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Ecosism per l'adeguamento sismico e l'efficientamento energetico di una scuola

di ECOSISM

06/04/2020 - Adeguamento sismico ed efficientamento energetico della scuola secondaria di primo grado di Falzè di Trevignano (TV) con la tecnica del cappotto sismico: progettazione ed esecuzione

Premessa
L’intervento descritto in questo articolo è quello di adeguamento sismico e contestuale efficientamento energetico della scuola secondaria di primo grado di Falze’ di Trevignano (tv), edificio rilevante ai sensi della D.G.R.Veneto 28 Novembre 2003, n.3645. La tecnica di intervento utilizzata è quella del “cappotto sismico” che permette di dare risposta contemporaneamente sia alle esigenze di aumento della sicurezza sismica dell’edificio che di efficientamento termico e acustico delle superfici verticali opache, operando quasi esclusivamente dall’esterno dell’edificio. Nello specifico il cappotto sismico adottato per realizzare l’intervento è stato prodotto dalla ditta Ecosism di Battaglia Terme - Padova. L’intervento, in fase di completamento in questi giorni, è stato realizzato in continuità di esercizio dell’attività scolastica.

Descrizione dello stato di fatto
La scuola allo stato di fatto era costituita da diversi corpi fra loro separati da giunti di costruzione di ampiezza non adeguata a essere considerati come sismici: i corpi A, B, C e la palestra sono stati realizzati nell'ambito del primo intervento del 1969; successivamente è stato realizzato il primo ampliamento (A1) nel 1976 e il secondo ampliamento (A2) nel 1979. L’ultimo ampliamento A3 è stato realizzato nel 2009, secondo i dettami delle allora vigenti NTC 2008 ed è pertanto escluso dall’intervento di adeguamento sismico.

Il complesso di corpi di fabbrica si sviluppa su un'area di dimensioni 85x40m. Gli edifici si sviluppano su 2 piani con un'altezza massima di circa 10 m rispetto al livello del terreno.
Strutturalmente l'edificio è costituito da fondazioni dirette a trave continua e plinti collegati da travi in c.a.. La struttura fuori terra è costituita da un telaio in c.a. tamponato con muratura di laterizi semipieni. Il pavimento del piano terra è realizzato sopra un solaio in latero-cemento rialzato rispetto alla quota del terreno circostante.
La verifica di vulnerabilità aveva determinato che allo stato di fatto l’indice di rischio allo stato limite di salvaguardia della vita, Ir(ag),SLV era pari a 0.15, evidenziando una grave carenza sismica dell’edificio. Rispetto ai carichi verticali non si evidenziavano invece particolari problematiche.
Pertanto la scelta dell’Amministrazione Comunale è stata quella di procedere con l’adeguamento sismico dell’edificio e di contemporaneo efficientamento energetico dello stesso, approfittando anche dei finanziamenti pubblici concessi per l’esecuzione di tale tipo di interventi.

Descrizione dell’intervento
Stante l'insufficiente resistenza alle azioni orizzontali da parte dell’esistente telaio, e considerata la destinazione d'uso scolastica che impone di limitare al massimo l'interferenza dell'intervento con l'attività scolastica, si è adottata la tecnica di intervento del “cappotto sismico” che consiste nel realizzare una “epidermide antisismica” mediante getto di una parete sottile di calcestruzzo armato – nel caso specifico di spessore 8/10 cm, con singolo strato di armatura baricentrico - all’interno di casseri di materiale isolante a rimanere.
La presenza di giunti di costruzione di ampiezza non adeguata e la forma disarticolata in pianta dell’edificio, ha imposto la necessità di intervenire a livello di solaio per cucire due giunti esistenti ed ampliarne altri due. Il risultato finale è quello di avere l’edificio frazionato in 3 corpi sismicamente indipendenti: A+C, B+A1+A2 e la palestra.

Il raddoppio delle strutture portanti verticali in corrispondenza dei giunti che sono stati ampliati è diventata l’opportunità per inserire poche nuove pareti di controventamento interne che hanno permesso di ridurre le sollecitazioni flessionali e taglianti sui solai esistenti nel loro comportamento a diaframma di piano. Grazie all’uso di una epidermide antisismica diffusa esterna e con l’aggiunta di poche pareti interne è stato così possibile evitare qualsiasi intervento a livello dei solai di latero-cemento, pur se privi di idonea armatura nella cappa superiore.
Le nuove strutture antisismiche sono state poggiate su nuovi cordoli di fondazione in calcestruzzo armato, in ampliamento a quelli esistenti a cui sono stati collegati con idonei ancoraggi meccanici al fine di poterli considerare con un unicum strutturale.
Opportuni collegamenti – in questo caso viti autofilettanti per calcestruzzo - vengono eseguiti a livello dei solai esistenti per trasferire le forze sismiche di piano dalle strutture esistenti alla nuove strutture antisismiche, e da queste alle fondazioni.

Dal punto di vista strutturale le strutture antisismiche aggiunte non vanno a modificare il regime di sforzi agenti per i carichi gravitazionali, che continuano a gravare sulle strutture esistenti.
In caso di sisma, il nuovo sistema di controventamento, molto più rigido del telaio esistente, assorbe per intero la spinta orizzontale. Infatti le nuove strutture di rinforzo sismico sono state dimensionate per assorbire interamente l’azione sismica, declassando le strutture esistenti al ruolo di “secondarie”. Tale assunzione è legittimata dal fatto che le nuove pareti antisismiche riducono fortemente la domanda di drift di piano dell’edificio mantenendo così il telaio in calcestruzzo armato esistente in campo elastico anche per il sisma dello S.L.Collasso.
Grazie all'elevata rigidezza laterale del cappotto sismico, le sollecitazioni sul telaio risultano trascurabili ed anche gli spostamenti orizzontali sono limitati, con conseguente miglioramento del comportamento sismico anche degli impianti ed elementi non strutturali sensibili agli spostamenti interpiano. Lo spostamento massimo in sommità, in combinazione SLV, risulta pari a compreso fra 3 e 3,3 cm per tutti i corpi di fabbrica.

inviluppo per sisma in direzione X. A dx: inviluppo per sisma in direzione Y
La nuova struttura antisismica è stata dimensionata come struttura non dissipativa adottando un fattore di comportamento q0=1,5, in conformità ai dettami di del D.M. 17.01.2018.
Il Comune di Trevignano è dichiarato in zona sismica 3. L’edificio rientra nelle costruzioni ordinarie di dimensioni contenute o di importanza normale, per le quali si assume nominale VN ≥ 50 anni. Trattandosi di un edificio ad uso scolastico rientra III classe (CU = 1.5). Il terreno su cui sorge l’edificio è risultato essere riconducibile alla categoria B. Con tali scelte l’accelerazione di progetto al suolo allo SLV per edificio rigido è risultata essere di PGASLV,(T=0)=0,28g e quella di picco sul plateau dello spettro di risposta anelastico è pari a PGApeak=0,44g.
Il progetto sviluppato ha portato al raggiungimento dell’adeguamento sismico dell’edificio.

Autori:
Prof. Ing. Roberto Scotta – Docente di Tecnica delle Costruzioni – Università di Padova
Ing. Stefano Lucchetta – libero professionista - Treviso

ECOSISM S.r.l. su Edilportale.com
 

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