Esempi applicativi Progetti di miglioramento e conservazione

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1 Esempi applicativi Progetti di miglioramento e conservazione Sergio LAGOMARSINO Dipartimento di Ingegneria delle Costruzioni,dell Ambiente e del Territorio Università degli Studi di Genova sergio.lagomarsino@unige.it Roma, 2 luglio 2008 Linee guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale Corso di aggiornamento Roma, complesso del San Michele. 30 giugno - 3 luglio 2008

2 IMMACOLATA CONCEZIONE Toscolano Maderno (BS) La chiesa è inserita all interno del complesso monumentale della Chiesa di S. Andrea. E una chiesa ad una navata suddivisa con 3 campate (6.65 x 13.3 m) con altezza massima esterna delle pareti laterali di 6 m. All interno sono presenti delle volte a crociera con una copertura lignea a due falde.

3 IMMACOLATA CONCEZIONE Toscolano Maderno (BS) Stato di danno: MECCANISMI NEL PIANO DELLA FACCIATA

4 IMMACOLATA CONCEZIONE Toscolano Maderno (BS) Analisi storica Estratto della mappa catastale del Regno Lombardo-Veneto (1852) Estratto della mappa catastale del Regno d Italia (1898)

5 IMMACOLATA CONCEZIONE Toscolano Maderno (BS) Analisi storica

6 IMMACOLATA CONCEZIONE Toscolano Maderno (BS) LIVELLI DI PROTEZIONE SISMICA: Toscolano: ZONA a g : 0.25 g Suolo B: S = Ordinanza n 36 del marzo 2005 Regione Lombardia Livello di protezione al 50% rispetto al valore di accelerazione dello spettro elastico OPCM 3274/03 a g S : g LINEE GUIDA Toscolano: a max = 0.163g OPCM 3519/2006 Suolo B: S = 1.25 γ i = 0.65 Rilevanza media; Categoria d uso saltuario a max S γ i = g

7 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) Analisi per macroelementi: Il programma utilizzato per le analisi è stato sviluppato all interno di una convenzione tra il Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica (Università di Genova) e la Regione Marche per l elaborazione di Modelli di Calcolo per la Vulnerabilità Sismica delle Chiese ed il Progetto di Interventi di Miglioramento (1999) α 0 = 0.25 α 0 = 0.33 α 0 = 0.10 α 0 = 0.07 α 0 = 0.11 B 2 B 2 C 1 C 1 3 A 3 1 A a 0 = D a 0 = D Analisi cinematica lineare: a 0* = 0.07 < g - zona 2 (50%), terreno B

8 IMMACOLATA CONCEZIONE Toscolano Maderno (BS) Analisi per macroelementi: FACCIATA α 0 =0.15 Analisi cinematica lineare: a 0* = 0.15 g > g - zona 2 (50%), terreno B

9 IMMACOLATA CONCEZIONE Toscolano Maderno (BS) Interventi proposti: inserimento di ringrossi in muratura (contrafforti) in corrispondenza della facciata e tra la prima e seconda campata dell aula;

10 IMMACOLATA CONCEZIONE Toscolano Maderno (BS) Analisi dei macroelementi prima e dopo la realizzazione degli interventi Accelerazione spettrale di attivazione a 0 * PRIMA DOPO Soddisfacimento analisi cinematica lineare PRIMA DOPO Facciata Meccanismo nel piano 0.15 g 0.45 g SI SI Risposta trasversale dell aula 0.07g 0.2 g NO SI Lavori a misura (Vedi allegato 14 Computo metrico estimativo) Costo dell intervento: ,89 (compresa IVA al 10%) A1) OPERE PROVVISIONALI 2.952,98 A2) RISARCITURE ED INIEZIONI 8.428,93 A3) REALIZZAZIONE CONTRAFFORTI 3.285,48 A4) OPERE DI COMPLETAMENTO 457,66 A5) TRASPORTI E ASSISTENZE 2.017,58 Totale lavori a misura A) ,63 I.V.A. su lavori a misura A) 10% di , ,26 TOTALE LAVORI A MISURA A ,89

11 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) L aula della chiesa è ad un'unica navata (di dimensioni esterne pari a m ed altezza interna di m), è presente un abside circolare (di raggio interno pari a 2.8 m) ed un campanile in corrispondenza della parte terminale della parete laterale sinistra (lato interno pari 1.6 m ed altezza pari a 16 m)

12 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) Stato di danno: MECCANISMI IN COPERTURA Sfilamento dei terzeri e della testa delle capriate della copertura

13 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) Stato di danno: RISPOSTA DEGLI ARCHI TRIONFALI

14 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) Stato di danno: RISPOSTA DEGLI ARCHI TRIONFALI

15 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) Indagini diagnostiche: RISPOSTA DEGLI ARCHI TRIONFALI LOCALITA': Chiesa di Carpedena, Vobarno (Bs) TIPO SONDAGGIO: verifica visiva IDENTIFICAZIONE: arco principale Data : 09/06/2005 pilastri in mattoni pieni (foto n.1) 1 la camera d'aria e uno dei pilastrini che sorreggono le travi setto in laterizi forati 3 arco continuità della struttura di copertura all'interno della camera d'aria camera d'aria cordolo lesionato in solo calcestruzzo, spesso cm 30 2

16 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) Indagini diagnostiche: QUALITA DELLA MURATURA Stratigrafia trasversale: sondaggio tramite un carotaggio della muratura (φ 30 mm) e successiva ripresa video-endoscopica LOCALITA': Chiesa di Carpedena, Vobarno (Bs) TIPO SONDAGGIO: videoendoscopia LOCALITA': Chiesa di Carpedena, Vobarno (Bs) TIPO SONDAGGIO: videoendoscopia IDENTIFICAZIONE: muratura perimetrale aula N SONDAGGIO: E1 IDENTIFICAZIONE: muratura divisoria aula - cappella N SONDAGGIO: E2 TECNICA : perforazione con trapano Data : 09/06/2005 TECNICA : perforazione con trapano Data : 09/06/2005 E1 E ENDOSCOPIA E1 Profondità 60 cm (foro passante) ENDOSCOPIA E2 Profondità 55 cm Stratigrafia 1) muratura lapidea cm 16 2) sacco cm 25 3) muratura lapidea cm 16 4) intonaco interno cm 3 Stratigrafia 1) intonaco cm 2 2) muratura lapidea cm 15 3) sacco cm 17 4) muratura lapidea cm 15 5) intonaco cm 5 Disegni non in scala Disegni non in scala

17 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) Indagini diagnostiche: QUALITA DELLA MURATURA La presenza di un sacco interno ha determinato l esigenza di investigare la consistenza del materiale costituente il paramento interno. Il prelievo della carota ha evidenziato come il sacco interno sia caratterizzato da un conglomerato, realizzato con una malta bastarda di buone caratteristiche meccaniche, in cui sono stati inseriti elementi lapidei di varie dimensioni N Indicazione dei campioni Dimensioni della carota [mm] Sezione resistente [mm 2 ] Totale [kn] Resistenza Unitaria [Mpa] Data A Concio lapideo φ 122 mm h 100 mm /05/2005 B Sacco interno φ 122 mm h 115 mm /05/2005

18 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) Indagini diagnostiche: QUALITA DELLA MURATURA Indagine soniche LOCALITA': Chiesa di Carpedena, Vobarno (Bs) TIPO SONDAGGIO: prove soniche e sclerometriche IDENTIFICAZIONE: muratura perimetrale / cappella SONDAGGIO: S2 Data : 09/06/ schema punti indagini soniche S2 Disegni non in scala

19 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) LIVELLI DI PROTEZIONE SISMICA: Vobarno: ZONA 2 a g : 0.25 g Suolo B: S = 1.25 Ordinanza n 36 del marzo 2005 Regione Lombardia Livello di protezione al 50% rispetto al valore di accelerazione di ancoraggio dello spettro elastico OPCM 3274/03 a g S : g LINEE GUIDA Vobarno: a max = 0.159g OPCM 3519/2006 Suolo B: S = 1.25 γ i = 0.8 Rilevanza limitata; Categoria d uso molto frequente a max S γ i = g

20 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) Analisi per macroelementi: Il programma utilizzato per le analisi è stato sviluppato all interno di una convenzione tra il Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica (Università di Genova) e la Regione Marche per l elaborazione di Modelli di Calcolo per la Vulnerabilità Sismica delle Chiese ed il Progetto di Interventi di Miglioramento (1999) α 0 = α 0 = α 0 = α 0 = α 0 = α 0 = 0.32 α 0 = 0.97 α 0 = 0.39 α 0 = Analisi cinematica lineare: a 0* = a 0 g/e* > g - zona 2 (50%), terreno B

21 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) Analisi per macroelementi: ARCO TRIONFALE α 0 =0.077 Analisi cinematica lineare: a 0* =0.077 g < g - zona 2 (50%), terreno B

22 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) Interventi proposti: inserimento di un cordolo in muratura armata in corrispondenza delle pareti longitudinali;

23 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) Interventi proposti: inserimento di controventi (croci di S. Andrea) realizzate con tiranti metallici ancorate direttamente sul cordolo e sulle capriate in corrispondenza della trave di colmo in c.a.;

24 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) Interventi proposti: inserimento di piastre metalliche che colleghino i terzeri alla facciata e all arco trionfale;

25 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) Interventi proposti: inserimento di una catena trasversale per entrambi gli archi trionfali a livello del cordolo in calcestruzzo ed in controfacciata;

26 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) Analisi per macroelementi: ARCO TRIONFALE (dopo l intervento) α 0 =0.18 g α 0 = 0.27

27 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS) Analisi dei macroelementi prima e dopo la realizzazione degli interventi Facciata (timpano) Ribaltamento fuori piano Accelerazione spettrale di attivazione a 0 * PRIMA 0.057g DOPO > 1 Soddisfacimento analisi cinematica lineare PRIMA NO DOPO SI Facciata Meccanismo nel piano 0.32 g 0.33 g SI SI Risposta trasversale dell aula 0.047g g NO SI Arco trionfale 0.077g 0.27g NO SI

28 CHIESA DI S. MARGHERITA di SCOZIA Vobarno (BS)

29 Attualmente si stanno ancora realizzando interventi di riparazione post-sisma nelle aree dell Irpinia e Basilicata, senza queste indicazioni CATTEDRALE S. MARIA ASSUNTA Marsico Nuovo (PZ) Crisi sismica del 1980 Intervento in fase di realizzazione

30 CATTEDRALE S. MARIA ASSUNTA Marsico Nuovo (PZ)

35 Chiesa S. Giacomo S. Croce di Magliano (CB) Crisi sismica del Molise - 31 ottobre e 1 novembre 2002

36 Interventi di riparazione e miglioramento sismico del campanile della chiesa di S. Giacomo S. Croce di Magliano (CB) Relazione generale e quadro delle conoscenze Stato di fatto [ ] I primi tre ordini sono realizzati con muratura a pietra a spacco e/o sbozzate con spigoli di dimensioni medio-grandi, allettate con malta aerea di buone caratteristiche in compattezza e coerenza. La tessitura è regolare, sono presenti ricorsi in pietra o in mattoni pieni, particolare cura è posta nella realizzazione dei cantonali. La cella campanaria è realizzata con muratura a doppio paramento: il paramento esterno è realizzato con pietra squadrata di grandi dimensioni, il paramento interno è realizzato con elementi in laterizio. I due paramenti sono ben collegati con elementi diatoni in pietra. La presenza di angolate di buona fattura e di tiranti metallici conferiscono alla struttura una maggiore consistenza, garantendo quel comportamento scatolare necessario al buon funzionamento strutturale.

39 Interventi di riparazione e miglioramento sismico del campanile della chiesa di S. Giacomo S. Croce di Magliano (CB) Verifiche strutturali degli elementi

40 Interventi di riparazione e miglioramento sismico del campanile della chiesa di S. Giacomo S. Croce di Magliano (CB) Verifiche strutturali degli elementi Analisi statica lineare Pre intervento La sollecitazione è esterna al dominio di rottura della sezione e quindi non risulta verificata Post intervento La sollecitazione è interna al dominio di rottura della sezione e quindi risulta verificata

41 Interventi di riparazione e miglioramento sismico del campanile della chiesa di S. Giacomo S. Croce di Magliano (CB) Verifiche strutturali degli elementi Analisi statica lineare stato di fatto Materiali Muratura torre e cella campanaria: muratura a pietra a spacco e/o sbozzate con spigoli e buona tessitura γ m =2200 kg/m 3 f m =30 dan/cm 2 τ 0 =0.78 dan/cm 2 E=23400 dan/cm 2 G=3900 dan/cm 2 Fattore di confidenza FC=1.35 (LC1) Coefficiente parziale di sicurezza γ m =3

42 Interventi di riparazione e miglioramento sismico del campanile della chiesa di S. Giacomo S. Croce di Magliano (CB) Verifiche strutturali degli elementi Analisi statica lineare stato di fatto Materiali Muratura torre e cella campanaria: muratura a pietra a spacco e/o sbozzate con spigoli e buona tessitura γ m =2200 kg/m 3 f m =30 dan/cm 2 τ 0 =0.78 dan/cm 2 E=23400 dan/cm 2 G=3900 dan/cm 2 Fattore di confidenza FC=1.35 (LC1) Coefficiente parziale di sicurezza γ m =3 Azione sismica Categoria di suolo: B2 S=1.25 a g = 0.225g Fattore di struttura - q=2.70 Coefficiente di importanza γ I =1.2

43 Interventi di riparazione e miglioramento sismico del campanile della chiesa di S. Giacomo S. Croce di Magliano (CB) Relazione generale e quadro delle conoscenze Progetto degli interventi Consolidamento torre All interno della torre sarà realizzata una struttura leggera reticolare metallica in Fe 510C che migliora il comportamento tra le pareti e la resistenza. Il traliccio sarà costituito da quattro correnti posizionati negli angoli del vano, realizzati con profili saldati, collegati nel piano di parete da diagonali e montanti. [ ] Il collegamento tra il traliccio e la muratura sarà assicurato da perfori armati lungo le aste con barre f 16 FeB44k. I fori saranno iniettati con resina additiva. L intervento prevede la realizzazione di una comoda scale a rampe in acciaio, saldata alla struttura del traliccio, e la realizzazione di un nuovo pianerottolo di sbarco

44 Interventi di riparazione e miglioramento sismico del campanile della chiesa di S. Giacomo S. Croce di Magliano (CB) Relazione generale e quadro delle conoscenze Progetto degli interventi Consolidamento torre [ ] Il collegamento tra il traliccio e la muratura sarà assicurato da perfori armati lungo le aste con barre φ16 FeB44k. I fori saranno iniettati con resina additiva. L intervento prevede la realizzazione di una comoda scale a rampe in acciaio, saldata alla struttura del traliccio, e la realizzazione di un nuovo pianerottolo di sbarco

45 Interventi di riparazione e miglioramento sismico del campanile della chiesa di S. Giacomo S. Croce di Magliano (CB) Relazione generale e quadro delle conoscenze Progetto degli interventi Consolidamento fondazioni [ ] Il progetto prevede la chiusura del cavo della sezione di fondazione con una soletta da 50cm di spessore opportunamente ancorata ai muri perimetrali. Inoltre è prevista la realizzazione di una palificata esterna in adiacenza ai lati nord ed est. Tale soluzione ha il pregio di non intervenire all interno della chiesa.