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Progetto di consolidamento e recupero dell'aggregato strutturale AG07AC danneggiato dal sisma del 6 aprile 2009 sito in Via Tenente Andrea Sole

Aggregato Edilizio in Muratura - Abruzzo

Ing. Vincenzo Saraceni / Ing. Francesco Saraceni (Collaboratore) Via Mazzini n. 37, 87012 Castrovillari (CS) Via Arno n. 59, Roseto degli abbruzzi (TE) Cell. +39 335 5259410 Mail: studiotecnicosaraceni@gmail.com / enzosaraceni@libero.it Abruzzo Por 2000
Progetto di consolidamento e recupero aggregato strutturale del 1600 Numero di piani: 11 livelli di piano (fabbricati da 2 a 5 livelli fuori terra). Superficie lorda: 6890,00 Costo intera opera: 3.566.301,84 €. Costo degli interventi strutturali: 2.183.768,00 €
 

Macro descrizione del progetto/struttura:

Le strutture si estendono principalmente lungo una direzione, lungo Via Sole/Via San Pasquale, per circa 130,00 m, mentre l'altra direzione presenta dimensioni di un singolo fabbricato, circa 25,00 m. Anche questa conformazione irregolare (rapporto tra i lati > 4) condiziona in maniera significativa il comportamento strutturale, sollecitando con comportamento torsionale la parte centrale dell'aggregato, in grado di innescare molteplici rotture per sforzo di taglio, oggetto di analisi per la ricerca della soluzione strutturale di progetto.
Dal punto di vista altimetrico, sono presenti significative differenze tra i due prospetti dell'aggregato. Il terreno naturalmente presenta circa 10 m di dislivello tra il lato di monte e quello di valle, con conseguente differenza di altezza dei due prospetti. Infatti, su Via Sole mediamente sono presenti 4/5 livelli, mentre su Via San Pasquale mediamente 2 livelli. Quindi, i primi livelli, risultano essere parzialmente interrari. Questa caratteristica comporta una irregolarità in altezza, oltre quella in pianta già enunciata sopra. 
Le murature sono costituite da pietrame calcareo a spacco di discreta qualità, leggermente sbozzato e disposto in maniera irregolare. La tipologia muraria è pressoché uniforme su tutto l'aggregato, a meno di alcune parti dove sono presenti ricorsi in mattoni pieni, o parti di paramenti murari in altre tipologie di pietrame, a causa di interventi successivi di riparazione o chiusura aperture. Lo stato di conservazione delle murature è scarso. In molte parti sono presenti degli ammaloramenti e disgregazioni, causate dall'azione degli agenti atmosferici, e presenza di umidità. In queste porzioni sono presenti dei punti di debolezza strutturale, con riduzione delle caratteristiche meccaniche. La malta presente tra gli elementi di pietrame è scadente (a vista potrebbe essere classificata del tipo M5), infatti si disgrega facilmente anche al tatto. Globalmente quindi le strutture portanti risultano di scarsa qualità e con evidenti difetti strutturali, anche se gli spessori sono sufficienti per una eventuale verifica sismica, ma vista nel complesso dello stato di danno, si denotano evidenti lesioni causate dall'eventi sismico.Gli elementi orizzontali sono costituiti da diverse tipologie costruttive. In particolare si distinguono volte (a botte e a padiglione, oltre che voltine in ferro e laterizi) e solai piani (con strutture in legno e in acciaio costituite da putrelle e tavelloni, alcuni con soletta e altri senza). Le volte risultano di diverse tipologie: alcune in mattoni di laterizio o pietrame riempite in cretonato, altre in cannucciato, realizzate con stuoiati di canne e intonaco appesi a centine lignee con al loro intradosso cicli pittorici e decorazioni di interessante valore artistico. Tutti i solai di copertura sono realizzati con strutture in legno costituite da travi a sezione irregolare di abete e sovrastante piccola orditura e manto di copertura in coppi antichi, con tipologia spingente.Tutti gli elementi orizzontali, sia solai piani che di copertura, sono carenti di cordolature perimetrali. In alcuni punti sono state rilevate delle catene, ma dai sopralluoghi effettuati sono completamente inefficienti in quanto allentate e non resistenti nei punti di giuntura con le piastre.Le fondazioni sono molto superficiali (mediamente 30 - 50 cm) e sono realizzate in muratura dello stesso tipo delle strutture in elevazione. Il terreno di fondazione è roccioso, con sottostante sistema di grotte utilizzate dagli stessi proprietari come depositi, magazzini e cantine. Queste grotte sono tipiche di questa zona dell'Aquilano e costituisce elemento importante da tenere in considerazione nelle verifiche strutturali, soprattutto come indicazione di verifiche locali, in quanto il terreno di fondazione risulta di ottime qualità. Infatti, in alcuni punti, alcune murature portanti in elevazione, non presentano una continuazione nelle grotte; quindi risultano in falso sulla calotta della grotta stessa e, dove lo strato roccioso di appoggio risulta essere non sufficiente, sarà necessario intervenire con un intervento locale di miglioramento sismico a mezzo centine di acciaio. Il fabbricato risulta realizzato in un'unica epoca costruttiva e successivamente sono stati realizzate alcune sopraelevazioni (di ridotte dimensioni rispetto alla dimensione delle strutture esistenti), piccoli interventi di manutenzione strutturale localizzate in poche unità immobiliari, oltre che piccole manutenzioni ordinarie.
Carenze strutturali rilevate
Di seguito sono descritte le carenze strutturali rilevate che potrebbero pregiudicare la stabilità globale dell'aggregato strutturale:

  • muri realizzati in falso in corrispondenza delle calotte delle grotte; 
  • muri realizzati in falso su solai; 
  • visto l'andamento del piano campagna, sono presenti solai sfalsati in corrispondenza di tutti gli edifici; 
  • le connessioni murarie, soprattutto in corrispondenza dei cantonali, risultano scadenti e in cattivo stato di conservazione; 
  • in corrispondenza dell'ultimo livello (camera 218), sul paramento murario lato Via San Pasquale è presente una grande apertura chiusa da elementi di laterizio disposti a scacchiera, con capacità portante molto ridotta (v. Tav. 9.k - Rilievo dello stato di danno - Livello 10); 
  • alcune porte dei magazzini - cantine - garage al piano terra presentano dimensioni troppo elevate e indeboliscono in maniera sostanziale la resistenza del maschio murario; 
  • molti paramenti murari non presentano le caratteristiche meccaniche adeguate per resistere alle sollecitazioni sismiche in gioco; 
  • assenza dei cordoli di coronamento; 
  • assenza o cattivo stato degli architravi; 
  • canne fumarie all'interno delle murature portanti che ne riducono la sezione resistente; 
  • molte nicchie nei paramenti portanti.

Descrizione dello stato di danno
Le singole unità immobiliari che costituiscono l'aggregato strutturale sono state classificate con esiti diversi (esito A, esito B ed esito E). Globalmente quindi, l'aggregato di Via Tenente A. Sole è classificabile con un esito di tipo "E".
Lo stato fessurativo sulle strutture si può così riassumere: Lesioni presenti sulla calotta di roccia delle grotte e delle cavità ipogee presenti al di sotto dei fabbricati, oggi utilizzate come magazzini e cantine. Le lesioni presentano dimensioni tali da creare instabilità delle sovrastrutture con evidenti crolli delle parti superficiali scarsamente cementate.
Lesioni passanti sui paramenti murari con interessamento particolare dei collegamenti con le volte, con i solai e con le aperture (porte e finestre). Queste lesioni hanno mostrato carenze strutturali nelle giunzioni tra paramenti murari verticali, nell'assenza di cordoli di coronamento a collegamento con i solai e nell'assenza di architravi al di sopra delle aperture, oltre che nell'errato scarico sulle murature delle volte.
Lesione e distacco del paramento lungo i cantonali. Lesioni non passanti, sia singole che diffuse, distribuite su molti paramenti verticali. Lesioni gravi sulle volte, visibili su entrambi i lati (sul soffitto e sui pavimenti) in modo da renderli non funzionali. Le lesioni sugli elementi orizzontali sono concentrate soprattutto in prossimità dei collegamenti con le murature, a creare un distacco tra gli elementi. Solai deformati e/o lesionati. Lesioni nel punto di attacco dei solai alle murature. Coperture deformate al centro della campata, a causa dello sfilamento delle stesse, della rottura degli elementi in legno costituenti le strutture e della vetustà delle stesse. 
I lavori di riparazione del danno possono essere così riassunti: demolizione e ricostruzione di elementi non strutturali o strutturali secondari irrimediabilmente danneggiati o pericolanti, quali, ad esempio, tamponature e tramezzature, cortine esterne, intonaci pesanti, camini, pensiline, cornicioni; riparazione di elementi strutturali e non strutturali danneggiati e ripristino delle finiture; riparazione degli impianti danneggiati, ai fini del ripristino della loro funzionalità.

Modellazione e progetto:

È stata eseguita una modellazione ante e post intervento, in modo da poter valutare il miglioramento sismico in termini di PGA. Lo stato di danno riscontrato all'interno del fabbricato in muratura in oggetto risulta costituito da lesioni passanti e non, diffuse e distribuite, su buona parte dei paramenti murari ai diversi livelli. All'interno dell'analisi ante-intervento, a meno delle caratteristiche dei materiali, su cui però è difficile intervenire attraverso dei parametri certi o teorici, non è possibile considerare in maniera univoca lo stato fessurativo presente sulle murature. Per questo motivo non è possibile ottenere il reale comportamento della struttura a danno già avvenuto. A posteriori, le verifiche effettuate sulle strutture, hanno mostrato il comportamento effettivamente avvenuto durante l'evento tellurico. Infatti, il sisma ha causato lesioni, più o meno gravi, oltre ad alcuni crolli. La modellazione ante-sisma ha rappresentato fedelmente la realtà dell'evento, mostrando come effettivamente, in funzione alla geometria delle strutture ed alle caratteristiche costruttive e dei materiali, le criticità riscontrate siano quelle poi verificatesi. 
Oltre ai danni evidenti, è presente uno stato di danno costituito da piccole lesioni, oltre importanti carenze strutturali, che, non hanno portato a nessun tipo di collasso locale o diffuso, ciò non toglie che la struttura, una volta subito uno stato di danno, possa avere memoria storica dell'avvenuto, durante un ulteriore non augurabile evento sismico. Questa condizione è stata comunque considerata nella modellazione strutturale prevedendo un coefficiente di sicurezza. Per questo motivo è necessario intervenire sulle murature attraverso la riparazione delle lesioni e attraverso un intervento di "miglioramento" che possa incrementare le caratteristiche di risposta sismica della intera scatola muraria. 
Il livello di sicurezza ottenuto dall'analisi strutturale ante e post intervento consiste nella massima percentuale dell'azione sismica di progetto per cui il minimo coefficiente di sicurezza ottenuto dalle verifiche degli elementi è unitario. Questa percentuale è valutabile come il rapporto tra la capacità di PGAC (capacità di accelerazione di picco su suolo di categoria A) e la domanda di PGAD (domanda di accelerazione di picco su suolo di categoria A). Questo rapporto è stato valutato nella verifica di ogni elemento strutturale, sia ante, che post sisma e nel caso di SLD e SLV, per diverse condizioni di verifica.
I risultati ottenuti, in termini di valori minimi del fattore di sicurezza, sono i seguenti:

  • Verifica più gravosa ante-intervento: Ribaltamento Pareti: PGAC/ PGAD = 0.08
  • Verifica più gravosa post-intervento:Pressoflessione trasversale: PGAC/ PGAD = 0,62
 
 
 
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