1. PREMESSA miglioramento antisismico

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2 2 INDICE 1. PREMESSA STRUTTURE ESISTENTI SONDAGGI STRUTTURALI OSSERVAZIONI VERIFICHE STRUTTURALI CALCOLI STATICI Identificazione dell organismo strutturale e valutazione della sicurezza FASCICOLO DEI CALCOLI Caratterizzazione dei materiali Conglomerato cementizio (classe di resistenza dopo 28 gg) Acciaio Terreno Analisi dei carichi Calcolo esplicito del carico neve Carichi agenti sul fabbricato VERIFICHE PER CARICHI GRAVITAZIONALI E SISMICI Condizioni elementari di carico Combinazioni di carico Preferenze di analisi Verifica sismica Risultati Verifica sismica Spostamenti relativi d interpiano Verifica pilastri Tabulati di verifica pilastri Commento dei risultati e conclusioni delle verifiche con sisma INTERVENTI DI MIGLIORAMENTO / ADEGUAMENTO Collegamento dei tamponamenti alle travi, ai tegoli e ai pilastri Collegamento dei tegoli alle travi Collegamento dei pilastri alle travi... 37

3 3 1. PREMESSA La presente relazione ha come obiettivo di valutare la situazione strutturale attuale della palestra di Corso Laghi sia sotto l aspetto statico che sotto l aspetto sismico e progettare interventi volti ad ottenere un miglioramento antisismico.

4 4 2. STRUTTURE ESISTENTI Sulla base della documentazione d archivio reperita presso l Ufficio del Genio Civile di Torino (costituita dal progetto strutturale contenente gli elaborati esecutivi delle parti in opera e delle parti prefabbricate relative alla costruzione della palestra e dei locali annessi, oltre che al progetto architettonico e a copia del certificato di collaudo dell opera) è possibile desumere le seguenti informazioni relative al fabbricato: - Prog. e d.l. strutture prefabbricate: Dott. Ing. Luciano MALDOTTI - Impresa costruttrice in opera: Impresa CO.RI Sas - Impresa costruttrice prefabbricati: S.I.P.C. Solai Varese Srl - Collaudatore: Dott. Ing. Italo CHIARLE - Denuncia al Genio Civile del 18/07/1991 Prot Collaudo del 12/12/1991 Il progetto contempla la realizzazione della palestra polivalente e dei locali annessi (spogliatoi, servizi ecc.). Gli elaborati progettuali e i certificati sui materiali in opera e prefabbricati permettono di avere una conoscenza ottimale delle strutture esistenti e dei materiali utilizzati. Obiettivo dell incarico è valutare la stuazione strutturale dell edificio sotto l aspetto l aspetto sismico in quanto le denunce, le relazioni finali e il collaudo dell opera danno rassicurazioni sul buon comportamento strutturale per carichi statici.

5 5 3. SONDAGGI STRUTTURALI I sopralluoghi effettuati e l analisi degli elaborati progettuali originali relativi alle opere strutturali permettono di ricavare un quadro generale della situazione statica del fabbricato, di cui si mettono in evidenza alcuni aspetti significativi. La palestra ha pianta rettangolare e presenta una piccola porzione di solaio intermedio occupata dagli spogliatoi. La struttura prefabbricata è costituita da tegoli sostenuti da travi in c.a. precompresso su pilastri prefabbricati. I tamponamenti prefabbricati sono in parte orizzontali e in parte verticali. Le fondazioni sono costituite da plinti e bicchieri in opera. I plinti sono in parte isolati e in parte collegati da travi continue in c.a. che sostengono i tamponamenti verticali. Le dimensioni degli elementi strutturali sono conformi a quanto indicato negli elaborati progettuali. Gli elementi portanti non presentano dissesti o fessurazioni evidenti tranne che per alcuni pilastri che a causa dell umidità presentano dei ferri privi di copriferro e soggetti a fenomeni corrosivi. Una serie di prove sclerometriche sui pilastri in c.a. permetteva di verificare la resistenza del calcestruzzo utilizzato e confermava i valori di progetto. Si riportano alcune foto che rappresentano la situazione di fatto sopra descritta.

6 6 Foto 1 Prospetto lato est Foto 2 Prospetto lato sud

7 7 Foto 3 Pilastro da risanare 4. OSSERVAZIONI Si ritiene di poter affermare che il comportamento strutturale complessivo dell edificio può ritenersi positivo, infatti non sono stati rilevati gravi dissesti strutturali visibili. 5. VERIFICHE STRUTTURALI Al fine di effettuare la verifica delle strutture del fabbricato e di accertarne la loro efficienza e la corrispondenza in termini di sicurezza alla vigente normativa, unitamente all analisi degli elaborati progettuali, alle prove in sito e all analisi visiva delle strutture, è stato condotto il calcolo strutturale.

8 8 I dati geometrici necessari sono stati desunti dai progetti e sono stati verificati dai rilievi in sito. I dati meccanici sono stati ottenuti dai progetti e verificati con prove sclerometriche. Le verifiche strutturali sono state condotte per le condizioni di carico: Carichi gravitazionali permanenti e di servizio Azione sismica L azione sismica è stata valutata in base alle Norme Tecniche delle Costruzioni 2008 (D.M. 14/01/2008) e la valutazione della sicurezza nei confronti del terremoto è stata valutata considerando la zona sismica del sito (zona 3), la vita nominale della costruzione (Vn=100 anni) di importanza strategica e la classe d uso (Classe IV) per la funzione pubblica. 6. CALCOLI STATICI 6.1. Identificazione dell organismo strutturale e valutazione della sicurezza In base alle indicazioni contenute nella Tabella C8A.2 della Circolare n.617 del 2/2/2009, dal momento che : - la geometria del fabbricato e degli elementi strutturali è conosciuta dai disegni di carpenteria originali ed è confermata da rilievi visivo a campione; - i dettagli costruttivi sono noti in modo completo; - le proprietà dei materiali sono note dai certificati di prova originali si può definire un livello di conoscenza per i materiali (acciaio e calcestruzzo) pari a LC3 (par delle N.T. 2008) con conseguente

9 9 fattore di confidenza FC=1 con il quale calibrare le resistenze dei materiali. La valutazione della sicurezza è stata condotta coerentemente alle N.T con verifche agli stati limite ultimi, con gli attuali carichi di normativa applicati al modello analitico completo delle strutture. Per le verifiche sono stati assunti i valori delle resistenze dei materiali valutando le sollecitazioni tramite modelli elaborati con un programma di calcolo automatico in cui sono modellati gli effettivi vincoli fra i vari elementi strutturali. Le verifiche effettuate sugli elementi strutturali sono state condotte secondo il metodo semiprobabilistico degli stati limite. 7. FASCICOLO DEI CALCOLI Di seguito sono riportate le ipotesi assunte nella modellazione delle strutture Caratterizzazione dei materiali In base ai valori indicati negli elaborati progettuali sono stati adottati i seguenti materiali Conglomerato cementizio (classe di resistenza dopo 28 gg) Travi e pilastri prefabbricati Descrizione: Descrizione o nome assegnato all'elemento. Rck: Resistenza caratteristica cubica; valore medio nel caso di edificio esistente. [dan/cm2] E: Modulo di elasticità longitudinale del materiale. [dan/cm2] Gamma: Peso specifico del materiale. [dan/cm3] Poisson: Coefficiente di Poisson, viene impiegato nella modellazione di elementi bidimensionali. Il valore è adimensionale. G: Modulo di elasticità tangenziale del materiale, viene impiegato nella modellazione di aste. [dan/cm2] Alfa: Coefficiente longitudinale di dilatazione termica. [ C-1] Materiale: C32/40 LC3 Rck E Gamma Poisson G Alfa Livello di conoscenza

10 10 Rck E Gamma Poisson G Alfa Livello di conoscenza LC3 (FC = 1) Acciaio Plinti, travi, muri e bicchieri in opera, pilastri prefabbricati Descrizione: Descrizione o nome assegnato all'elemento. fyk: Resistenza caratteristica. [dan/cm2] Sigma amm.: Tensione ammissibile. [dan/cm2] Tipo: Tipo di barra. E: Modulo di elasticità longitudinale del materiale. [dan/cm2] Gamma: Peso specifico del materiale. [dan/cm3] Poisson: Coefficiente di Poisson, viene impiegato nella modellazione di elementi bidimensionali. Il valore è adimensionale. G: Modulo di elasticità tangenziale del materiale, viene impiegato nella modellazione di aste. [dan/cm2] Alfa: Coefficiente longitudinale di dilatazione termica. [ C-1] Livello di conoscenza: Indica se il materiale è nuovo o esistente, e in tal caso il livello di conoscenza secondo Circ. 02/02/09 n. 617 C8A. Informazione impiegata solo in analisi D.M (N.T.C.). Feb 44K LC3 Descrizion e fyk Sigm a amm. Feb 44 K Aderenza migliorata Tipo E Gamm a Poiss on G Alfa Livello di conoscenz a LC3 (FC = 1) Terreno Sedime di fondazione con qlim = 6 dan/cmq L area interessata dal progetto è ubicata alla quota di circa 420 m s.l.m. e ricade in un area sub-pianeggiante. La costruzione non comporta carichi particolari sul terreno di fondazione. Per questo motivo, vista la stratigrafia, e trattandosi di area già urbanizzata per la quale non si sono presentati in passato problemi di stabilità, non sono state effettuate indagini specifiche e prove di laboratorio, ma sono stati valutati i valori medi delle caratteristiche del terreno di fondazione in base all esperienza e alla letteratura. Si può ipotizzare il terreno del sito ricadente nella CATEGORIA C (D.M. 14/01/08 punto TAB.3.2.II.

11 Analisi dei carichi Calcolo esplicito del carico neve Il comune di Buttigliera Alta ed in particolare il fabbricato in oggetto si trova ad un altezza sul livello del mare di circa 420 m. In base al D.M. 14/01/2008 il Comune si trova in Zona I ed essendo as > 200 m il valore di riferimento al suolo del carico neve vale: q sk = 185 dan/m 2 il coefficiente di forma vale: µ 1 = 0.80 da cui si ottiene: q s = µ 1 x q sk = dan/m 2 arrotondata a 150 dan/m 2 nella presente relazione Carichi agenti sul fabbricato Carichi superficiali Solaio intermedio H=36 cm p.p. solaio: 360 dan/m 2 Permanenti: 100 dan/m 2 Variabili (neve): 300 dan/m 2 Tegoli di copertura Solai Varese con nervatura H var. = cm p.p. solaio: 270 dan/m 2 Permanenti: 125 dan/m 2 Variabili (neve): 150 dan/m 2 Per la valutazione della sicurezza dei fabbricati sono stati effettuati i calcoli agli stati limite ultimi e di esercizio tramite il programma di calcolo SISMICAD, utilizzando il metodo degli elementi finiti applicato a sistemi spaziali tridimensionali.

12 12 Sismicad e' un programma di calcolo strutturale dedicato al progetto e verifica degli elementi in c.a. di opere civili. Il programma utilizza come analizzatori e solutori del modello strutturale programmi ad elementi finiti esterni quali SUPERSAP, prodotto dalla ALGOR INTERACTIVE SYSTEMS INC. di Pittsburg, SAP80 e SAP90 prodotti dalla Computers & Structures Inc. di Berkley o un proprio solutore agli elementi finiti tridimensionale di tipo SAP compreso nel pacchetto. Il programma e' sostanzialmente diviso in due moduli: un preprocessore che consente l'introduzione della geometria e dei carichi e crea il file dati di input ai solutori; un post processore che a soluzione avvenuta ne elabora i risultati eseguendo il progetto e la verifica delle membrature e producendo i tabulati di output. Per la valutazione dello stato di fatto della palestra oggetto della verifica ci si rifà ad una modellazione che già presuppone la realizzazione degli interventi necessari a solidarizzare tra loro gli elementi prefabbricati. Senza la realizzazione degli interventi di collegamento la valutazione dello stato di fatto della palestra esistente realizzata con sistemi pendolari in cui gli elementi verticali si comportano come mensole indipendenti le une dalle altre e le travi risultano essere in semplice appoggio su tali elementi non è possibile. Lo scorrimento relativo degli elementi strutturali porta a strutture affette da labilità. L edificio è stato quindi modellato con uno schema tridimensionale a due piani fuori terra per rappresentare le travi e i solai alle quote opportune. La copertura non può essere considerata rigida nel suo piano, bensì flessibile in quanto non vi è un collegamento tra i vari elementi. Le travi risultano avere un vincolo a cerniera sui pilastri. Questa condizione sarà garantita dai rinforzi strutturali messi in atto nel progetto di miglioramento antisismico.

13 13 I tamponamenti verticali scaricano il carico verticale sulle travi di fondazione perimetrali, mentre quelli orizzontali scaricano il carico verticale sui pilastri. La massa sismica dei tamponamenti verticali viene assegnata al 50% come carico lineare sui tegoli di copertura, il restante 50 % viene attribuito sempre alla trave perimetrale di fondazione. La massa dei tamponamenti orizzontali viene assegnata direttamente ai pilastri come carico concentrato posizionato nel baricentro dei tamponamenti stessi. I pesi propri dei vari elementi strutturali sono calcolati automaticamente dal programma. I carichi superficiali attribuiti comprendono i vari pesi permanenti e variabili corrispondenti a quelli realmente presenti. Le verifiche sono condotte allo stato limite ultimo, allo stato limite di vita e allo stato limite di esercizio con il controllo degli spostamenti di interpiano. Vista assonometria del modello di calcolo La modellazione è stata effettuata assumendo le seguenti quote di riferimento (livelli):

14 14 Descrizione breve: Nome sintetico assegnato al livello. Descrizione: Nome assegnato al livello. Quota: Quota superiore espressa nel sistema di riferimento assoluto. [cm] Spessore: Spessore del livello. [cm] Descrizione breve Descrizione Quota Spessore L1 Fondazione 0 24 L2 Primo solaio L3 Tetto VERIFICHE PER CARICHI GRAVITAZIONALI E SISMICI Si riportano di seguito i risultati delle verifiche effettuate al fine di valutare la risposta del fabbricato nei confronti dell azione sismica di progetto prevista dalla normativa attualmente vigente (N.T.C. 2008). Le verifiche sono state condotte, con riferimento alla zona sismica di pertinenza (zona sismica 3) assumendo un valore di vita nominale delle strutture pari a V N =100 anni e identificando il fabbricato come edificio appartenenti alla classe d uso IV, sullo stesso modello analitico utilizzato per le verifiche nei confronti dei soli carichi gravitazionali. Il metodo adottato per l analisi sismica è quello dell analisi lineare dinamica (analisi modale) ai sensi delle NTC Di seguito si riportano i dati di progetto e le combinazioni Condizioni elementari di carico Descrizione: Nome assegnato alla condizione elementare. Nome breve: Nome breve assegnato alla condizione elementare. I/II: Descrive la classificazione della condizione (necessario per strutture in acciaio e in legno). Durata: Descrive la durata della condizione (necessario per strutture in legno). Psi0: Coefficiente moltiplicatore Psi0. Il valore è adimensionale. Psi1: Coefficiente moltiplicatore Psi1. Il valore è adimensionale. Psi2: Coefficiente moltiplicatore Psi2. Il valore è adimensionale. Var.segno: Descrive se la condizione elementare ha la possibilità di variare di segno. Descrizione Nome breve I/II Durata Psi0 Psi1 Psi2 Var.segno Pesi strutturali Pesi Permanente Permanenti portati Port. I Permanente Variabile Variabile I Media Variabile C Variabile I Media C Neve Neve I Media Delta T Dt II Media No

15 15 Sisma X SLV X SLV Sisma Y SLV Y SLV Sisma Z SLV Z SLV Eccentricità Y per sisma X EY SLV SLV Eccentricità X per sisma Y EX SLV SLV Sisma X SLO X SLO Sisma Y SLO Y SLO Sisma Z SLO Z SLO Eccentricità Y per sisma X EY SLO SLO Eccentricità X per sisma Y EX SLO SLO Terreno sisma X SLV Tr x SLV Terreno sisma Y SLV Tr y SLV Terreno sisma Z SLV Tr z SLV Terreno sisma X SLO Tr x SLO Terreno sisma Y SLO Tr y SLO Terreno sisma Z SLO Tr z SLO Rig. Ux R Ux Rig. Uy R Uy Rig. Rz R Rz Combinazioni di carico Tutte le combinazioni di carico vengono raggruppate per famiglia di appartenenza. Le celle di una riga contengono i coefficienti moltiplicatori della i-esima combinazione, dove il valore della prima cella è da intendersi come moltiplicatore associato alla prima condizione elementare, la seconda cella si riferisce alla seconda condizione elementare e così via. Famiglia Limite ultimo Il nome compatto della famiglia è SLU. Nome Nome breve Pesi Port. Variabile Variabile C Neve Dt 1 SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU

16 16 29 SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU SLU Famiglia SLE rara Il nome compatto della famiglia è SLE RA. Nome Nome breve Pesi Port. Variabile Variabile C Neve Dt 1 SLE RA SLE RA SLE RA SLE RA SLE RA SLE RA SLE RA SLE RA SLE RA SLE RA SLE RA SLE RA SLE RA Famiglia SLE frequente Il nome compatto della famiglia è SLE FR. Nome Nome breve Pesi Port. Variabile Variabile C Neve Dt 1 SLE FR SLE FR SLE FR SLE FR SLE FR SLE FR SLE FR SLE FR SLE FR Famiglia SLE quasi permanente Il nome compatto della famiglia è SLE QP. Nome Nome breve Pesi Port. Variabile Variabile C Neve Dt 1 SLE QP SLE QP SLE QP SLE QP Famiglia SLO Il nome compatto della famiglia è SLO.

17 17 Nome Nome breve Pesi Port. Variabile Variabile C Neve Dt X SLO Y SLO Z SLO EY SLO EX SLO Tr x SLO Tr y SLO Tr z SLO 1 SLO SLO SLO SLO SLO SLO SLO SLO SLO SLO SLO SLO SLO SLO SLO SLO Famiglia SLV Il nome compatto della famiglia è SLV. Nome Nome breve Pesi Port. Variabile Variabile C Neve Dt X SLV Y SLV Z SLV EY SLV EX SLV Tr x SLV Tr y SLV Tr z SLV 1 SLV SLV SLV SLV SLV SLV SLV SLV SLV SLV SLV SLV SLV SLV SLV SLV Famiglia SLV fondazioni Il nome compatto della famiglia è SLV FO. Nome Nome breve P e si Port. Variabile Variabile C Neve Dt X SLV 1 SLV FO SLV FO SLV FO SLV FO SLV FO SLV FO SLV FO SLV FO SLV FO SLV FO SLV FO SLV FO SLV FO SLV FO SLV FO SLV FO Y SLV Z SLV EY SLV EX SLV Tr x SLV Tr y SLV Tr z SLV

18 18 Famiglia Calcolo rigidezza torsionale/flessionale di piano Il nome compatto della famiglia è CRTFP. Nome Nome breve R Ux R Uy R Rz Rig. Ux+ CRTFP Ux Rig. Ux- CRTFP Ux Rig. Uy+ CRTFP Uy Rig. Uy- CRTFP Uy Rig. Rz+ CRTFP Rz Rig. Rz- CRTFP Rz Preferenze di analisi Verifica sismica Metodo di analisi D.M (N.T.C.) Tipo di costruzione 3 Vn 100 Classe d'uso IV Vr 200 Tipo di analisi Lineare dinamica Località Torino, Buttigliera Alta, Ferriera - Latitudine (deg) 45,0708 ; Longitudine (deg) 7,4295 (N 45 4' 15"; E 7 25' 46") ED50 Zona sismica Zona 3 Categoria del suolo C - sabbie ed argille medie Categoria topografica T1 Ss orizzontale SLO 1.5 Tb orizzontale SLO 0.135[s] Tc orizzontale SLO 0.404[s] Td orizzontale SLO 1.831[s] Ss orizzontale SLD 1.5 Tb orizzontale SLD 0.138[s] Tc orizzontale SLD 0.415[s] Td orizzontale SLD 1.853[s] Ss orizzontale SLV 1.44 Tb orizzontale SLV 0.15[s] Tc orizzontale SLV 0.449[s] Td orizzontale SLV 2.207[s] St 1 PVr SLO (%) 81 Tr SLO Ag/g SLO Fo SLO Tc* SLO 0.24 PVr SLD (%) 63 Tr SLD 201 Ag/g SLD Fo SLD Tc* SLD 0.25 PVr SLV (%) 10 Tr SLV Ag/g SLV Fo SLV Tc* SLV Smorzamento viscoso (%) 5 Classe di duttilità CD"B" Rotazione del sisma 0[deg] Quota dello '0' sismico 0[cm] Regolarità in pianta Si

19 19 Regolarità in elevazione No Edificio C.A. Si Tipologia C.A. Strutture prefabbricate a pilastri isostatici q0=2.5 Edificio esistente Si Altezza costruzione 695[cm] C T [s] Lambda SLO 0.85 Lambda SLD 0.85 Lambda SLV 0.85 Numero modi 4 Metodo di Ritz applicato Torsione accidentale semplificata No Torsione accidentale per piani (livelli e falde) flessibili No Eccentricità X (per sisma Y) livello "Fondazione" 0[cm] Eccentricità Y (per sisma X) livello "Fondazione" 0[cm] Eccentricità X (per sisma Y) livello "Tetto" 0[cm] Eccentricità Y (per sisma X) livello "Tetto" 0[cm] Limite spostamenti interpiano Moltiplicatore sisma X per combinazioni di default 1 Moltiplicatore sisma Y per combinazioni di default 1 Fattore di struttura per sisma X 2 Fattore di struttura per sisma Y 2 Fattore di struttura per sisma Z 1.5 Applica 1% ( 3.1.1) No Coefficiente di sicurezza portanza fondazioni superficiali 2.3 Coefficiente di sicurezza scorrimento fondazioni superficiali 1.1 Coefficiente di sicurezza portanza verticale pali infissi, punta 1.15 Coefficiente di sicurezza portanza verticale pali infissi, laterale compressione 1.15 Coefficiente di sicurezza portanza verticale pali infissi, laterale trazione 1.25 Coefficiente di sicurezza portanza verticale pali trivellati, punta 1.35 Coefficiente di sicurezza portanza verticale pali trivellati, laterale 1.15 compressione Coefficiente di sicurezza portanza verticale pali trivellati, laterale trazione 1.25 Coefficiente di sicurezza portanza verticale micropali, punta 1.35 Coefficiente di sicurezza portanza verticale micropali, laterale compressione 1.15 Coefficiente di sicurezza portanza verticale micropali, laterale trazione 1.25 Coefficiente di sicurezza portanza trasversale pali 1.3 Fattore di correlazione resistenza caratteristica dei pali in base alle verticali 1.7 indagate 8.4. Risultati Verifica sismica Nel modello in questione sono state inserite le armature effettivamente presenti nei pilastri prefabbricati e sono state effettuate le veriche con le sollecitazioni presenti anche in caso di sisma. Si sottolinea come le travi della copertura e i tegoli non subiscono sostanziali modifiche nelle sollecitazioni rispetto ai calcoli originari in quanto, per la flessione e il taglio di questi elementi, le combinazioni a SLV forniscono valori decisamente inferiori rispetto a quelle di SLU.

20 20 L unica modifica è legata all incremento del carico neve dai 100 dan/mq del progetto iniziale ai 150 dan/mq attuali. Tale modifica apporta però un contributo alle solecitazioni delle travi decisamente trascurabile se confrontato con i pesi propri e i carichi permanenti della copertura. L attenzioni viene quindi riposta sui pilastri prefabbricati. I risultati vengono riassunti con due immagini che definiscono le verifiche dei vari elementi a flessione e taglio e le pressioni in fondazione. In particolare la prima rappresentazione colora in verde gli elementi (travi e pilastri) verificati e in rosso quelli non verificati. Esito delle verifiche dei pilastri E evidente che tutti i pilastri risultano non verificati. Per quanto concerne le pressioni in fondazione si hanno le seguenti rappresentazioni che definiscono le pressioni massime nella combinazione più gravosa della famiglia sle rara e nella combinazione più gravosa della famiglia slv.

21 Pressioni in fondazione a sle

22 Pressioni in fondazione a slv 22

23 I valori massimi di pressione del terreno ottenuti (circa 1.55 dan/cm 2 in esercizio e 2.53 dan/cm 2 a slv) nelle due combinazioni significative sono compatibili con il terreno presente in sito. Il tutto è dimostrato dal fatto che non sono presenti lesioni significative imputabili a cedimenti in fondazione. Spostamenti relativi d interpiano Le verifiche inerenti gli spostamenti relativi d interpiano si ritengono non soddisfatte qualora sia superato il valore limite espresso nelle preferenze di analisi: Spostamento relativo d interpiano limite S.L.O.= Massimo spostamento relativo d interpiano: > La verifica non risulta pertanto soddisfatta. Verifica pilastri Relativamente ai pilastri si riportano gli indicatori di rischio sismico in termini di PGA, che danno un indicazione del fattore di sicurezza dei vari elementi. Dalla prima rappresentazione risulta che i pilastri possono essere divisi in 2 categorie: i pilastri centrali sui lati lunghi della palestra che risultano avere un coefficiente di sicurezza superiore l unità e gli altri pilastri che invece hanno un coefficiente di sicurezza compreso tra 0.4 e 0.6. Dalla seconda rappresentazione risulta che invece a taglio si ottengono valori tutti superiori all unità: Da tutto ciò risulta che i problemi maggiori si hanno sui pilastri per le verifiche a flessione.

24 Indicatori di rischio sismico in termini di PGA

25 Indicatori di rischio sismico A TAGLIO in termini di PGA 25

26 Tabulati di verifica pilastri Il programma di calcolo fornisce i seguenti tabulati che confrontano i valori massimi per un edificio di classe IV, sia in termini di SLV che di SLO. In particolare vengono confrontati i valori di progetto (accelerazione di aggancio) con i valori effettivamente sopportabili dall edificio per le diverse verifiche da effettuare. Verifica di edificio esistente con fattore q secondo C Accelerazione di aggancio SLV (ag/g_slv*s*st) PGA,SLVrif = Accelerazione di aggancio SLO (ag/g_slo*s*st) PGA,SLOrif = Tr,SLVrif = 1898 anni Tr,SLOrif = 120 anni Moltiplicatore minimo delle condizioni sismiche per raggiungimento della rottura a taglio Pilastrata 9 Valori azioni gravitazionali N= Tx= 76.1 Ty= Valori azioni sismiche N= 0 Tx= Ty= Tagli ultimi Tx= Ty= combinazione SLV 15 sezione a quota 605 tempo di ritorno 2367 anni indicatore itr=(tr/tr,slvrif)^.41 = PGA indicatore ipga=pga/pga,slvrif = 1.07 Moltiplicatore minimo delle condizioni sismiche per raggiungimento della rottura a flessione Pilastrata 12 Valori azioni gravitazionali N= Mx= -2.2 My= 19.1 Valori azioni sismiche N= 0 Mx= My= Momenti ultimi Mx= My= combinazione SLV 5 sezione a quota 0 tempo di ritorno 139 anni indicatore itr=(tr/tr,slvrif)^.41 = PGA 0.09 indicatore ipga=pga/pga,slvrif = Moltiplicatore minimo delle condizioni sismiche per raggiungimento dello spostamento limite di interpiano combinazione SLO 16 tra Nodo 382 e Nodo 432 tempo di ritorno 8 anni indicatore itr=(tr/tr,slorif)^.41 = PGA indicatore ipga=pga/pga,slorif = Moltiplicatore minimo delle condizioni sismiche per raggiungimento della pressione massima al suolo 1.06 combinazione SLV fondazioni 12 Nodo 124 di coordinate ;33.1;-12.0 tempo di ritorno 2286 anni indicatore itr=(tr/tr,slvrif)^.41 = PGA indicatore ipga=pga/pga,slvrif = Indicatori minimi riferiti al solo materiale C.A. Descrizione Stato limite molt. comb. PGA PGA/PGArif TR (TR/ Pilastrata 9 Taglio SLV Pilastrata 12 Flessione SLV

27 27 che si possono riassumere nella seguente tabellina relativa ai singoli pilastri: Verifica a pressoflessione e taglio dei pilastri; verifica dei nodi Pilastro Pressoflessione Taglio coeff.sic. moltiplicat ore ipga itr coeff.sic. moltiplicat ore ipga itr Pilastra ta 1 Pilastra ta 2 Pilastra ta 3 Pilastra ta 4 Pilastra ta 5 Pilastra ta 6 Pilastra ta 7 Pilastra ta 8 Pilastra ta 9 Pilastra ta 10 Pilastra ta 11 Pilastra ta 12 Pilastra ta 13 Pilastra ta Risulta evidente che le debolezze maggiori dei pilastri si hanno a flessione, dove l indice di rischio in termini di PGA definito come: ipga = PGA/(PGA rif. SLV) ha un valore minimo pari a ipgamin = e un valore medio ipgamedio = Facendo riferimento al Decreto Legge 74 del 6 Giugno 2012 convertito in Legge 122 del 1 Agosto 2012 che prevede al Capo I Interventi immediati per il superamento dell'emergenza e alle Linee guida per la valutazione della vulnerabilità e interventi per le costruzioni ad uso produttivo in zona sismica di ANIDIS e Linee di indirizzo per interventi locali e globali su edifici industriali monopiano non progettati con criteri

28 28 antisismici della Protezione Civile e Reluiss, il livello di sicurezza che dovrà essere comunque raggiunto nel caso si rendano necessari interventi di miglioramento sismico è definito in misura pari almeno al 60% della sicurezza richiesta ad un edificio nuovo. Quindi, se applicassimo allo stesso modello l azione sismica per cui vengono normalmente calcolate le civili abitazioni (che ha comunque un tempo di ritorno pari a 475 anni e una probabilità del 10% di essere superata in 50 anni), si otterrebbe la seguente rappresentazione degli indici di rischio in termini di PGA, da cui risulta che mediamente i pilastri sarebbero verificati.

29 Indicatori di rischio sismico in termini di PGA

30 8.5. Commento dei risultati e conclusioni delle verifiche con sisma Risulta quindi che la struttura dell edificio in termini di resistenza alle azioni gravitazionali presenta un sufficiente grado di sicurezza.. Sulla base delle verifiche sopra riportate, risulta che il fabbricato non è in grado di sopportare l azione sismica di progetto prevista dalla normativa vigente per gli edifici strategici. Le carenze maggiori si riscontrano nelle verifiche a flessione dei pilastri. In particolare i pilastri mediamente possono sopportare un azione sismica pari a circa il 69% dell azione sismica prevista dalla normativa. Se si impongono però verifiche meno gravose, considerando ad esempio un terremoto di progetto con periodo di ritorno di 475 anni (e non 1898 anni) allora si ottiene un valore medio superiore all unità per i pilastri. Il passaggio dall azione sismica con periodo di ritorno (Tr) pari a 1898 anni a quella con Tr=475 corrisponde ad una riduzione delle forze sismiche del 36% in quanto si passa da: a g (Tr=1898) = a g (Tr=475) = dove a g è l accelerazione orizzontale massima al suolo su sito di riferimento rigido. Il terremoto di progetto per cui i pilastri prefabbricati esistenti risultano mediamente verificati è superiore al 60% di quello previsto per gli stabili aventi importanza strategica in caso di evento sismico. Si ricorda che le verifiche sopra riportate hanno validità solo dopo che si saranno posti in essere i collegamenti tra i vari elementi strutturali (come spiegato nel par della presente relazione).

31 31 9. INTERVENTI DI MIGLIORAMENTO / ADEGUAMENTO Sulla base della situazione precedentemente descritta, vista l intenzione dell Amministrazione Comunale di ottenere livelli di sicurezza maggiori per l edificio in oggetto, si procederà con interventi di miglioramento antisismico, che consentono di aumentare le condizioni di sicurezza strutturale dell edificio pur senza raggiungere necessariamente i livelli richiesti dalla normativa vigente Evidentemente, in epoche in cui queste zone non erano considerate sismiche, le costruzioni venivano realizzate tenendo conto dei soli carichi verticali, per cui le strutture prefabbricate venivano progettate secondo uno schema pendolare, in cui le connessioni dei diversi elementi (pilastri, travi principali, travi secondarie, tegoli, ecc.) erano costituiti dal semplice appoggio degli elementi gli uni sugli altri. Tale tipo di connessione che fa affidamento solamente sull attrito tra le varie parti nei confronti della ripartizione delle azioni orizzontali è soggetto a delle labilità intrinseche. Non sono previsti solitamente sistemi resistenti adeguati nei confronti di tali azioni che prescindano dall attrito. Nel seguito si riporta la descrizione e la relativa verifica degli interventi previsti nel presente progetto. In linea generale si procederà con la realizzazione di collegamenti metallici tra i vari elementi strutturali per evitare le perdite di appoggio o i ribaltamenti in caso di evento sismico. Non vengono invece apportate modifiche che incrementano la resistenza a flessione dei pilastri in quanto non occorre raggiungere l obiettivo dell adeguamento antisismico.

32 Collegamento dei tamponamenti alle travi, ai tegoli e ai pilastri Attualmente i tamponamenti sono vincolati a pilastri, alle travi di copertura e ai tegoli di estremità attraverso profili halfen. Foto 4 Tamponamenti all interno del fabbricato L intervento previsto (atto ad evitare che il pannello possa ribaltare a causa della rottura del profilo halfen prevede: il collegamento dei pannelli verticali alla base con piastre metalliche, vincolate con tasselli meccanici, posizionati a cavallo di due tegoli attigui. Il collegamento alla sommità dei tamponamenti verticali con i tegoli di copertura attraverso elementi angolari e tasselli meccanici.

33 33 Il collegamento dei tamponamenti orizzontali ai pilastri e alle travi attraverso elementi angolari metallici e tasselli meccanici. Per il dimensionamento dei collegamenti si utilizza la formula contenuta nelle NTC2008 relativa agli elementi secondari (par ): F a =(S a W a )/q a dove F a W a S a q a è la forza sismica orizzontale agente nel centro di massa dell elemento è il peso dell elemento è l accelerazione massima adimensionalizzata, che l elemento subisce durante il sisma è il fattore di struttura Inoltre S ( 1+ Z / H )) 3 = S (1 Ta / T 1 ) a α α S T a T 1 Z è il rapporto tra la a g e l accelerazione di gravità è il coefficiente che tiene conto della categoria del suolo e delle condizioni topografiche è il periodo fondamentale di vibrazione dell elemento non strutturale è il periodo fondamentale di vibrazione della costruzione nella direzione considerata è la quota del baricentro dell elemento non strutturale misurata a partire dal piano di fondazione

34 34 H è l altezza della costruzione misurata a partire dal piano di fondazione Nel caso dei tamponamenti in esame (di larghezza pari a 200 cm) si ha: F a poiché W a 2064 dan 7080 dan q a 2 S a e inoltre α (Tr=475 anni) S 1.5 T a T 1 Z H T 1 (a favore di sicurezza) s 445 cm 885 cm Il collegamento avviene alla base con una piastra metallica di dimensioni 250x250 mm di spessore pari a 10 mm ancorata con tasselli meccanici M12. Ognuno di questi tasselli dovrà sopportare uno sforzo di trazione/taglio pari ad un quarto del valore di Fa (2064 dan), quindi pari a 516 dan in quanto ogni pannello da 200 cm avrà ai bordi n.4 tasselli. Si utilizzano dei tasselli meccanici a filetto esterno Hilti HSA M12 (o similari) di profondità minima pari a 12 cm. Resistenza di progetto a trazione del sistema di ancoraggio: N= 760 dan Coefficienti correttivi: C= 0.89

35 35 - profondità ancoraggio: 12 cm (1) - interasse inserimenti: 17 cm (1) - distanza da un bordo: 8.5 cm (0.89) Resistenza di calcolo a trazione del sistema di ancoraggio (S.L.U.): N Rd = N C= 676 dan > T =516 dan (Dati riferiti ad ancoraggio meccanico pesante realizzato mediante l impiego di tasselli meccanici HILTI HSA con ancoraggio standard). Sui lati corti, essendo presenti sul perimetro le travi portanti, l ancoraggio non verrà realizzato ai tegoli bensì alle travi stesse Collegamento dei tegoli alle travi Allo stato attuale i tegoli di copertura sono semplicemente appoggiati alle travi in c.a.p.. L intervento (atto ad evitare che i tegoli perdano l appoggio durante l evento sismico) prevede il posizionamento di angolari metallici collegati alle nervature dei tegoli e alle travi con tasselli meccanici. Per il dimensionamento dei collegamenti si utilizza una procedura semplificata, ma a favore di sicurezza. Date le incertezze della modellazione in riferimento soprattutto alla effetiva rigidezza che i tamponamenti danno alla struttura e di conseguenza all effetivo periodo fondamentale del capannone, ci si posiziona in corrispondenza dell ordinata spettrale massima per il terremoto di progetto considerato. Nel caso in esame si avrà: a g = g F 0 = T* c = s S S = 1.50

36 36 S T = 1 S = S S S T = 1.50 η = 1 Spettro elastico per T B T T C S e (T) = a g S η F 0 = 0.37 g Coefficiente di struttura q 2 Spettro di progetto in condizione S.L.V. S d = S e /q = g Lo sforzo sismico andrà quindi calcolato con la seguente formula: F = S d W dove F è la forza sismica orizzontale W è il peso dell elemento (peso proprio + permanenti) S d è lo spettro di progetto in condizione SLV per un terremoto con Tr = 475 anni Nel caso dei tegoli in esame (di larghezza pari a 125 cm e lunghezza pari a 16.1 m e portanti anche una coppella larga 112 cm) si ha: F 1475 dan poiché W 7974 dan Ciascuno dei tasselli meccanici dovrà sopportare uno sforzo di taglio/trazione pari alla metà del valore di F (1475 dan), quindi pari a 738 dan in quanto ogni tegolo avrà un ancoraggio per estremità.

37 37 Si utilizzano dei tasselli meccanici a filetto esterno Hilti HSA M16 (o similari) di profondità minima pari a 14 cm. Resistenza di progetto a trazione del sistema di ancoraggio: N= 2330 dan Si riporta la verifca del caso più penalizzato Coefficienti correttivi: C= profondità ancoraggio: 14 cm (1) - distanza da un bordo: 10 cm (0.87) Resistenza di calcolo a trazione del sistema di ancoraggio (S.L.U.): N Rd = N C= 2027 dan > T = 738 dan (Dati riferiti ad ancoraggio meccanico pesante realizzato mediante l impiego di tasselli meccanici HILTI HSA con ancoraggio standard). Sui lati corti, essendo presenti sul perimetro le travi portanti, l ancoraggio non verrà realizzato ai tegoli bensì alle travi stesse Collegamento dei pilastri alle travi Attualmente le travi sono semplicemente appoggiate sulle mensole tozze dei pilastri dotati di forcelle.

38 38 Foto 5 Appoggio travi di testata sui pilastri d angolo L intervento (atto ad evitare che le travi perdano l appoggio durante l evento sismico) prevede di posizionare selle metalliche opportunamente sagomate e tassellate ai pilastri. A tali selle vengono saldati piatti in acciaio che avvolgono le travi e sono vincolate ad esse con tasselli meccanici. In alternativa vengono posizionati profili metallici UNP da tassellare lateralmente a travi e pilastri. Per il dimensionamento dei collegamenti si utilizza una procedura semplificata, ma a favore di sicurezza. Per i pilastri centrali si ottengono i seguenti valori: Tmax = 3607 dan essendo

39 39 W S d dan g L ancoraggio del pilastro in esame avviene con n.2 tasselli meccanici M16. Ognuno di questi tasselli dovrà sopportare uno sforzo di trazione/taglio pari alla metà del valore di F (3607 dan), quindi pari a 1803 dan. Si utilizzano dei tasselli meccanici a filetto esterno Hilti HST M16 (o similari) di profondità minima pari a 25.5 cm. Si riporta la verifica: Resistenza di progetto a trazione del sistema di ancoraggio: N= 2330 dan Coefficienti correttivi: C= profondità ancoraggio: 25.5 cm - interasse inserimenti in direzione verticale: 16 cm (0.82) - interasse inserimenti in direzione orizzontale: 16 cm (0.82) - distanza da un bordo: 12 cm (0.98) - resistenza a compressione c.a. esistente: C32/40 (1.22) Resistenza di calcolo a trazione del sistema di ancoraggio (S.L.U.): N Rd = N C= 1873 dan > T = 1803 dan (Dati riferiti ad ancoraggio meccanico pesante realizzato mediante l impiego di tasselli meccanici HILTI HST con ancoraggio standard). Settembre 2013 In fede Il tecnico incaricato