COMUNE DI LUSCIANO Provincia di Caserta ADEGUAMENTO STRUTTURALE DELL EDIFICIO SCOLASTICO SCUOLA ELEMENTARE Via Boccaccio RELAZIONE SULLE CARATTERISTICHE DEI MATERIALI Novembre 2015 Il R.T.P. Prof. Ing. Ferdinando LUMINOSO Dott. Ing. Giovanni Toscano Dott. Arch. Vincenzo Vitone
INDICE PREMESSE... 3 A. SINTESI DELLE RISULTANZE DELLE INDAGINI E DELLE PROVE... 5 A.1 PROVA DI CARICO SUL SOLAIO NELL EDIFICO... 5 A.2 PROVA DI CARICO AI MARTINETTI PIATTI... 8 A.3 PROVA ULTRASONICA SULLA MURATURA... 9 A.4 PROVA A COMPRESSIONE SU CAROTE DI CALCESTRUZZO... 10 A.5 PROVE SONREB... 12 B. CONSIDERAZIONI SUI LIVELLI DI CONOSCENZA E FATTORI DI CONFIDENZA RAGGIUNTI... 15 Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 2 di 20
Premesse La presente relazione intende illustrare l elaborazione dei dati prodotti dalle prove di laboratorio e dai saggi in sito, che sono estremamente significativi per la scelta definitiva del livello di conoscenza e del relativo FC. In particolare trattandosi di un edificio di tipo misto, verranno indicate separatamente le prove effettuate sugli elementi in cemento armato e sulla struttura in muratura. La relazione inoltre fornisce informazioni sui criteri di definizione dei livelli di conoscenza e del relativo FC, sul grado di affidabilità delle prove eseguite, sulla omogeneità dei materiali presenti negli edifici. Sia per le strutture in c.a. che per quelle in muratura, si rinvia alla relazione redatta dal Laboratorio Ufficiale TECNOLAB s.r.l., riportata nell Appendice A della Relazione R04, nella quale è stato riportato quanto segue: - Formule di conversione utilizzate per correggere i dati relativi alle singole prove in dati di progetto; - Calcoli relativi all elaborazione dei dati di prova trattati attraverso prove combinate (SONREB); - Calcoli relativi al procedimento di taratura delle prove non distruttive caratterizzate dalla correlazione intercorrente tra i dati ricavati dalle prove di carotaggio e dalla SONREB, effettuate nello stesso punto di indagine; - Dati e parametri meccanici desunti dalle prove sperimentali sulle strutture in muratura ed in c.a.. Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 3 di 20
Per comodità espositiva la relazione è suddivisa nei seguenti paragrafi: A. SINTESI DELLE RISULTANZE DELLE INDAGINI E DELLE PROVE. B. CONSIDERAZIONI SUI LIVELLI DI CONOSCENZA E FATTORI DI CONFIDENZA RAGGIUNTI. Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 4 di 20
A. SINTESI DELLE RISULTANZE DELLE INDAGINI E DELLE PROVE Per ognuna delle prove sperimentali si riportano i quadri di sintesi concernenti le risultanze. A.1 PROVA DI CARICO SUL SOLAIO NELL EDIFICIO In relazione alla prova di carico sul solaio si è fatto riferimento alle prove precedentemente effettuate sull edificio. Tali prove, effettuate nel settembre del 2004 dal laboratorio PLP group srl, hanno evidenziato per i tre orizzontamenti i seguenti risultati: Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 5 di 20
_Solaio Piano Primo Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 6 di 20
_Solaio Piano di Copertura Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 7 di 20
A.2 PROVA DI CARICO AI MARTINETTI PIATTI Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 8 di 20
A.3 PROVA ULTRASONICA SULLA MURATURA Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 9 di 20
A.4 PROVA A COMPRESSIONE SU CAROTE DI CALCESTRUZZO Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 10 di 20
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A.5 PROVE SONREB Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 12 di 20
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A.6 PROVA DI TRAZIONE SU BARRE DI ACCIAIO Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 14 di 20
B. CONSIDERAZIONI SUI LIVELLI DI CONOSCENZA E FATTORI DI CONFIDENZA RAGGIUNTI Le Norme Tecniche per le costruzioni del 2008 emanate con D.M. 14.01.2008 e la relativa Circolare Ministeriale n. 617/2009 danno utili e preziose indicazioni per la progettazione del piano di prove strutturali da eseguire, in funzione dei livelli di conoscenza da raggiungere e dei fattori di confidenza da adottare. Giova preliminarmente ricordare che la conoscenza dell edificio risulta di fondamentale importanza ai fini di una adeguata analisi, e può essere conseguita con diversi livelli di approfondimento, in funzione dell accuratezza delle operazioni di rilievo, delle ricerche storiche, e delle indagini sperimentali. In particolare ai fini della scelta del tipo di analisi e dei valori dei fattori di confidenza, la circolare 617/09 al punto C8A.1.A.4, definisce i seguenti tre livelli di conoscenza: LC1 - Conoscenza Limitata: si intende raggiunto quando sono stati effettuati il rilievo geometrico, verifiche in situ limitate sui dettagli costruttivi ed indagini in situ limitate sulle proprietà dei materiali; LC2 - Conoscenza Adeguata: si intende raggiunto quando sono stati effettuati il rilievo geometrico, verifiche in situ estese ed esaustive sui dettagli costruttivi ed indagini in situ estese sulle proprietà dei materiali; LC3 - Conoscenza Accurata: si intende raggiunta quando sono stati effettuati il rilievo geometrico, verifiche in situ estese ed esaustive sui dettagli costruttivi ed indagini in situ esaustive sulle proprietà dei materiali. Inoltre il D.M. sopra citato specifica che Il rilievo deve individuare l organismo resistente della costruzione, tenendo anche presente la qualità e lo stato di conservazione dei materiali e degli elementi costitutivi e che Per conseguire un adeguata conoscenza delle caratteristiche dei materiali e del loro degrado, ci si Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 15 di 20
baserà su documentazione già disponibile, su verifiche visive in situ e su indagini sperimentali. Le indagini dovranno essere motivate, per tipo e quantità, dal loro effettivo uso nelle verifiche; nel caso di beni culturali e nel recupero di centri storici, dovrà esserne considerato l impatto in termini di conservazione del bene. Tali prescrizioni hanno consentito di programmare il piano di prove strutturali, dopo che: - È stata acquisita tutta la documentazione disponibile (progetto originario ed eventuali atti di collaudo); - È stato stabilito l anno di progettazione; ricostruire la eventuale sequenza di esecuzione (sia in elevazione che in termini di corpi di fabbrica); - Sono state effettuate considerazioni basate sulla pratica progettuale dell epoca di costruzione ovvero sulle caratteristiche geometriche della struttura allo scopo di individuare elementi o parti che, per criterio di progetto o per condizioni di simmetria, siano stati dimensionati (e armati nel caso di strutture in cemento armato) allo stesso modo; - Per le strutture in muratura, è stata eseguita una serie di saggi che ha consentito di prendere visione del tipo di muratura utilizzata, della sua tessitura sui paramenti esterni ed in senso trasversale, dei dettagli di ammorsamento utilizzati nei cantonali e negli incroci tra muri portanti, della qualità del collegamento tra orizzontamenti e pareti, dell esistenza di architravi efficienti e di elementi atti ad eliminare le spinte eventualmente presenti. Non è stato riscontrato alcun quadro fessurativo e deformativo particolarmente preoccupante. Queste considerazioni preliminari sono state poste quindi alla base della raccolta e dell analisi dei dati utili per la conoscenza degli edifici, nonché per un ottimale ed efficace progettazione del piano di indagine. Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 16 di 20
Si è inoltre tenuto conto che le indicazioni della Circolare n. 617 non hanno lo stesso livello di cogenza del D.M. 14.01.08 a cui sono allegate e vanno riguardate come utile riferimento per il tecnico che si appresta a stabilire numero, tipo e posizione delle prove da eseguire. Per le strutture in cemento armato, la Circolare n. 617 prevede che, indipendentemente dal livello di conoscenza che si vuole raggiungere, si possano effettuare prove sui materiali mediante verifiche limitate, estese o esaustive. Quindi, se la progettazione del piano delle prove è stato preceduto, come nel caso in esame, dalle analisi preliminari sopra descritte, è stato possibile effettuare la valutazione della sicurezza globale basandosi su verifiche limitate (1 provino di cls per 300 mq di piano dell edificio, 1 campione di armatura per piano dell edificio), percui è stato possibile: a) ridurre ulteriormente il numero di carote di calcestruzzo sfruttando quanto suggerito dalla Circolare n. 617 per cui Ai fini delle prove sui materiali è consentito sostituire alcune prove distruttive, non più del 50%, con un più ampio numero, almeno il triplo, di prove non distruttive, singole o combinate, tarate su quelle distruttive ; b) ridurre il numero dei prelievi di campioni di armatura, in considerazione della delicatezza e della laboriosità dell estrazione e del successivo ripristino; (ciò è stato reso possibile, in quanto era nota con buona approssimazione l epoca di costruzione e quindi la relativa classe dell acciaio utilizzato come barre di armatura). Per le strutture in muratura, come si evince dalla Tabella C8A.1.1 della Circolare n. 617, nel caso in cui si voglia raggiungere un livello di conoscenza LC2, sono state limitate al minimo le prove distruttive e debolmente distruttive, in quanto si è identificata con accettabile certezza il tipo di muratura in esame, e ciò ha consentito di effettuare l analisi e le verifiche utilizzando i valori medi di resistenza e Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 17 di 20
modulo elastico relativo alla corrispondente muratura in Tabella C8A.2.1. Infatti, a valle di preliminari saggi visivi, la muratura non hanno presentato una tessitura irregolare. Ovviamente sussistendo tali condizioni, l esecuzione delle prove è stata comunque subordinata alla selezione del livello di conoscenza che si mirava ad ottenere. Il livello di conoscenza LC3, secondo quanto previsto dalla Circolare n.617, richiede l esecuzione di prove distruttive molto onerose (es., compressione diagonale) e quindi non è stato posto come obiettivo nella progettazione di interventi su ordinarie strutture in muratura. Nel caso specifico si intende riportare in un opportuno quadro di sintesi il piano di indagine, che ha dato luogo, per i vari edifici costituenti il plesso scolastico, ad un livello di conoscenza LC2 sia per le strutture in c.a., sia per le strutture in muratura. Tale quadro, redatto separatamente per le strutture in c.a. e in muratura, offre anche la possibilità di operare un opportuno confronto. Nel caso specifico, sebbene il fabbricato non risulti vincolato, per una dettagliata valutazione del fattore di confidenza da adottare si è ritenuto opportuno utilizzare l approccio definito nelle Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle norme tecniche per le costruzioni. In altre parole sono stati determinati diversi fattori parziali di confidenza sulla base dei coefficienti numerici riportati nella tabella seguente e i cui valori sono associati alle quattro categorie di indagine ed al livello di approfondimento in esse raggiunto: F 1 4 C F Ck k 1 Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 18 di 20
Figura.1. Tabella 4.1. delle Linee Guida Definizione dei livelli di approfondimento delle indagini sui diversi aspetti della conoscenza e relativi fattori parziali di confidenza Per quanto evidenziato si ottiene: INDAGINE LIVELLO DI APPROFONDIMENTO F.C. Rilievo geometrico Rilievo geometrico completo F c1 = 0.05 Rilievo metrico e dei dettagli costruttivi Esteso rilievo materico e degli elementi costruttivi F c2 = 0.06 Proprietà meccaniche dei materiali limitate indagini sui parametri meccanici dei materiali F c3 = 0.06 Disponibilità di dati geologici e sulle strutture Terreno e fondazioni fondazionali; limitate indagini sul terreno e le fondazioni Figura.2. Definizione dei fattori di confidenza parziali F c4 = 0.03 F 1 4 C F Ck k 1 1 (0.05 0.06 0.06 0.03) 1.20 Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 19 di 20
Pertanto è stato possibile ritenere che il livello di conoscenza raggiunto è LC2 Conoscenza adeguata e quindi nelle valutazioni si adottato un fattore di confidenza FC=1,20. Il R.T.P. Prof. Ing. Ferdinando LUMINOSO Dott. Ing. Giovanni Toscano Dott. Arch. Vincenzo Vitone Rif.: 067 14 er05.doc Pagina 20 di 20