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Prof. Ing. Roberto Cerioni - DICATeA, Università di Parma – Viale delle Scienze 181/A – 43124 PARMA
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Comune di Fiorenzuola d’Arda Provincia di Piacenza
Regione Emilia Romagna
RELAZIONE DI IDONEITA’ STATICA
DELL’EDIFICIO CENTRALE
OSPEDALE DI FIORENZUOLA D’ARDA
Committente:
Presidente del Comitato Distretto Levante
Sindaco pro-tempore del Comune di Fiorenzuola d’Arda Capo Distretto
sede in Fiorenzuola d’Arda - Piazzale S. Giovanni 2
Cod. fiscale 00115070336
Prof. ing. Roberto Cerioni
Dipartimento di Ingegneria Civile, dell’Ambiente, del Territorio e Architettura (DICATeA)
Università di Parma – Viale delle Scienze 181/A – 43124 PARMA
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1. Premessa
Nel 28/03/2011 l’Azienda Unità Sanitaria Locale di Piacenza ha affidato alla Soc. Sicuring SRL
di Firenze l’incarico della stesura di apposita perizia di valutazione sismica del Presidio
Ospedaliero della Val d’Arda. La perizia consegnata dalla Società commissionaria all’Azienda
Unità Sanitaria Locale di Piacenza il 25.03.2013 ha evidenziato la non rispondenza della
struttura già alle sole azioni di tipo statico attualmente presenti. La causa è stata individuata
principalmente nella scarsa qualità dei materiali impiegati nella realizzazione, in particolar modo
dei pilastri in calcestruzzo armato, e all’insufficiente quantità di armature metalliche negli stessi
elementi strutturali. Inoltre, i carichi sono stati maggiorati rispetto a quelli iniziali di progetto per
il sopralzo di un piano oltre alla copertura ed alla grande incidenza di peso complessivo dovuta
al sistema di impianti ed ad elementi di finitura aggiunti nel corso degli anni.
In ragione degli esiti peritali l’Azienda Unità Sanitaria Locale di Piacenza su mandato della
Conferenza Territoriale Sociale e Sanitaria di Piacenza competente in materia di indirizzo e
verifica delle Politiche Sanitarie Territoriali ha presentato al Comitato di Distretto Levante in
data 6.08.2013 un Piano di intervento per la messa in sicurezza dell’edificio. Il piano di
intervento proposto dall’Azienda Unità Sanitaria Locale di Piacenza comporta nelle fasi di messa
in sicurezza statica dell’edificio lo sgombero di persone, arredi, attrezzature e lo svuotamento
degli impianti rendendo di fatto inutilizzabile l’edificio.
Della decisione del Presidente della Conferenza Territoriale Sociale e Sanitaria che – anche in
ragione delle istanze del Comitato di cittadini spontaneamente creatosi nel frattempo contro la
chiusura dell’Ospedale e delle contestazioni di Tecnici volontariamente messisi a disposizione
del Comitato di Cittadini – considerando necessario un percorso più partecipato e inclusivo per
la portata sociale delle decisioni da assumere nella seduta del 13 agosto 2013 ha demandato al
Presidente del Comitato Distretto Levante – Sindaco pro-tempore del Comune di Fiorenzuola
d’Arda Capo Distretto - l’avvio in sede locale di un confronto di approfondimento tecnico con
l’Azienda Usl di Piacenza in merito alle scelte più opportune da assumere per l’adeguamento
antisismico. In esito ai numerosi incontri effettuati per il completamento del confronto
istituzionale soprarichiamato è stato di comune accordo deciso tra le Parti di procedere, prima di
addivenire a soluzioni radicali e irreversibili, a perfezionare le risultanze peritali già disponibili
tramite l’esecuzione di un supplemento di indagini volte a identificare più precisamente - anche
con il raffronto di parametri normativi previgenti e vigenti – l’effettivo grado di sussistenza
dell’idoneità statica della struttura completando tramite ulteriori prelievi e prove di laboratorio il
quadro di dati già disponibile. L’Azienda USL di Piacenza per quanto di sua competenza in
qualità di Ente diretto mandatario delle titolarità regionali in materia (proprietario e gestore della
Struttura Sanitaria) ha affidato l’incarico di effettuazione delle prove ulteriori alla Soc. Sicuring
Srl di Firenze già assegnataria della perizia iniziale.
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La normativa vigente prevede che gli esiti delle verifiche che devono permettere di stabilire quali
provvedimenti adottare nel caso di opere pubbliche strategiche con finalità di protezione civile o
suscettibili di conseguenze rilevanti in caso di collasso, date le possibili implicazioni economiche
e sociali degli esiti delle verifiche, siano anche esaminate da revisori non intervenuti nella
valutazione .
Tale esame costituisce un processo di verifica tecnica e rilevazione diagnostico-funzionale dei
criteri e dei parametri utilizzati dalla Società affidataria Sicuring SRL e dai Tecnici dell’AUSL
per definire le caratteristiche meccaniche dei materiali e identificare le eventuali condizioni di
criticità strutturale avente carattere di parere indipendente. Il processo sunnominato è stato
suddiviso in tre fasi distinte – Fase 1: definizione della geometria strutturale dell’edificio; Fase 2:
caratterizzazione delle proprietà meccaniche di resistenza dei materiali di costruzione
dell’edificio; Fase 3: verifica tramite modellizzazione dell’idoneità statica dell’edificio.
FASE 1. DEFINIZIONE DELLA GEOMETRIA STRUTTURALE DELL’EDIFICIO
1.1. Verifica a campione in contraddittorio con tecnici SICURING e AUSL della geometria
strutturale del fabbricato.
1.2. Definizione del piano delle indagini atte alla caratterizzazione geotecnica e assistenza alle
operazioni.
1.3. Definizione del piano delle indagini diagnostiche-funzionali alla caratterizzazione
meccanica dei materiali e assistenza alle operazioni.
1.4. Assistenza prelievi e prove meccaniche distruttive in laboratorio.
FASE 2. CARATTERIZZAZIONE DELLE PROPRIETÀ MECCANICHE DI RESISTENZA DEI MATERIALI DI
COSTRUZIONE DELL’EDIFICIO
2.1. Coordinamento prove in sito e in laboratorio per la caratterizzazione dei materiali in
contraddittorio con tecnici SICURING e AUSL.
2.2. Coordinamento e assistenza ai tecnici di SICURING e AUSL per effettuazione nuovi
ulteriori sopralluoghi, eventualmente ritenuti necessari in fase di verifica strutturale per analisi
non distruttive (sclerometriche, pacometriche, ultrasuoni).
2.3. Coordinamento in fase di verifica statica per il raffronto con tecnici SICURING e AUSL
dei modelli utilizzati per il calcolo delle resistenze delle sezioni strutturali alle pressioni verticali
(carichi) e confronto relative risultanze.
FASE 3. VERIFICA TRAMITE MODELLIZZAZIONE DELL’IDONEITÀ STATICA DELL’EDIFICIO
3.1 Modellizzazione e calcoli strutturali finalizzati alla verifica di idoneità statica dell'Ospedale
di Fiorenzuola
3.2 Relazione conclusiva di verifica di idoneità statica dell'Ospedale di Fiorenzuola.
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il Sindaco del Comune di Fiorenzuola Presidente del Comitato di Distretto Levante ha ritenuto
necessario e indifferibile affidare l’incarico a professionisti esterni che siano in possesso di
idonea qualificazione professionale specifica in relazione a ciascuna distinta fase del processo di
revisione oggetto dell’incarico. Pertanto, ha affidato all’ Università degli Studi di Parma –
Dipartimento Ingegneria Civile, dell’Ambiente, del Territorio e Architettura (DICATeA), (di
seguito denominata Università) con sede in Parma – Via Università, 12 – P. IVA e Cod. Fiscale
00308780345, rappresentata dal Direttore del Dipartimento Prof. Paolo Mignosa, con
responsabile tecnico-scientifico per la gestione dell’incarico il Prof. Roberto Cerioni, Professore
Ordinario di Tecnica delle Costruzioni, afferente allo stesso Dipartimento l’incarico relativo alle
seguenti prestazioni tecnico-professionali della FASE 3:
3.1 Modellizzazione e calcoli strutturali finalizzati alla verifica di idoneità statica dell'Ospedale
di Fiorenzuola
3.2 Relazione conclusiva di verifica di idoneità statica dell'Ospedale di Fiorenzuola.
La presente relazione, dopo aver richiamato gli aspetti salienti delle informazioni raccolte dai
documenti messi a disposizione dai tecnici coinvolti a vario titolo nell’indagine conoscitiva del
“corpo principale” del più ampio complesso ospedaliero di Fiorenzuola d'Arda, riporta una
sintesi delle verifiche tecniche di sicurezza svolte sull'edificio costituente, nonché le
considerazioni conclusive sulle condizioni di sicurezza della struttura dell’immobile in esame.
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2. Descrizione dell’edificio e analisi storica
Ala Nord-Est
Ala Nord-Ovest
Ala Sud-Est
Zona centrale
Fig.1.Vista satellitare dell’edificio in esame con indicazioni dei vari corpi costituenti
L’edificio in esame è situato nella zona centrale del comune di Fiorenzuola d’Arda su di un
isolato e delimitato da via Roma (a Nord), vicolo Brandacci (ovest), Corso Garibaldi (est). La
zona complessivamente risulta pianeggiante ed il complesso è morfologicamente isolato dalle
rimanenti costruzioni limitrofe.
La superficie coperta risulta pari a circa 1500 mq e la volumetria a circa 27.000 mc, per una
superficie complessiva di oltre 7.500 mq su cinque piani, a cui si deve aggiungere circa 720 mq
del limitrofo laboratorio analisi (edificio su tre piani di circa 240 mq per piano e complessivi
2000 mc). La forma del complesso è a T, con la parte prospiciente via Roma leggermente più
corta delle altre due.
Dal punto di vista funzionale vi trovano spazio: al piano seminterrato il pronto soccorso e il
reparto di radiologia, al piano rialzato ortopedia e medicina d’urgenza, al piano primo un
ulteriore reparto di ortopedia, al piano secondo ostetricia e pediatria, al piano terzo i reparti di
chirurgia per piccoli interventi (day surgery e giorni), al piano quarto (di più recente costruzione
rispetto all’impianto originario) le sale di chirurgia e sale parto. L’accesso all’edificio avviene
dall’ala nuova edificata su via Roma, in cui è presente la nuova portineria, attraversando la già
citata passerella sospesa su via Roma.
Per quanto riguarda la conoscenza dell’edificio, sono state fornite da parte dell’Ufficio Tecnico
dell’Azienda Unità Sanitaria Locale di Piacenza le planimetrie dei sei piani ed una sezione
sommaria, qui riportata.
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Fig. 2 Sezione trasversale ala Nord-Ovest
L’edificio, che si presenta con aspetto unitario, è composto in realtà da una parte (ala Sud-Est) in
muratura e da una parte a telai in c.a. (ala Nord-Ovest, Nord-Est, zona centrale), Fig.1.
L’epoca di costruzione dell’edificio non è certa, ma da considerazioni basate su documenti
disponibili si è dedotto che la parte in muratura risale alla fine degli anni ’50, i corpi della zona
centrale e dell’ala Nord-Est alla prima metà degli anni ’60, il corpo dell’ala Nord-Ovest alla
seconda metà degli anni ’60, come evidenziato nello schema di Fig.3.
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Fig.3 . Corpi strutturali che costituiscono l’edificio e la datazione presunta di costruzione
Tra metà e inizi anni ’90 l’edificio subì una profonda riorganizzazione funzionale che portò
anche ad alcune importanti modifiche strutturali. Il progetto fu organizzato in due stralci (I°
risalente al 1985-1988 e II° del 1986-1988); nel corso del I° stralcio: riorganizzazione del piano
interrato (pronto soccorso, radiologia, servizi), realizzazione scala emergenza ovest, vani
ascensori interni e montalettighe, sistemazioni esterne (scannafosso e rampa accesso cucina sul
lato tergale verso l’edificio storico); nel II° stralcio: organizzazione dei piano terra, primo,
secondo e terzo con destinazioni fino ad oggi pressoché immutate; inoltre in tale ambito venne
realizzata la sopraelevazione del sottotetto (piano quarto da destinare a sale chirurgia) e quindi
conseguente nuovo ambiente sottotetto (dove trovano attualmente collocazione alcuni
macchinari e serbatoi di impianti tecnici) e solaio di copertura, oltre alla realizzazione della scala
emergenza sul lato est.
Dal punto di vista strutturale l'edificio si presenta in buono stato generale, anche grazie alle
recenti opere di manutenzione ordinaria. Sono presenti alcune lesioni in concomitanza del
passaggio da sistema costruttivo murario a quello in c.a., da considerarsi, allo stato attuale,
fisiologiche (corridoio centrale). L’impianto costruttivo ha subito, come detto, una sostanziale
modifica negli anni 80 sia per ciò che riguarda la realizzazione della sopraelevazione, sia per ciò
che riguarda la realizzazione di vani scala ed ascensori in c.a., senza evidenziare ripercussioni
sugli elementi preesistenti.
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3. Tecnologia degli elementi costruttivi
La zona centrale e l’ala Nord-Ovest presenta una struttura in calcestruzzo armato costituita da
quattro telai diretti secondo il lato più lungo , con pilastri a campate limitate, l’ala Nord-Est da
tre telai a tre campate. La geometria della struttura è stata fornita dalla ditta SICURING con
integrazioni fornite dagli ingegneri del comitato dei cittadini. Sono stati fatti due saggi nei solai
del primo piano da cui è emersa la seguente stratigrafia :
Fig. 4 Saggio solaio n.1
Nel sottotetto è risultato il seguente solaio (dedotto dai documenti progettuali), con differenze di
spessore nei solai del corridoio centrale, del lato strada, del lato interno, spessori funzione della
luce del solaio.
Fig.5. Solaio sottotetto corridoio centrale
La copertura presenta la seguente stratigrafia:
Fig.6. Copertura
1,5 cm
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Le tramezzature interne sono risultate in laterizio forato da 12 cm o da 8+8 , ricorsi di calce, e
intonaco da ambedue i lati.
Le tamponature esterne sono presenti in tre tipologie: muratura in forati con tipologia a cassetta
spessore 12+12 cm e ricorsi di calce, muratura in forati con tipologia a cassetta spessore 8+8
cm e ricorsi di calce, muratura in doppio UNI spessore 12+12 cm e ricorsi di calce, quest’ultima
in corrispondenza della sopraelevazione.
La struttura presenta lungo la facciata interna logge a sbalzo per tre piani; al quarto piano, lo
sbalzo fa parte del volume interno, chiuso con la tamponatura in doppio UNI spessore 12+12 cm
e ricorsi di calce.
La struttura presenta una fondazione continua lungo la direzione dei telai; lungo il perimetro del
piano interrato è stato realizzato un muro controterra debolmente armato di 40 cm di spessore.
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Fig. 7. Planimetria della struttura in
c.a. dove è indicata la numerazione
dei pilastri richiamati nel seguito,
(valida solo per l’identificazione dei
pilastri).
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4. Geometria e caratteristiche meccaniche della
struttura portante
Il complesso ospedaliero presenta l’ala Sud-Est realizzata completamente in muratura portante e
la rimanente parte, zona centrale, ala Nord-Ovest e ala Nord-Est in telai in calcestruzzo armato.
E’ stato condotto un rilievo geometrico della struttura in calcestruzzo armato e in muratura in
dalla Soc. Sicuring SRL, poi aggiornato con le integrazioni dei tecnici del comitato cittadino da
cui si sono dedotti gli interassi dei pilastri, la numerazione degli stessi, orditura dei solai,
dimensioni delle travi ed altri dettagli. Le indagini mediante prove distruttive e non distruttive,
vista la natura mista in muratura ed in c.a., sono state svolte sia sul calcestruzzo sia sulle
murature. Per quanto riguarda la muratura le prove sono consistite in indagini endoscopiche
mirate alla individuazione di spessori efficaci e tipologia muraria, saggi diretti con stonacatura di
porzioni di pareti e/o degli spigoli d'angolo tra pareti per valutare l'eventuale ammorsatura tra le
stesse (questi ultimi nell’ala in muratura), indagini termografiche con le quali stimare l’entità e/o
la presenza delle lesioni (eventualmente non ancora manifeste, ma sotto intonaco) e l’orditura e
tipologia dei solai; per le parti in cemento armato sono state eseguite anche prove sul
calcestruzzo (carotaggio e metodo sonreb).
(a) Struttura in calcestruzzo armato
Sono state svolte prove distruttive e non distruttive su elementi in c.a. (pilastri) per determinare
le caratteristiche dei materiali costituenti, vista la completa mancanza dei documenti progettuali
(ad eccezione della parte sopraelevata). Nella prima serie le indagini dirette sono consistite
nell'estrazione di quattro carote di calcestruzzo al piano primo, rispettivamente da due pilastri
appartenenti al telaio centrale (corridoio principale) e da due pilastri dell’ala nord-est (quella più
prossima via Roma). I valori emersi dalle prove a schiacciamento effettuate dal Laboratorio
prove dell'Università di Parma (in termini di resistenza cilindrica corretta secondo i fattori di
disturbo e rapporto diametro/altezza) rispettivamente pari a (corpo centrale, ala ovest): 27,60
N/mm2, 22,32 N/mm
2 e (ala nord): 14,04 N/mm
2, 12,48 N/mm
2. Tali indagini dirette sono state
completate con ulteriori 240 prove sclerometriche e oltre 72 prove ultrasoniche ed anche con
saggi finalizzati al riscontro dei dettagli e particolari costruttivi (sempre al piano primo). E’ stata
quindi eseguita una seconda serie di prove dirette con calcestruzzo estratto su pilastri e setti i cui
risultati sono riportati in tab. 2. I pilastri da cui sono state estratte le carote ed i valori delle
resistenze da esse ottenute sono riportati nelle Figg. 9, 10, 11 relative rispettivamente ai piani
interrato, terra/rialzato, primo.
Per quanto riguarda l’armatura in acciaio, è stata eseguita una prova di trazione su uno spezzone
di diametro 16 mm estratto dalla struttura, i cui dati e risultati sono forniti in fig.8. Le risultanze
su tale elemento (prova di trazione) sono state: ftk=559 N/mm2, fyk=375 N/mm
2, con
allungamento a rottura pari al 25%; tale prova ha consentito di classificare l’elemento (dal
confronto con le tabelle ed i valori dell’epoca) come appartenente alla tipologia commerciale, in
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uso ai tempi di costruzione (R.D. 2229/39), corrispondente almeno alla classe di “acciaio
semiduro”. Le quantità di armatura ed i diametri presenti nei pilastri sono stati individuati
tramite indagini pacometriche, saggi e dal libretto delle misure dell’epoca di costruzione.
Infine per quanto riguarda la parte sopraelevata, si è provveduto ad effettuare indagini indirette:
sclerometriche, ultrasoniche, termografiche; per le caratteristiche del calcestruzzo si è anche
tenuto conto dei certificati di prova rilasciati al momento del collaudo di tale intervento : Rck 300
kg/cm2 per il calcestruzzo, ed acciaio (ad aderenza migliorata) FeB44k per le armature; i
riscontri fatti al piano chirurgia ed al piano sottotetto fanno supporre del tutto corretta tale
assunzione.
Fig. 8 Spezzone di barra provata in laboratorio e risultati della prova di trazione
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Tab. 1. Prima serie di prove dirette su carote di calcestruzzo estratte in pilastri
sigla fc, carote fc, reale stimato
(fc, carote x1,2) Rc,stimato Numero pilastro Piano
CLS10 23,00 27,6 33,25 61 primo
CLS13 18,60 22,32 26,89 65 primo
CLS11 11,70 14,04 16,91 120 primo
CLS14 10,40 12,48 15,04 121 primo
Tab.2. Seconda Serie di Prove Su Carote di calcestruzzo estratte da pilastri e setti
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Fig. 9 Risultati delle prove di compressione su carote di calcestruzzo:
Piano INTERRATO (fc - Rc )
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Fig. 10 Risultati delle prove di compressione su carote di calcestruzzo:
Piano TERRA/RIALZATO (fc - Rc )
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Fig. 11 Risultati delle prove di compressione su carote di calcestruzzo: Piano PRIMO (fc - Rc )
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(b) Struttura in muratura
Le tipologie di muratura secondo la nomenclatura richiamata nella Circolare n.617 (Ministero
Infrastrutture e Trasporti del 02/02/2009), anche per quanto già richiamato nel precedente
paragrafo, sono:
Mattoni pieni con le seguenti caratteristiche meccaniche (ala in muratura):
fm=240÷400 N/cm2 (resistenza media a compressione della muratura),
t0=60÷92 N/cm2 (resistenza media a taglio della muratura),
E=1200÷1800 N/mm2 (valore medio del modulo di elasticità normale),
G=400÷600 N/mm2 (valore medio del modulo di elasticità tangenziale),
w=18 kN/m3 (peso specifico medio della muratura).
Lo spessore riscontrato è variabile tra i 25 cm ed i 38 cm (o maggiore in alcune zone
circoscritte).
In generale tale muratura presenta una discreta fattura anche se talvolta con rimaneggiamenti.
Mattoni “doppio UNI” con le seguenti caratteristiche meccaniche (parte sopraelevata):
fm=500÷800 N/cm2 (resistenza media a compressione della muratura),
t0=24÷32 N/cm2 (resistenza media a taglio della muratura),
E=3500÷5600 N/mm2 (valore medio del modulo di elasticità normale),
G=875÷1400 N/mm2 (valore medio del modulo di elasticità tangenziale),
w =15 kN/m3 (peso specifico medio della muratura);
in tal caso gli spessori della muratura sono dell’ordine dei 25 cm.
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5. VERIFICHE TECNICHE
Sono state condotte verifiche tecniche semplificate al fine di sondare lo stato tensionale nei
pilastri, con riferimento, in particolar modo, a quelli del al piano interrato e piano terra/rialzato.
Le verifiche sono state svolte sulla base di due approcci: uno per simulare lo stato di fatto
utilizzando il Metodo degli Stati Limite Ultimi e basato sulla normativa vigente, l’altro per
simulare il progetto sviluppato negli anni ’60 e basato sul Metodo delle Tensioni Ammissibili.
Per mezzo di questi due approcci sono stati analizzati alcuni pilastri significativi ipotizzando la
presenza di sola compressione. Quindi, per alcuni telai a una, due e tre campate si svolte analisi
ad elementi finiti mettendo in gioco anche il comportamento flettente.
Per questa prima serie di analisi, volendo utilizzare una modellazione semplificata, non è stato
preso in considerazione l’effetto dell’azione del vento sullo stato sollecitativo della struttura, che
per dimensioni e forma, fornirebbe sicuramente un contributo importante.
Pertanto, le analisi strutturali sono state condotte attraverso le due modalità:
a) l’uso di metodi semplificati che intendono interpretare il comportamento essenziale della
struttura, scomponendo l’insieme strutturale in porzioni di struttura, porzioni analizzate
simulando il progetto originario degli anni ’60, le cui verifiche si basavano sul metodo delle
Tensioni Ammissibili, e successivamente verificando con il Metodo degli Stati Limite
dell’attuale riferimento normativo lo stato di fatto;
b) una modellazione ad elementi finiti e verifica con il metodo agli stati limite.
Progetto simulato: verifiche tecniche sulla base della normativa all’epoca della costruzione,
basate sul metodo delle tensioni ammissibili, facendo riferimento al Regio Decreto 16 novembre
1939 n.2229, e ai testi tecnici degli anni ‘60. Si fa riferimento all’edificio progettato negli anni
’60, quindi senza tener conto della sopraelevazione.
Verifiche dello stato di fatto: verifiche tecniche sulla base della normativa attuale, basata sul
metodo degli stati limite, con riferimento al Decreto Ministeriale del 14 gennaio 2008 n.29
“Norme Tecniche per le Costruzioni” e la Circolare 2 febbraio 2009, n. 617 - Istruzioni per
l’applicazione delle “Nuove norme tecniche per le costruzioni” di cui al D.M. 14 gennaio 2008.
I coefficienti di sicurezza utilizzati rispecchiano l’intento di realizzare una fotografia dello stato
di fatto, limitando il valore dei coefficienti di sicurezza. Nelle analisi sono stati assunti:
coefficiente di sicurezza per i carichi permanenti γG1 = 1,1 , tenuto conto che la
conoscenza dei pesi della struttura e dei sovraccarichi permanenti è quasi certa;
il peso delle tramezzature può essere considerato quasi noto, con un grado di incertezza
inferiore ai carichi variabili, pertanto viene assunto: γG2 = 1,3 ;
coefficiente di sicurezza per i carichi variabili γQ = 1,5 ;
si ipotizza un fattore di confidenza FC=1 ipotizzando che per le verifiche locali eseguite
la conoscenza delle dimensioni del calcestruzzo e della armatura, nonché delle proprietà del
materiale siano massime.
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Progetto simulato: Verifica secondo la Normativa vigente all’epoca
del progetto (anni ’60) e Metodo delle Tensioni Ammissibili
AZIONI SULLA STRUTTURA
Sono stati adottati i seguenti carichi:
a) Solaio tipo (terra/rialzato, primo, secondo, terzo) :
- Solaio 20+3 : 240 kg/mq
- Intonaco intradosso : 24 kg/mq
- Magrone spessore 8,5 cm (2000 kg/mc) : 170 kg/mq
- Pavimento marmo 1,5 cm : 40 kg/mq
- Finitura in PVC : 3 kg/mq
TOTALE CARICHI PERMANENTI : 477 kg/mq
- TRAMEZZATURE : 150 kg/mq
- VARIABILI DI ESERCIZIO : 350 kg/mq
b) Solaio sottotetto :
- Solaio : 240 kg/mq
- Intonaco intradosso : 24 kg/mq
TOTALE CARICHI PERMANENTI: 264 kg/mq
VARIABILI DI ESERCIZIO : sottotetto 100 kg/mq
c) Solaio copertura :
- Solaio (considerata l’inclinazione) : 253 kg/mq
- Manto di copertura : 50 kg/mq
TOTALE CARICHI PERMANENTI: 303 kg/mq
VARIABILI DI ESERCIZIO : copertura 108 kg/mq)
d) Tamponatura esterna : 200 kg/mq / 250 kg/mq
e) Calcestruzzo armato : 2500 kg/mc
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PILASTRO 41
Seminterrato: 40 x 40 , 8ϕ14
Rialzato : 40 x 40 , 6ϕ14
Primo : 40 x 40 , 4ϕ14 + 2ϕ12
Secondo : 40 x 30 , 2ϕ14 + 4ϕ12
Terzo : 40 x 30 , 6ϕ12
Quarto : 40 x 30 , 4ϕ12
Verifica pilastro piano interrato : sezione 40x40
Forza di compressione sollecitante
NSoll = 4 x 23 x (477 + 150 + 350 ) + 23 x (264 + 50+100 ) + 23 x (280 +30+108) + 7286 + 7861
= 89884+9522+9614+ 7286 + 7861= 124167 kg = 124,2 t
Armatura presente 8 x 1,53 = 12,24 cmq
Forza di compressione resistente
Si adotta coefficiente di omogeneizzazione =15 (o 10 all’epoca)
Si ipotizza:
Rck = 300 kg/cmq ; σc,amm = 97,5 kg/cmq
NRes = 40 x 40 x 97,5 x 0,7 + 8 x 1,54 x 15 x 97,5 x 0,7 = 109200+12613 = 121813 kg = 121,8 t
Armatura minima: As ≥ 0,008 x NSoll / (0,7 x σc,amm) = 0,008 x 124167 / (0,7 x 97,5) = 14,55
cmq
Si ipotizza:
Rck = 250 kg/cmq ; σc,amm = 85 kg/cmq
NRes = 40 x 40 x 85 x 0,7 + 8 x 1,54 x 15 x 85 x 0,7 = 95200+10996 = 106196 kg = 106,2 t
Armatura minima: As ≥ 0,008 x NSoll / (0,7 x σc,amm) = 0,008 x 124167 / (0,7 x 85) = 16,69
cmq
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PILASTRO 39
Seminterrato: 40 x 40 , 8ϕ14
Rialzato : 40 x 40 , 6ϕ14
Primo : 40 x 35 , 4ϕ14 + 2ϕ12
Secondo : 40 x 30 , 2ϕ14 + 4ϕ12
Terzo : 40 x 30 , 6ϕ12
Quarto : 40 x 30 , 4ϕ12
Verifica pilastro piano interrato : sezione 40x40
Forza di compressione sollecitante
NSoll = 4 x 20,5 x (477 + 150 + 350 ) + 20,5 x (264 + 100 ) + 20,5 x (303 +108) + 7104 + 6986 =
80114 + 7462 + 8426 + 7104 + 6986= 110092 kg = 110,1 t
Armatura presente 8 x 1,53 = 12,24 cmq
Forza di compressione resistente
Si ipotizza:
Si adotta coefficiente di omogeneizzazione =15 (o 10 all’epoca)
con Rck = 300 kg/cmq ; σc,amm = 97,5 kg/cmq
NRes = 40 x 40 x 97,5 x 0,7 + 8 x 1,54 x 15 x 97,5 x 0,7 = 109200+12613 = 121813 kg = 121,8 t
Armatura minima:
Criterio : As ≥ 0,008 x NSoll / (0,7 x σc,amm) = 0,008 x 110092 / (0,7 x 97,5) = 12,9 cmq
Con Rck = 250 kg/cmq ; σc,amm = 85 kg/cmq
NRes = 40 x 40 x 85 x 0,7 + 8 x 1,54 x 15 x 85 x 0,7 = 95200+10996 = 106196 kg = 106,2 t
Armatura minima:
Criterio : As ≥ 0,008 x NSoll / (0,7 x σc,amm) = 0,008 x 110092 / (0,7 x 85) = 14,8 cmq
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PILASTRO 9
Seminterrato: 40 x 40 , 4ϕ14 + 2ϕ12
Rialzato : 40 x 40 , 4ϕ14 + 2ϕ12
Primo : 40 x 35 , 6ϕ12
Secondo : 40 x 30 , 6ϕ12
Terzo : 40 x 30 , 4ϕ12
Quarto : 40 x 30 , 4ϕ12
Verifica pilastro piano interrato : sezione 40x40
Forza di compressione sollecitante
Piano rialzato : 13,75 x (477 + 150 + 350 ) + 2,96 x (477 + 300 ) + 3,75 x 3,54 x 250 =
= 13434 + 2300 + 3319 = 19053 kg
Piani primo, secondo, terzo : 13,75 x (477 + 150 + 350 ) + 7,14 x (477 + 400 ) + 3,64 x 3,54 x
250 = 13434 + 6262 + 3221 kg = 22917 kg
Sottotetto e copertura : 22,1 x 775 = 17128 kg
Peso proprio pilastrata : (0,4 x 0,4 x (3+3,64) + 0,4 x 0,35 x 3,64 + 2 x 0,4 x 0,30 x 3,64 ) x 2500
= 2,45 x 2500 = 6114 kg
Peso travi (al netto dei solai) = 5 x 3,75 x (0,3 x 0,45 x 2500 – 0,3 x 240) = 4978 kg
NSoll = 19053 + 3 x 22917 + 17128 + 6114 + 4978 = 116024 kg = 116 t
Armatura presente 4 x 1,53 + 2 x 1,13 = 8,38 cmq
Forza di compressione resistente
Si adotta coefficiente di omogeneizzazione =15 (o 10 all’epoca)
Si ipotizza:
Rck = 300 kg/cmq ; σc,amm = 97,5 kg/cmq
NRes = 40 x 40 x 97,5 x 0,7 + (4 x 1,54+2 x 1,13) x 15 x 97,5 x 0,7 = 109200 + 8620 = 117820 kg
= 117,8 t
Armatura minima:
Criterio : As ≥ 0,008 x NSoll / (0,7 x σc,amm) = 0,008 x 116024 / (0,7 x 97,5) = 13,6 cmq
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PILASTRO 120
Seminterrato: 40 x 35 , 8ϕ14
Rialzato : 40 x 35 , 6ϕ14
Primo : 40 x 35 , 4ϕ14 + 2ϕ12
Secondo : 40 x 30 , 4ϕ14 + 2ϕ12
Terzo : 40 x 30 , 6ϕ12
Quarto : 30 x 30 , 6ϕ12
Verifica pilastro piano interrato : sezione 40 x 35 , armato con 8ϕ14
Forza di compressione sollecitante
NSoll = 4 x 29 x (477 + 150 + 350) + 29 x (264 + 50+100) + 29 x (280 +30+108) + 6401 + 7616
= 113332+12006+12122+ 6401 + 7616 = 151477 kg = 151,5 t
(Il pilastro fa parte di un telaio a tre campate, la maggior rigidezza dei nodi interni fa
aumentare il taglio nelle travi che concorrono nel suddetto pilastro, in questo caso l’incremento
della compressione sollecitante, qui trascurato, sarebbe del 2%)
Armatura presente 8 x 1,53 = 12,24 cmq
Forza di compressione resistente
Si adotta coefficiente di omogeneizzazione =15 (o 10 all’epoca)
Si ipotizza:
Rck = 300 kg/cmq ; σc,amm = 97,5 kg/cmq
NRes = 40 x 35 x 97,5 x 0,7 + 8 x 1,54 x 15 x 97,5 x 0,7 = 95550 + 12613 kg = 108163 kg = 108,2
t
Armatura minima:
Criterio As ≥ 0,008 x NSoll / (0,7 x σc,amm) = 0,008 x 151477 / (0,7 x 97,5) = 17,75 cmq
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Con riferimento alla normativa vigente e al Metodo degli Stati
Limite ( SLU)
AZIONI SULLA STRUTTURA
Sono stati adottati i seguenti carichi:
f) Solaio tipo (terra/rialzato, primo, secondo, terzo) :
- Solaio 20+3 : 256 kg/mq 240 kg/mq
- Intonaco intradosso : 24 kg/mq
- Magrone spessore 8,5 cm (2000 kg/mc) : 170 kg/mq
- Pavimento marmo 1,5 cm : 40 kg/mq
- Finitura in PVC : 3 kg/mq
TOTALE CARICHI PERMANENTI : 477 kg/mq
-
- TRAMEZZATURE : 120 kg/mq
VARIABILI DI ESERCIZIO : 300 kg/mq
g) Solaio Quarto piano :
- Solaio 20+3 : 240 kg/mq
- Intonaco intradosso : 24 kg/mq
- Magrone spessore 8,5 cm (2000 kg/mc) : 200 kg/mq
- Finitura in PVC : 3 kg/mq
TOTALE CARICHI PERMANENTI: 467 kg/mq
- TRAMEZZATURE : 120 kg/mq
VARIABILI DI ESERCIZIO : 300 kg/mq
h) Solaio sottotetto e copertura :
- Solaio (media delle tipologie usate) : 280 kg/mq
- Intonaco intradosso : 24 kg/mq
- Carico permanente non strutturale (muricci, impianti, ecc.) : 150 kg/mq
- copertura : 100 kg/mq
TOTALE CARICHI PERMANENTI: 554 kg/mq
VARIABILI DI ESERCIZIO : sottotetto 50 kg/mq e copertura 108 kg/mq)
i) Tamponatura esterna : 200 kg/mq / 250 kg/mq
j) Calcestruzzo armato : 2500 kg/mc
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PILASTRO 41
Seminterrato: 40 x 40 , 8ϕ14
Rialzato : 40 x 40 , 6ϕ14
Primo : 40 x 40 , 4ϕ14 + 2ϕ12
Secondo : 40 x 30 , 2ϕ14 + 4ϕ12
Terzo : 40 x 30 , 6ϕ12
Quarto : 40 x 30 , 4ϕ12
Verifica pilastro piano interrato : sezione 40x40
Forza assiale resistente:
Rck = 200 kg/cmq = 20 N/mm2
fc = 16,6 N/mm2
armatura 8ϕ14 con fy =375 N/mm2
NRd = 400 x 400 x (16,6/1,5) x 0,8 + 8 x 154 x 375/1,15 = 1416 + 402 = 1818 kN = 182 t
Forza assiale sollecitante
Area di influenza solaio : 23 mq
Peso proprio pilastrata : (0,4 x 0,4 x (3+3,64+ 3,64) + 2 x 0,4 x 0,30 x 3,64+ 0,4 x 0,30 x 3,30) x
2500 = 2,91 x 2500 = 7286 kg
Peso travi (al netto dei solai) = 6 x 4,31 x (0,4 x 0,4 x 2500 – 0,4 x 240) = 7861 kg
NEd = 4 x 23 x (1,1 x 477 + 1,3 x 150 + 1,5 x 300 ) + 23 x (1,1 x 467 + 1,3 x 150 + 1,5 x 300) +
23 x (1,1 x 554 + 1,5 x 158) +1,1 x (7286 + 7861) = 107612 + 26650 + 19467 + 16662 =
157888 kg = 170,4 t
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PILASTRO 39
Seminterrato: 40 x 40 , 8ϕ14
Rialzato : 40 x 40 , 6ϕ14
Primo : 40 x 35 , 4ϕ14 + 2ϕ12
Secondo : 40 x 30 , 2ϕ14 + 4ϕ12
Terzo : 40 x 30 , 6ϕ12
Quarto : 40 x 30 , 4ϕ12
Verifica pilastro piano interrato : sezione 40x40
Forza assiale resistente:
Rck = 200 kg/cmq = 20 N/mm2
fc = 16,6 N/mm2
armatura 8ϕ14 con fy =375 N/mm2
NRd = 400 x 400 x (16,6/1,5) x 0,8 + 8 x 154 x 375/1,15 = 1416 + 402 = 1818 kN = 182 t
Forza assiale sollecitante
Area di influenza solaio : 20,5 mq
Peso proprio pilastrata : (0,4 x 0,4 x (3+3,64) + 0,4 x 0,35 x 3,64 + 2 x 0,4 x 0,30 x 3,64+ 0,4 x
0,30 x 3,30) x 2500 = 2,84 x 2500 = 7104 kg
Peso travi (al netto dei solai) = 6 x 3,83 x (0,4 x 0,4 x 2500 – 0,4 x 240) = 6986 kg
NEd = 4 x 20,5 x (1,1 x 477 + 1,3 x 150 + 1,5 x 300 ) + 20,5 x (1,1 x 467 + 1,3 x 150 + 1,5 x 300)
+ 20,5 x (1,1 x 554 + 1,5 x 158) + 1,1 x (7104 + 6986) = 95915 + 23753 + 17351 + 15499 =
152518 kg = 152,5 t
Verifica pilastro piano terra/rialzato : sezione 40x40
Armatura 6ϕ14 con fy =375 N/mm2
Con fc = 11,25 N/mm2 ottenuto dalla prova di laboratorio:
Forza assiale resistente:
NRd = 400 x 400 x (11,25/1,5) x 0,8 + 6 x 154 x 375/1,15 = 960000 + 301304 = 1261,3 kN =
126,1 t
Prof. Ing. Roberto Cerioni - DICATeA, Università di Parma – Viale delle Scienze 181/A – 43124 PARMA
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Forza assiale sollecitante
Area di influenza solaio : 20,5 mq
Peso proprio pilastrata : (0,4 x 0,4 x 3,64 + 0,4 x 0,35 x 3,64 + 2 x 0,4 x 0,30 x 3,64+ 0,4 x 0,30 x
3,30) x 2500 = 2,36 x 2500 = 5900 kg
Peso travi (al netto dei solai) = 5 x 3,83 x (0,4 x 0,4 x 2500 – 0,4 x 240) = 5822 kg
NEd = 3 x 20,5 x (1,1 x 477 + 1,3 x 120 + 1,5 x 300 ) + 20,5 x (1,1 x 467 + 1,3 x 120 + 1,5 x 300)
+ 20,5 x (1,1 x 554 + 1,5 x 158) + 1,1 x (5900 + 5822) = 69538 + 22954 + 17351 + 12894 =
112650 kg = 122,7 t
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PILASTRO 9
Seminterrato: 40 x 40 , 4ϕ14 + 2ϕ12
Rialzato : 40 x 40 , 4ϕ14 + 2ϕ12
Primo : 40 x 35 , 6ϕ12
Secondo : 40 x 30 , 6ϕ12
Terzo : 40 x 30 , 4ϕ12
Quarto : 40 x 30 , 4ϕ12
Verifica pilastro piano interrato : sezione 40x40
Rck = 200 kg/cmq = 20 N/mm2
armatura 4ϕ14+2ϕ12 con fy =375 N/mm2
fc = 16,6 N/mm2
Forza assiale resistente:
NRd = 400 x 400 x (16,6/1,5) x 0,8 + (4 x 154+2 x 113) x 375/1,15 = 1416,5 + 274,6 = 1691 kN
= 169,1 t
Con fc = 16,04 N/mm2 ottenuto dalla prova di laboratorio:
NRd = 400 x 400 x (16,04/1,5) x 0,8 + (4 x 154+2 x 113) x 375/1,15 = 1369,7 + 274,6 = 1644,3
kN = 164,4 t
Forza assiale sollecitante
Piano rialzato : 13,75 x (1,1 x 477 + 1,3 x 120 + 1,5 x 300 ) + 2,96 x (1,1 x 477 + 1,5 x 300 ) + 1,1
x 3,75 x 3,65 x 250 = 15547 + 2885 + 3764 = 22196 kg
Piani primo, secondo, terzo : 13,75 x (1,1 x 477 + 1,3 x 120 + 1,5 x 300 ) + 7,14 x (1,1 x 477 +
1,5 x 400) + 1,1 x 3,75 x 3,65 x 250 = 15547 + 8030 + 3764 kg = 27341 kg
Piano quarto : 20,88 x (1,1 x 517 + 1,3 x 120 + 1,5 x 300 ) + 1,1 x 4,055 x 3,30 x 250 = 24528 +
3680 = 28208 kg
Sottotetto e copertura : 22,1 x (1,1 x 479 + 1,5 x 158) = 16882 kg
Peso proprio pilastrata : 1,1 x (0,4 x 0,4 x (3+3,64) + 0,4 x 0,35 x 3,64 + 2 x 0,4 x 0,30 x 3,64+
0,4 x 0,30 x 3,30) x 2500 = 1,1 x 2,80 x 2500 = 7700 kg
Peso travi (al netto dei solai) = 1,1 x 6 x 3,75 x (0,3x0,45x2500 – 0,3x240) = 6571 kg
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NEd = 27341 + 3 x 28208 + 26672 + 16882 + 7700 + 6571 = 169790 kg = 169, 8 t
PILASTRO 120
Seminterrato: 40 x 35 , 8ϕ14
Rialzato : 40 x 35 , 6ϕ14
Primo : 40 x 35 , 4ϕ14 + 2ϕ12
Secondo : 40 x 30 , 4ϕ14 + 2ϕ12
Terzo : 40 x 30 , 6ϕ12
Quarto : 30 x 30 , 6ϕ12
Verifica pilastro piano interrato : sezione 40 x 35 , armato con 8ϕ14
Rck = 200 kg/cmq
armatura 8ϕ14 con fy =375 N/mm2
Verifica secondo la Normativa vigente e Metodo allo Stato Limite Ultimo
fc = 16,6 N/mm2
Forza assiale resistente:
NRd = 400 x 350 x (16,6/1,5) x 0,8 + 8 x 154 x 375/1,15 = 1239,5 + 401,7 kN = 1641 kN =
164,1 t
Forza assiale sollecitante
Area di influenza solaio : 29 mq
Peso proprio pilastrata : (0,40 x 0,35 x 3,00 + 2 x 0,40 x 0,35 x 3,64 + 2 x 0,40 x 0,30 x 3,64 +
0,30 x 0,30 x 3,30) x 2500 = 2,61 x 2500 = 6525 kg
Peso travi (al netto dei solai) = 6 x 4,30 x (0,85 x 0,25 x 2500 – 0,8 x 240) = 8443 kg
NEd = 4 x 29 x (1,1 x 447 + 1,3 x 120 + 1,5 x 300 ) + 29 x (1,1 x 467 + 1,3 x 120 + 1,5 x 300) +
29 x (1,1 x 554 + 1,5 x 158) + 1,1 x (6525 + 8443) = 127333 + 32471 + 24546 + 16465 =
200815 kg = 200,8 t
Verifica pilastro piano terra/rialzato : sezione 40 x 35 , armato con 6ϕ14
Verifica secondo la Normativa vigente e Metodo allo Stato Limite Ultimo
armatura 6ϕ14 con fy =375 N/mm2
Con fc = 8,31 N/mm2 ottenuto dalla prova di laboratorio:
Prof. Ing. Roberto Cerioni - DICATeA, Università di Parma – Viale delle Scienze 181/A – 43124 PARMA
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Forza assiale resistente:
NRd = 400 x 350 x (8,31/1,5) x 0,8 + 6 x 154 x 375/1,15 = 620,5 + 301,3 kN = 921.8 kN = 92,2
t
Forza assiale sollecitante
Area di influenza solaio : 29 mq
Peso proprio pilastrata : 64,01 kN = 6401 kg
Peso travi (al netto dei solai) : 76,16 kN = 7616 kg
NEd = 3 x 29 x (1,1 x 447 + 1,3 x 120 + 1,5 x 300 ) + 29 x (1,1 x 467 + 1,3 x 120 + 1,5 x 300) +
29 x (1,1 x 554 + 1,5 x 158) + 1,1 x (5334 + 6347) = 95500 + 32471 + 24546 + 12849 =
165366 kg = 165,4 t
Verifica pilastro piano primo : sezione 40 x 35, armato con 4ϕ14+2ϕ12
Verifica secondo la Normativa vigente e Metodo allo Stato Limite Ultimo
armatura 4ϕ14+2ϕ12 con fy =375 N/mm2
Con fc = 13,55 N/mm2 ottenuto dalla prova di laboratorio:
Forza assiale resistente:
NRd = 400 x 350 x (13,55/1,5) x 0,8 + (4 x 154 + 2 x 113) x 375/1,15 = 1012,3 + 275 kN =
1287,3 kN = 128,7 t
Forza assiale sollecitante
Area di influenza solaio : 29 mq
Peso proprio pilastrata : 64,01 kN = 6401 kg
Peso travi (al netto dei solai) : 76,16 kN = 7616 kg
NEd = 2 x 29 x (1,1 x 447 + 1,3 x 120 + 1,5 x 300 ) + 29 x (1,1 x 467 + 1,3 x 120 + 1,5 x 300) +
29 x (1,1 x 554 + 1,5 x 158) + 1,1 x (4267 + 5077) = 63667 + 32471 + 24546 + 10279 =
130963 kg = 130,96 t
Prof. Ing. Roberto Cerioni - DICATeA, Università di Parma – Viale delle Scienze 181/A – 43124 PARMA
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Pilastro 2
Seminterrato: muro
Rialzato : 40 x 40 , 4ϕ16 + 4ϕ14
Primo : 40 x 40 , 2ϕ16 + 6ϕ14
Secondo : 40 x 35 , 8ϕ14
Terzo : 40 x 35 , 8ϕ14
Quarto : 40 x 35 , 8ϕ12
Pilastro 44
Seminterrato: 40 x 40 , 8ϕ16
Rialzato : 40 x 40 , 4ϕ16 + 4ϕ14
Primo : 40 x 40 , 2ϕ16 + 6ϕ14
Secondo : 40 x 35 , 8ϕ14
Terzo : 40 x 35 , 8ϕ14
Quarto : 40 x 35 , 8ϕ12
TELAIO 2 – 44
Fig. 13. Individuazione in pianta del telaio 2-44
In questa analisi si ipotizza un calcestruzzo di classe C20/25 e l’acciaio sia FeB38k.
L’analisi della sollecitazione del telaio viene condotta con l’ausilio del programma Telaio2d di
Gelfi, i carichi permanenti vengono immessi senza maggiorazioni con coefficienti di sicurezza,
mentre per quelli variabili sono incrementati con il coefficiente di sicurezza 1.5.
Di seguito sono riportati lo schema del telaio ed i relativi diagrammi di sollecitazione.
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Fig. 14 Modellazione ad elementi finiti ed azioni applicate al modello assunto
Diagramma della forza assiale (N) Diagramma del Momento Flettente (Nm)
Fig.15 . Diagramma della forza assiale (N) e Diagramma del Momento Flettente (Nm)
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A seguire si riportano alcune verifiche a pressoflessione svolte sui pilastri.
Pilastro 2
Sezione al piede, piano terra
NEd=1923.70 kN , MEd=178.12 kN m
Forza compressione ammissibile NRd,max = 1913,3 kN
Sezione al piede, secondo piano
NEd=1100.717 kN , MEd=160.321 kN m
Fig.16 . Diagramma di interazione M-N
Pilastro 44
Sezione al piede, piano interrato
NEd=2499.35 kN , MEd=-113.93 kN m
Forza compressione ammissibile NRd,max = 1974,6 kN
Sezione al piede, primo piano
NEd=1636.05 kN , MEd=-198.04 kN m
Fig.17 . Diagramma di interazione M-N
Nessuna delle verifiche riportate risulta soddisfatta.
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6. Conclusioni
La struttura dell’edificio in esame nella situazione attuale è stata realizzata in quattro fasi
storiche fondamentali. Inizialmente, l’ala Sud-Est in muratura, poi la parte centrale e l’ala
Nord-Est con telai in calcestruzzo armato, quindi l’ala Nord-Ovest con telai in
calcestruzzo armato, ed infine la sopraelevazione sempre in calcestruzzo armato. La
struttura non presenta evidenti e importanti segni di dissesto e di ammaloramento, anzi si
mostra in generale ben mantenuta.
Ai fini di una analisi di idoneità statica, i primi elementi da analizzare sono i pilastri della
struttura realizzata in calcestruzzo armato, realizzata nella seconda e terza fase. Questi
elementi strutturali, essenzialmente compressi, nel caso si trovassero in prossimità del
collasso, non mostrerebbero in generale segnali premonitori, in quanto il loro collasso è
caratterizzato da un comportamento estremamente fragile, con conseguenze in genere
catastrofiche. Pertanto, la loro analisi di sicurezza deve essere attentamente valutata e
l’indagine sullo stato fessurativo dell’edificio in generale non fornisce indicazioni in
merito alla situazione sollecitativa dei pilastri.
Sono state condotte prove distruttive (estrazione di provini “carote” e prove di
compressione) e non distruttive (ultrasuoni, sclerometro) per valutare la resistenza del
calcestruzzo dei pilastri. Le prove di compressione sui provini estratti, più significative
delle prove non distruttive hanno prodotto i seguenti risultati:
1) resistenza cubica del calcestruzzo Rc è risultata scadente soprattutto nei pilastri dei
piani interrato e terra/rialzato, da confrontare con la resistenza minima prevista in fase
progettuale che doveva presumibilmente essere di 250 kg/cmq (come è emerso dal
progetto simulato);
a) la resistenza cubica dei provini di calcestruzzo (carote) prelevati in 5 pilastri del
piano interrato hanno mostrato tutte resistenze ≤ 25 N/mm2 (≤ 250 kg/cmq) (due valori al
di sotto del minimo consentito dalla normativa del periodo di costruzione per un
calcestruzzo strutturale armato: 12 kN/mm2=120 kg/cmq).
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b) Nel piano terra-rialzato su quattro provini solo in un caso si è superato la resistenza
cubica di 25 N/mm2, e in un caso si è ottenuto un valore inferiore di 12 N/mm
2.
c) Nel primo piano su otto provini solo 4 hanno mostrato resistenza cubica
soddisfacente ≥ 25 N/mm2.
d) Le prove fatte con gli strumenti “Ultrasuoni” e “Sclerometro” hanno confermato
sostanzialmente i risultati ottenuti con le prove distruttive su provini estratti.
Sono state eseguite verifiche tecniche di tipo numerico per indagare la sicurezza
strutturale dei pilastri in calcestruzzo armato. Si sono utilizzati metodi semplificati per
ottenere informazioni essenziali e fondamentali.
Al fine di semplificare le calcolazioni, si è trascurata in questa fase l’azione del vento,
che certamente incide sullo stato di sollecitazione in maniera importante. In definitiva,
tenuto conto anche della geometria della maggior parte dei telai, la prevalenza dei pilastri
possono essere considerati essenzialmente compressi. Inoltre, si sono presi in
considerazione carichi permanenti attinenti strettamente allo stato di fatto con minima
riserva di sicurezza nei riguardi delle incertezze sui dati geometrici e meccanici.
Inizialmente, si è eseguito il progetto simulato facendo riferimento all’edificio com’era
stato concepito negli anni ’60, cioè costituito dal piano terra/rialzato più altri tre piani
utili, sottotetto e copertura. Dai risultati emerge che sicuramente il progettista ha svolto le
calcolazioni adottando almeno un calcestruzzo di resistenza minima di 250 kg/cmq.
Risulta, anche, che i due pilastri centrali dell’ala Nord-Est non sono verificati nemmeno
con un calcestruzzo di classe Rc = 300 kg/cmq. Pertanto, sin dal progetto originale e/o
esecuzione, nell’ala Nord-Est i pilastri centrali (n. 120 e n. 121) sono risultati
ampiamente sottodimensionati, risultando un’area d’influenza di solaio per piano di circa
29 m2 e anche sotto-armati.
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Fig.18 . Pianta della struttura dell’ala Nord-Est
Inoltre, emerge che le sezioni dei pilastri risultano sotto-armate, generalmente non
rispettano la prescrizione dell’epoca di costruzione (anni ’60):
As>= 0,008 Ns/(0,7 x σc,am ).
Successivamente, con riferimento alla situazione attuale dell’edificio, cioè comprensiva
della sopraelevazione, si sono eseguite analisi allo stato limite ultimo (SLU) per sola
compressione, assumendo valori dei carichi estremamente realistici, ipotizzando un
fattore di conoscenza elevato e assumendo minimi coefficienti di sicurezza dovuti alle
incertezze delle informazioni. Dalle analisi svolte si evidenzia che dovrebbe essere
garantita una resistenza di almeno Rc=200 kg/cmq al piano interrato e al piano
terra/rialzato.
Utilizzando il criterio della circolare 2-2-2009 (c11.2.6 controllo della resistenza del
calcestruzzo in opera) si ottiene :
al piano interrato Rc, medio, opera=155,5 kg/cmq < 0,85 x Rc, medio, progetto=251,6 kg/cmq
al piano terra/rialzato Rc, medio, opera=184,7 kg/cmq < 0,85 x Rc, medio, progetto=251,6 kg/cmq
Pertanto, il calcestruzzo utilizzato per realizzare i pilastri del piano interrato e del piano
terra/rialzato risulta, mediamente, ampiamente non adeguato. Inoltre, alcuni pilastri