RELAZIONE TECNICA IL RESPONSABILE UNICO DEL PROCEDIMENTO (ARCH.RUGGERO CARLETTI)

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1 Committente Comune di Cremona Piazza del Comune, Cremona PROGETTO ESECUTIVO DELL'INTERVENTO DI CONSOLIDAMENTO STATICO PER LA MESSA IN SICUREZZA DEGLI ORIZZONTAMENTI DELLA SCUOLA PRIMARIA MONTEVERDI - 1 LOTTO CUP D14H RELAZIONE TECNICA IL RESPONSABILE UNICO DEL PROCEDIMENTO (ARCH.RUGGERO CARLETTI) DOCUMENTO SOTTOSCRITTO CON FIRMA DIGITALE AI SENSI DEL D.LGS. 7 MARZO 2005 N. 82 IL PROGETTISTA Dott. Ing. Mario Falloni via S. Giuseppe, Cremona Tel. 0372/ Fax. 0372/ studiofalloni@fastpiu.it PEC: mariofalloni@ingpec.eu

2 Progetto esecutivo dell'intervento di consolidamento statico per la messa in sicurezza degli orizzontamenti della scuola primaria Monteverdi - 1 LOTTO Relazione tecnica PREMESSA A seguito dell'incarico conferito dal Comune di Cremona con Decreto Dirigenziale n 2004 del 21/11/2016, lo scrivente veniva incaricato del progetto esecutivo dell'intervento di consolidamento statico per la messa in sicurezza degli orizzontamenti della scuola primaria Monteverdi. Nella presente relazione vengono trattati tutti gli aspetti riguardanti il consolidamento degli orizzontamenti dell'edifico della scuola Primaria Monteverdi, sita in via Oglio 2-angolo viale Po. L'edificio di cui trattasi risale agli anni '50, almeno per la sua porzione originaria, mentre l'ala che ospita la palestra fu oggetto di un ampliamento successivo, negli anni '60. Planimetricamente il fabbricato presenta uno sviluppo a forma di C e si eleva per tre livelli, due dei quali posti fuori terra. Il presente progetto riguarda il consolidamento dei solai della parte originaria dell'edificio parallela a viale Po, realizzati mediante solai Varese, relativi ai solai del piano rialzato (1 lotto). SOLAI VARESE Considerati uno dei primi prodotti prefabbricati in serie per l'edilizia italiana, il solaio Varese è un tipo di solaio in laterocemento costituito da travetti prefabbricati in calcestruzzo (dosaggio di cemento 6 kn/m 3 ) armato ad armatura lenta con interposti tavelloni in laterizio disposti in duplice ordine a formare una camera d'aria. Nei solai con travi tipo "Varese" il tavellone viene posato sulla parte superiore della trave come cassero a perdere per la soletta di calcestruzzo armato, che ha la funzione di ripartire i carichi e rendere monolitica la struttura. I tavelloni poggianti sull'ala superiore della trave sono in genere del tipo a taglio obliquo per favorire la penetrazione del conglomerato nelle forature e migliorare la monoliticità della struttura. Le tavelle di intradosso sono in genere di tipo "Varese", con taglio a gradino. Nati con lo scopo di sostituire i travetti in legno, si diffusero dalla metà degli anni '40 e sino agli anni '60. Da informazioni storiche riguardanti detti solai, si riportano alcune caratteristiche degli stessi: 2

3 IDONEITA' STATICA Nelle indagini diagnostiche dei solai degli edifici scolastici pubblici Lotto 2 Scuola primaria Monteverdi, di cui alla relazione del 18/7/2016, è riportato: Devono invece essere soggetti a limitazione di portata i solai tipo Varese che costituiscono gli orizzontamenti della prima edificazione, parallela a viale Po, rispettando i valori dei carichi variabili indicati nelle allegate verifiche. Inoltre l' Analisi dei carichi dello stato attuale dei solai di cui alla citata relazione, è la seguente: 3

4 Soffitto piano seminterrato (secondo solaio Zona A= D''') Pavimento 1,00 kn/mq Tramezze 0,00 kn/mq Trave Varese, n 2 tavelle da 4 cm, cappa 3 cm 1,50 kn/mq Intonaco Permanente 2,80 kn/mq Dalla verifica statica eseguita nella relazione Indagini diagnostiche dei solai della scuola Monteverdi, risulta verificata la stabilità del solaio Varese considerando un carico variabile di 2,30 kn/mq, inferiore a 3,00 kn/mq, stabilito dalla normativa NTC 08. Il progetto prevede i seguenti carichi Pavimento vinilico Soletta di rinforzo spessore 2,5 cm Trave Varese, n 2 tavelle da 4 cm, cappa 3 cm Intonaco Permanente 0,60 kn/mq 1,50 kn/mq 2,70 kn/mq Le verifiche eseguite con specifico software di calcolo testato dall'università Federico II di Napoli, allegate alla presente relazione, hanno dato esito favorevole, considerando un carico variabile di 3,0 kn/mq. Soffitto piano seminterrato (secondo solaio Zona D'') Pavimento 1,00 kn/mq Tramezze 0,00 kn/mq Trave Varese, n 2 tavelle da 4 cm, cappa 3 cm 1,50 kn/mq Intonaco Controsoffitto 0,15 kn/mq Permanente 2,95 kn/mq Dalla verifica statica eseguita nella relazione Indagini diagnostiche dei solai della scuola Monteverdi, risulta verificata la stabilità del solaio Varese considerando un carico variabile di 2,20 kn/mq,.inferiore a 3,00 kn/mq, stabilito dalla normativa NTC 08. Il progetto prevede i seguenti carichi Pavimento vinilico 4

5 Soletta di rinforzo spessore 2,5 cm 0,60 kn/mq Trave Varese, n 2 tavelle da 4 cm, cappa 3 cm 1,50 kn/mq Intonaco Controsoffitto 0,15 kn/mq Permanente 2,85 kn/mq Le verifiche eseguite con specifico software di calcolo testato dall'università Federico II di Napoli, ed allegate alla presente relazione, hanno dato esito favorevole, considerando un carico variabile di 3,0 kn/mq. Soffitto piano seminterrato (secondo solaio Zona D') Pavimento 1,00 kn/mq Tramezze 0,00 kn/mq Trave Varese, n 2 tavelle da 4 cm, cappa 3 cm 1,50 kn/mq Intonaco Permanente 2,80 kn/mq Dalla verifica statica eseguita nella relazione Indagini diagnostiche dei solai della scuola Monteverdi, risulta verificata la stabilità del solaio Varese considerando un carico variabile di 1,80 kn/mq,.inferiore a 3,00 kn/mq, stabilito dalla normativa NTC 08. Il progetto non prevede modifiche riguardanti la pavimentazione esistente e pertanto il carico permanente rimane di 2,80 kn/mq. Le verifiche eseguite con l'inserimento di una struttura metallica, allegate alla presente relazione, hanno dato esito favorevole, considerando un carico variabile di 3,0 kn/mq. INTERVENTO LOCALE E NORMATIVA TECNICA Le Norme tecniche per le costruzioni al paragrafo 8.4 individuano le categorie di intervento strutturale per gli edifici esistenti. I lavori previsti ed esposti analiticamente nel computo metrico estimativo riguardano riparazioni o interventi locali e che comunque comportano un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti che prevedono il rafforzamento delle strutture esistenti (solai) in accordo con quanto contenuto al paragrafo C8.4 della C.M. 617/2009. L'intervento locale sui solai non comporta una variazione significativa di rigidezza nel proprio piano,importante ai fini della ridistribuzione di forze orizzontali nè aumento dei carichi verticali statici né cambia significativamente il comportamento globale della struttura. Il punto C della citata Circolare 617/2009 dispone Ai solai,oltre al compito di garantire 5

6 la resistenza ai carichi verticali,è richiesta anche la rigidezza nel proprio piano allo scopo di distribuire correttamente le azioni orizzontali tra le strutture verticali. ( punto C della citata Circolare 617/2009). Nell'Eurocodice 2,l'art dispone : i fondamentali requisiti strutturali dei solai sono la capacità di sopportare i carichi verticali,la ripartizione trasversale dei carichi,funzione di diaframma rispetto alle azioni,come pure la resistenza alle azioni di natura eccezionale agenti su di essi e sulle loro strutture di sostegno. Le nuove norme tecniche tra l'altro dispongono : Le strutture dei solai che hanno funzione di diaframmi orizzontali atti a trasmettere le forze tra i diversi sistemi resistenti a sviluppo verticale vanno verificate con forze orizzontali agenti,ricavate dalle analisi, aumentate del 30%.. Si precisa però che queste normative non riguardano le costruzioni esistenti per le quali le NTC dedicano il Capitolo 8.Pertanto permangono i limiti prestazionali alle azioni orizzontali dei solai esistenti seppur consolidati stante l'intrinseca natura costruttiva dei solai Varese. Lo scopo dell'intervento di cui trattasi è quello di aumentare il carico di esercizio dei solai a 3,0 KN/mq valore corrispondente la carico verticale uniformemente distribuito indicato al punto delle NTC vigenti. STUDIO DI SOLUZIONI ALTERNATIVE DI CONSOLIDAMENTO DEI SOLAI Qui di seguito sono state comparate tutte le possibili metodologie di intervento per il consolidamento e rinforzo dei solai, tenendo presente che la richiesta di incremento della portata dei carichi richiede una attenta progettazione, data la particolare geometria degli stessi. Inserimento di profilati metallici Il rafforzamento teso a raggiungere un aumento sensibile della intensità di carico per metro quadro, può essere ottenuto con la disposizione di profilati metallici nelle zone tra due successivi travetti. Le operazioni da effettuare sono : - Rimozione dei controsoffitti ove esistenti - scrostamento di intonaco all intradosso del solaio - rimozione delle tavelle - disporre in corrispondenza delle travi spezzoni di profilato ad L resi solidali alle murature portanti mediante tassellatura con resine - sistemare in opera i profilati appoggiandoli sugli elementi ad L e loro fissaggio mediante 6

7 bullonatura - saldare fazzoletti agli spezzoni di profilato per irrigidirlo - Inserimento di profilati secondari ortogonalmente a quelli paralleli ai travetti del solaio per realizzare un rompitratta - Fornitura e posa in opera di strisce di polietilene per appoggio profilati tavella superiore - Realizzazione di nuova controsoffittatura all intradosso del solaio. Si è stimato che il costo delle sole opere di carpenteria considerando l applicazione di profilati IPE 140 e IPE 120 è di per piano. A tale importo occorre sommare il costo delle opere edili e dell assistenza alla posa di detti profilati considerando una squadra tipo di tre persone operanti per quindici giorni lavorativi: 3 x 8 x 15 x 35,00 = per piano. I materiali di consumo sono valutati circa 2.000,00 per piano, per cui il costo dell intervento risulta: 2 x ( ) = Da tale computo sono esclusi i costi della rimozione delle controsoffittature esistenti ed il loro rifacimento. Tale soluzione rimane pertanto attuabile solamente per una porzione limitata riguardante una porzione dei soffitti del piano seminterrato escludendo per motivi economici il disfacimento e successivo rifacimento dei controsoffitti. Rinforzo a flessione dei solai con materiali compositi FRP Il rinforzo a flessione dei solai Varese può essere realizzato con l ausilio di fibre di carbonio FRP poste all intradosso dei singoli travetti ed in asse con essi, con le fibre secondo la direzione longitudinale. Una volta eseguito il rinforzo è da prevedere una rasatura protettiva. L obiettivo dell intervento è innalzare la capacità portante degli elementi strutturali da rinforzare in modo da ridurre lo stato tensionale delle travi ai limiti previsti. La progettazione con FRP non è espressamente normata nelle NTC08 che rimandano alle istruzioni CNR DT 200/2004 e alle linee guida del Tutto ciò premesso i costi della sola fornitura e posa in opera di tali materiali si possono stimare in 100/ml cui devono essere aggiunti quelli delle opere e assistenze murarie quantificabili in 20/ml per un totale di 120/ml. Lo sviluppo lineare dei travetti delle aule, del corridoio e dei servizi igienici di un piano, è di m 280 e pertanto il costo del rinforzo risulta di ,00 per piano, per un totale di ,00. Da tale computo sono esclusi i costi della rimozione delle controsoffittature esistenti ed il loro 7

8 rifacimento. Si esclude tale soluzione per motivi economici, in quanto richiede il disfacimento e successivo rifacimento dei controsoffitti. Consolidamento strutturale mediante nuova soletta in calcestruzzo leggero con connessione chimica Detto intervento richiede le seguenti fasi operative: - Demolizione della pavimentazione esistente e del relativo sottofondo - Demolizione della soletta spessore 3 cm collaborante con i travetti - Rimozione della tavella superiore rimasta danneggiata dalla precedente demolizione - Posa in opera di nuova tavella - Connessione chimica travetto nuova soletta 5cm calcestruzzo alleggerito e armata con rete elettrosaldata. - Ammorsamento del solaio con le pareti perimetrali Il punto debole di tale intervento è quello relativo alla demolizione della soletta collaborante che comporta, come si è potuto constatare durante le indagini effettuate in data ,la rottura della tavella superiore. Tale fatto comporta inevitabilmente la loro rimozione e sostituzione, con difficoltà operative e conseguente aggravio di costi. Occorre inoltre considerare che le parti distaccate della tavella superiore ed i frammenti della soletta possono cadere sulla tavella inferiore con evidenti difficoltà operative e maggiori costi conseguenti alla rimozione di detti materiali. D'altra parte anche volendo conservare la soletta collaborante con i travetti, avente spessore di 3 cm e realizzare superiormente il massetto armato alleggerito, avente spessore di 5 cm, non potremmo rispettare le attuali quote della pavimentazione finita, pur impiegando pavimenti vinilici e quindi di ridotto spessore, risultando una maggiore altezza di circa 3 cm rispetto all'attuale pavimentazione. Riteniamo pertanto che le problematiche sopra evidenziate rendano tale soluzione non attuabile. *** SOLUZIONE PROGETTUALE SCELTA Consolidamento strutturale mediante interconnessione chimica di malta cementizia monocomponente colabile fibrorinforzata, su soletta esistente Il sistema di consolidamento dei solai con la soluzione dell'interconnessione chimica si basa sullo stesso principio tecnico della connessione meccanica, ovvero rendere collaborante la nuova 8

9 soletta in malta cementizia monocomponente fibrorinforzata con il solaio esistente, aumentando l'inerzia dell'intera struttura orizzontale. Detto intervento richiede le seguenti fasi operative: - Demolizione della pavimentazione esistente e del relativo sottofondo - Irruvidimento del supporto - Ancoraggio perimetrale con monconi metallici Il collegamento delle pareti al solaio è importante per la continuità strutturale (comportamento scatolare), mentre il funzionamento a diaframma è efficace per la rigidezza nel piano (ridistribuzione delle forze nel piano). - Consolidamento superficiale con primer - Getto estradossale sulla superficie di malta cementizia monocomponente colabile, fibrorinforzata, spessore 2,5 cm - Stesura malta autolivellante. - Pavimentazione in gres porcellanato a basso spessore. Il contributo fondamentale offerto dal connettore chimico è quello di ottima e robusta adesione tra i due elementi (solaio esistente e nuova soletta in malta fibrorinforzata) trasferendo, grazie ad un'elevata resistenza di adesione e al taglio, le sollecitazioni taglianti della nuova soletta in calcestruzzo armato al solaio esistente. L'obiettivo finale è quello di conseguire un'unica inerzia della struttura, maggiore della somma delle due singole (nuova soletta e solaio esistente). La connessione chimica deve possedere una resistenza di adesione almeno pari alle sollecitazioni taglianti trasmesse dalla nuova soletta in cls alla struttura esistente, assicurando una perfetta continuità di tenuta meccanica tra il solaio esistente e la nuova soletta in calcestruzzo. La soluzione scelta, oltre a migliorare la resistenza statica della sezione in c.a., non incrementa i carichi permanenti (anzi li diminuisce seppur di poco) quindi non peggiora il comportamento sismico dell'edificio, anche se le verifiche condotte non riguardano il comportamento sismico del fabbricato. Il progetto comprende, oltre alla presente relazione tecnica, i seguenti documenti: - calcoli esecutivi - elaborati grafici: * Tavola 1 Individuazione aree di intervento * Tavola 2 Primo solaio, stato attuale * Tavola 3 Primo solaio, stato futuro * Tavola 4 Particolari rinforzi con profilati metallici - computo metrico estimativo - elenco prezzi unitari - schema contratto 9

10 - capitolato speciale d'appalto - cronoprogramma dei lavori - quadro di incidenza percentuale della quantità di manodopera. Cremona, 12/05/2017 Il progettista Dott. Ing. Mario Falloni 10