C I T T À D I C H I E R I C I T T À M E T R O P O L I T A N A D I T O R I N O Ristrutturazione edificio di proprietà comunale Via Albussano 19 / Angolo via della Pace PROGETTO ESECUTIVO RELAZIONE TECNICA S P E C I A L I S T I C A E CALCOLI ESECUTIVI SULLE STRUTTURE NOVEMBRE 2015 B m a r c o m a c c a g n o a r c h i t e t t u r a & t e r r i t o r i o BUTTIGLIERA D'ASTI / VIA VALENTINO 37 / 14021 / AT 349-2981262 / info@studiomaccagno.it w w w. s t u d i o m a c c a g n o. i t
RELAZIONE TECNICO STRUTTURALE La presente relazione riguarda le opere di consolidamento strutturale da realizzare su alcuni solai esistenti, presenti all interno dell edificio comunale sito in comune di Chieri in via Albussano 19 angolo via della Pace. DESCRIZIONE DELLE OPERE DA REALIZZARE SOLAIO 1 Consolidamento di un solaio a volta con controsoffitto. Sezione e particolare intervento 1
Per questo solaio viene proposto un particolare tipo d intervento; esso potrà anche variare durante l esecuzione delle opere poiché al momento vi è un certo grado d incertezza su materiali e effettiva costituzione del manufatto. Le indagini ad oggi condotte, hanno portato alla luce diverse e utili informazioni per lo studio dello stesso, ma la presenza del controsoffitto all intradosso e della pavimentazione all estradosso hanno creato diverse difficoltà nell approfondimento del caso. Durante l esecuzione dei lavori, e con l ausilio dell impresa specializzata, verranno approfondite le indagini volte a raffinare la proposta di consolidamento qui esplicitata. L obiettivo dell intervento è quello di diminuire i carichi verticali agenti sulla volta, creando sopra ad essa un nuovo solaio che scarichi il peso direttamente sulle murature portanti. Si è deciso di adottare un solaio in lamiera grecata collaborante con getto in calcestruzzo superiore, vincolato alle murature mediante appoggi con profili in acciaio a elle, a loro volta fissati ai muri portanti mediante tirafondi. In prossimità della chiave di volta il nuovo solaio verrà fatto poggiare sulla volta stessa, in modo che essa risulti comunque caricata e quindi stabilizzata. Si ribadisce che l intervento proposto potrà subire modifiche durante la cantierizzazione delle opere. Analisi dei carichi Peso proprio solaio in lamiera grecata con getto collaborante = 240 kg/mq Peso proprio finiture (massetto alleggerito e pavimento leggero) = 100 kg/mq Sovraccarico accidentale = 200 kg/mq Progetto lamiera grecata Per il progetto e la verifica della lamiera grecata si assume l ipotesi di un foglio di lamiera largo un metro e poggiante su tre appoggi. 2
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Si è deciso di adottare la lamiera collaborante A 55/P 600 con H soletta 12 cm e spessore lamiera 1,20 mm verifiche fase 1 (getto della soletta) P = peso proprio della soletta = 240 Kg/mq x striscia lamiera larga 1,00m = 240 kg/ml 4
Taglio [kg] Momento [kg m] verifiche a flessione M 23.719,00 i = 645,94 kg/cmq tensione al lembo inferiore (accettabile) W 36,72 i M 23.719,00 s = 752,98 kg/cmq tensione al lembo superiore (accettabile) W 31,50 verifica a taglio s T max < 1.360,00 kg 5
verifiche fase 2 (con soletta collaborante) P = Peso proprio soletta + Peso finiture + Sovraccarico = 540 kg/ml Taglio [kg] Momento [kg] 6
verifiche a flessione M 53.367,00 i = 477,00 kg/cmq tensione al lembo inferiore (accettabile) W 111,88 i M 53.367,00 s = 23.43 kg/cmq tensione al lembo superiore (accettabile) W 2.277,62 verifica a taglio s T max < 1.360,00 kg Un eventuale modellazione strutturale della volta esistente, potrà essere esplicitata solamente a seguito di indagini maggiormente approfondite da eseguirsi in corso d opera. 7
SOLAIO 2 Consolidamento di solaio in legno Consolidamento di solaio in assito e massetto in calcestruzzo, con struttura portante principale costituita da 2 travi in legno (sez. 35 cm x h.30 cm) poggianti su muratura portante, aventi luce di calcolo max di 7,80 m. Sezione trasversale del solaio in legno Il solaio in oggetto richiede un intervento di consolidamento, in quanto le due sole travi in legno su una luce di calcolo di 7,80 m risultano insufficienti a garantire la sicurezza dell impalcato. Si procederà pertanto ad aumentare la portanza delle travi aumentandone l altezza utile, attraverso la realizzazione di un solaio misto in legno e cls con connettori in acciaio. La parte in cemento armato, verrà realizzata all interno dello spessore del massetto esistente evitando così inutili incrementi di peso proprio del solaio stesso. 8
Il nuovo solaio in legno e cls con utilizzo di connettori in acciaio In sede esecutiva si valuteranno ulteriori interventi all intradosso del solaio, mirati alla posa in opera di travi rompi tratta in acciaio in direzione ortogonale alle travi in legno, da fissare alla muratura esistente. Verranno inoltre condotti interventi per limitare il degrado delle strutture in legno esistenti. Nello specifico si prevede: Pulitura delle travi e dell assito: pulitura generale con scartavetratura manuale, successiva stuccatura e rasatura delle parti ammalorate. Protezione delle travi e dell assito: ad intervento effettuato i legni verranno ulteriormente trattati con una doppia mano di olio di lino crudo ed applicazione finale di impregnante antifungo, anti muffa. Analisi dei carichi Malta autolivellante superficiale (sp. 1cm) = 1.800 kg/mc x 1m x 1m x 0,01m = 18,00kg/mq Massetto in cls armato (sp. 8cm) = 2500 kg/mc x 1m x 1m x 0,08m = 200,00 kg/mq Assito (sp. 3cm stimato) = 600 kg/mc x 1m x 1m x 0,03m = 18,00 kg/mq Sovraccarico = 200,00kg/mq Carico tot. ogni ml di trave = (18,00+200,00+18,00+200,00)kg/mq x larg. d influenza 2,65m = 1.155,40 kg/ml 9
Taglio [kg] Momento [kg m] 10
principali verifiche trave attuale in legno sez. 35cm x h 30cm verifica a flessione pre intervento M 790.871,00 = 188,30 kg/cmq > 80,00 kg/cmq NON VERIFICATO W c 5.250,00 0,80 verifica a taglio pre intervento 3 2 T b h 3 4.274,98 = 6,10 > 1 kg/cmq NON VERIFICATO 2 35 30 Alla luce delle valutazioni sopra esposte, e dato che, le esigenze architettoniche lo consentono, si propone un intervento strutturale mirato a diminuire la luce delle travi in legno, mediante la predisposizione di una trave rompi tratta in acciaio all intradosso. Taglio [kg] 11
Momento [kg m] verifica a flessione (in campata) post intervento M 111.174,00 = 26.47 kg/cmq < 80,00 kg/cmq VERIFICATO W c 5.250,00 0,80 verifica a taglio post intervento 3 2 T b h 3 2.671,77 = 3,81 > 1 kg/cmq (nell appoggio intermedio il valore del taglio resta superiore 2 35 30 al valore assunto come accettabile; in sede esecutiva sarà vagliata la possibilità di inserire una seconda trave rompi tratta al fine di diminuire ulteriormente la luce di calcolo e quindi gli sforzi risultanti) 12
SOLAIO 3 Consolidamento di solaio costituito da profili in acciaio e blocchi in laterizio. Sezione e pianta del solaio Per il consolidamento di questo solaio, dovranno essere condotti interventi specifici a fasi successive. In prima battuta l impalcato dovrà essere correttamente puntellato, in modo da scaricare (parzialmente) gli elementi strutturali dello stesso. Successivamente verrà rimosso il pavimento esistente posto all estradosso del manufatto. Sulla base delle condizioni strutturali del massetto esistente, verranno condotte le procedure successive. In ogni caso, è preferibile evitare la demolizione del massetto esistente (se in buone condizioni) per evitare di trasmettere alla struttura prolungate ed eccessive vibrazioni. Per eventuali lesioni puntuali presenti nel massetto, verranno realizzati interventi a basso spessore mediante l impiego di malte tipo Geolite unitamente all ausilio di reti sottili in acciaio fibro rinforzate. 13
Se al contrario, risulterà poco invasivo per il solaio, giungere fino alla testa delle travi in acciaio, allora verrà realizzato un consolidamento mediante connettori in acciaio e getto integrativo di calcestruzzo armato. Inoltre l impalcato sarà vincolato alla muratura mediante legature a coda di rondine. Analisi dei carichi Peso proprio del solaio (stimato) = 300 kg/mq Peso proprio finiture (stimato) = 100 kg/mq Sovraccarico = 200 kg/mq carico agente ogni ml di travetto = (300+100+200)kg/mq x 0,90m = 540,00 kg/ml proprietà del travetto esistente: sulla base dei rilievi effettuati in loco, appare lecito supporre che i travetti in acciaio esistenti possano essere assimilati al tipo di profilati doppio T serie normale NP 180 e tipo di acciaio similare al Fe 360 o inferiore. 14
Taglio [kg] Momento [kg m] verifica a flessione pre intervento M 303.007,00 = 1.882,03 kg/cmq > 1.600 kg/cmq NON VERIFICATO W 161,00 verifica a taglio pre intervento T 1.809,00 = 145,65 kg/cmq < 900 kg/cmq VERIFICATO A 0,69 18 A livello generale i risultati sopra ottenuti (anche se le verifiche non risultano completamente positive) mostrano una condizione del manufatto non eccessivamente preoccupante; visto però che la verifica a flessione non risulta soddisfatta, e considerato un certo grado d incertezza relativamente alle caratteristiche meccaniche dei manufatti e dei materiali in genere, si propone comunque un consolidamento strutturale all estradosso mediante la posa di connettori e getto di soletta collaborante in cls. 15
MATERIALI ACCIAIO PER CARPENTERIA METALLICA Proprietà dei materiali per la fase di analisi strutturale Modulo Elastico: 2.100.000 kg/cm 2 (206.010 N/mm 2 ) Coefficiente di Poisson: 0.3 Caratteristiche minime dei materiali Fe 510B S355 tensione di rottura 510 N/mm 2 5200 Kg/cm 2 tensione di snervamento tensione ammissibile per elementi di spessore < 40mm tensione ammissibile per elementi di spessore > 40mm tensione ammissibile per elementi di spessore < 40mm soggetti a ad azioni inerziali tensione ammissibile per elementi di spessore > 40mm soggetti ad azioni inerziali 355 N/mm 2 3618 Kg/cm 2 240 N/mm 2 2445 kg/cm 2 210 N/mm 2 2140 kg/cm 2 270 N/mm 2 2752 kg/cm 2 236 N/mm 2 2408 kg/cm 2 16
Acciaio per C.A. ACCIAIO PER C.A. FE B 44 K METODO AGLI STATI LIMITE fyk tensione caratteristica di snervamento: ftk tensione caratteristica di rottura: ftd tensione di progetto a rottura: 4400 kg/cm 2 ( 431 N/mm 2 ) 5500 kg/cm 2 ( 540 N/mm 2 ) fyk / S = fyk / 1,15 = 3826 kg/cm 2 (= 375 N/mm 2 ) L acciaio dovrà rispettare i seguenti rapporti: fy / fyk 1,35 ft / fy 1,13 Controlli in cantiere delle barre d armatura (3 spezzoni dello stesso diametro) fy = fm - 100 dan/cm 2 NORMATIVA Norme tecniche sulle costruzioni 2008. D.M. LL. PP. 14-02-92 D.M. LL. PP. 16-01-96 17