innanzitutto sono stati determinati i seguenti dati: Denominazione Luce netta di calcolo (cm) Solaio Spessore (cm) Armatura rilevata Campione ø8 inf.+1ø10 sup. Campione ø12inf.+1ø10sup. Trave Denominazione Luce netta di calcolo (cm) Dimensioni (cm) Armatura rilevata Campione x45 3ø14 sup.+ 4ø20 inf. Il carico totale applicato a ciascuna struttura è considerato pari a 500 Kg/mq e deriva da questa ipotesi : peso proprio+ cappa cls da 2cm+ pavimento in graniglia con sottofondo in calcestruzzo e carico accidentale. Le sollecitazioni delle armature vengono riassunte nella seguente tabella: Denominazione Sollecitazione armatura inferiore Sollecitazione calcestruzzo Campione Kg/cmq 180 Kg/cmq Campione Kg/cmq 650 Kg/cmq Campione Kg/cmq 200 Kg/cmq 9

10 Obiettivi dell intervento Le prove in sito e le verifiche effettuate sui campioni hanno evidenziato gravi carenze strutturali ai carichi gravitazionali relativamente ai solai. I materiali hanno resistenze molto basse: calcestruzzo con resistenza intorno ai 150kg/cmq e acciaio in barre lisce intono ai 1200/1400kg/cmq. Le strutture murarie non hanno un comportamento dissipativo nei confronti del sisma; inoltre si possono verificare ribaltamenti localizzati per sollecitazioni fuori piano da spinte orizzontali. Le travi in calcestruzzo armato sono staffate in modo molto ridotto rispetto a quanto richiesto dalla normativa sismica vigente. Alla luce delle citate osservazioni e dell intervento architettonico previsto, la priorità d intervento consiste nell adeguamento sismico dell edificio e precisamente: 1) Messa in sicurezza dei solai secondo le prescrizioni delle Norme Tecniche delle costruzioni D.M. 14 gennaio 2008; 2) Irrigidimento delle strutture verticali ai carichi orizzontali. Adeguamento sismico dell edificio A seguito delle considerazioni esposte ai punti precedenti, la proposta d intervento al fine di adeguare sismicamente il fabbricato alle normative vigenti consiste innanzitutto nella demolizione del solaio I esistente con il mantenimento del Solaio II, della copertura e dei muri perimetrali e nella realizzazione di pilastri dello spessore di 25cm, ancorati mediante spinottature con resina epossidica alla muratura esistente. Trovandosi l edificio a Bonate Sopra (Bg), il calcolo verrà effettuato in Zona Sismica 3; la classe d uso considerata per l edificio è la Classe III ; la vita nominale V N >=50 anni e la categoria C Ambienti suscettibili ad affollamento. I materiali utilizzati saranno : calcestruzzo C25/30 (Rck 30) e acciaio per c.a. ordinario B450C. Le fondazioni sono nastriformi con sezione ad L, ad eccezione dei cordoli di collegamento di sezione 40x40 e dei due plinti centrali. 10

11 Il nuovo solaio I sarà in predalles per un altezza totale H= I carichi associati al Solaio I sono: Peso proprio pari a 370 Kg/mq Sovraccarico Permanente di 420 Kg/mq e Sovraccarico Accidentale di 300 Kg/mq. Al solaio II invece verrà realizzato un sistema di travi di sezione 20x40 poggianti sui nuovi setti e pilastri ed ancorate mediante spinottature alle strutture esistenti. Il carico applicato sulle nuove travi è quello del Solaio II esistente ipotizzato come segue: Peso proprio pari a 300 Kg/mq, Sovraccarico Permanente pari a 260 Kg/mq e Sovraccarico Accidentale di 150 Kg/mq. Di seguito sono allegate alcune rappresentazioni tridimensionali della struttura 11

12 Figura 7: Viste assonometriche del progetto d intervento A seguito della modellazione della struttura si è proceduto con il calcolo e le verifiche secondo N.T.C. D.M. 14 gennaio Figura 8: Spostamenti per effetto del sisma in x 12

13 Figura 9:Spostamenti per effetto del sisma in Y 13

14 Stima dell intervento L importo previsto per l adeguamento sismico secondo quanto illustrato nella presente relazione, comprensivo di scavi, realizzazione delle strutture in cemento armato e del rifacimento del Solaio I, ammonta a circa euro