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1.0 PECULIARIA’ DELL’EDIFICIO

L’intervento in oggetto riguarda la progettazione esecutiva di un “Centro servizi socio assistenziali”

art.1 - comma 2 - lettera c - Legge Regionale 41/2003, con tipologia “Casa di riposo a prevalente

accoglienza alberghiera” ai sensi dell’art.8-comma 1-lettera c-legge regionale 41/2003, attuata

attraverso le seguenti normative di riferimento: -Regolamento Regionale n°2 del 18 Gennaio 2005.

Si prevede la riqualificazione architettonica-strutturale ed impiantistica dei cinque edifici del

comprensorio finalizzata a quanto sopraesposto, denominati Edificio A, B, C, D, E. Il sito

dell’intervento è ubicato alla via della Falcognana del comune di Roma, Municipio XII. Ai sensi

dell’allegato 2 della D.G.R.L. N° 387/2009 l’opera in progetto si è considerata in classe d’uso III

“Costruzioni il cui uso preveda affollamenti significativi con riferimento ad eventuale collasso” tra

le strutture civili lettera g) Centri per Anziani con presenze medie giornaliere maggiori di 15

persone.

Costruito agli inizi del 1900, fa parte di un complesso più ampio che prevede altre unità strutturali

indipendenti dal punto di vista statico e sismico.

Figura 1: Ubicazione su mappa

Figura 2:Prospetto principale

Figura 3:Prospetto posteriore

Figura 4: Ubicazione delle Unita Strutturali oggetto d’intervento di Adeguamento Sismico

L’edificio principale più grande oggetto del presente abstract è il CORPO A, che dal punto di vista

dimensionale in pianta è 30.00x11.00 m ed in altezza circa 7.50 m. E’ costituito da un piano terra ed

un primo piamo, non presenta solaio di sottotetto, ma direttamente la copertura in c.a., a due falde

con pendenza media del 30%. Per le varie partizioni strutturali si espone quanto segue:

Corpo in muratura tufo

CORPO A

Fondazioni: dai sondaggi effettuati si è verificato che le stesse sono in pietrame mediamente

di altezza pari a 85 cm e larghezza mediamente pari allo spessore della muratura con riseghe

di 20 cm, le stesse non presentano cordoli di collegamento nelle due direzioni principali.

Strutture verticali: le murature perimetrali sono costituite prevalentemente in pietrame e

malta non squadrati e in alcuni casi integrati con mattoni pieni, l’intersezione dei maschi

murari non sempre è eseguita a perfetta regola d’arte. All’interno sono presenti una serie di

murature in mattoni pieni ad una testa, dello spessore di 14 cm, non opportunamente

ammorsate alle murature perimetrali, e sulle quali poggiano i solai di piano. Le murature di

alcuni locali accessori sono in muratura di tufo.

Strutture orizzontali: sono presenti i solai di primo impalcato e di copertura. Il solaio di

piano è del tipo in latero-cemento tipo sap con soletta da 3 cm non armata e pignatta da 16

cm, all’interno dei travetti si è riscontrata armatura da 4 mm in alcuni casi alquanto

deteriorata. Dalle prove effettuate si è riscontrato un cordolo di piano a spessore di muratura

ed h=50 cm privo di armatura. Il solaio di copertura di più recente realizzazione è in latero-

cemento di spessore 20 cm (16+4 cm) con cordolo in c.a. 50x70 cm, realizzato solo

longitudinalmente (lato lungo edificio) nella zona di appoggio del solaio, posto con orditura

spingente. Gli architrave di porte e finestre sono per la maggior parte in mattoni pieni. La

soletta del balcone ubicato sull’ingresso principale è in acciaio con putrelle IPE160 e

tavelloni da cm 6 con getto di massetto e pavimento, molte delle putrelle risultano in

avanzato stato di ossidazione.

Nel complesso l’edificio non presenta quadri fessurativi significativi o cedimenti in fondazione, ma

carenze strutturali dovute al deterioramento dei materiali o all’esecuzione a non perfetta regola

d’arte di alcuni elementi strutturali. La struttura e irregolare sia in pianta che in altezza a causa dei rientri

dovute alle appendici laterali, dell’assenza di solaio di sottotetto e gli elementi resistenti non proseguono a

tutta altezza.

2.0 DEFINIZIONE DEL LIVELLO DI CONOSCENZA

L’edificio esistente, è stato realizzato agli inizi del 1900 quindi prima del 1974, anno in cui furono istituite

le prime zone sismiche e normativa in Italia, per cui soggetto dimensionato a soli carichi verticali. Ai fini

della valutazione dell’opera post intervento (adeguamento sismico) si è reso necessario definire un livello di

conoscenza medio - LC2 (Conoscenza Adeguata) con un fattore di confidenza per le verifiche FC=1.20, di

modo che ci ha permesso di utilizzare metodi di analisi e verifica in campo non lineare molto più efficienti

per gli edifici esistenti. La campagna d’indagini e prove strutturali geotecniche e geofisiche su tutto

l’agglomerato è consistita in:

INDAGINI GEOGNOSTICHE E GEOFISICHE:

n° 1 Sondaggio geognostico a carotaggio continuo;

n° 1 Piezometro a tubo aperto;

n° 3 Prove penetrometriche in foro SPT (Standard Penetration Test);

n° 1 Prelievo di campione indisturbato di terreno;

n° 4 Prelievi di campioni rimaneggiati di terreno;

n° 5 Analisi di laboratorio sui campioni prelevati;

n° 5 Indagini sismiche di superficie MASW.

INDAGINI DIAGNOSTICHE SUI FABBRICATI ESISTENTI:

n° 13 Scavi a sezione obbligata in fondazione;

n° 25 Indagini semidistruttive sulla muratura;

n° 12 Carotaggi nelle murature portanti;

n° 12 Indagini per la verifica della tipologia e orditura di solai;

n° 22 Indagini per verificare la presenza e la geometria di eventuali architravi;

n° 3 Prove con martinetto piatto semplice;

n° 8 Prove con martinetto piatto doppio;

n° 22 Indagini pacometriche;

n° 7 Prelievo di carote di cls con relative prove di schiacciamento a compressione;

n° 7 Determinazioni della profondità di carbonatazione sulle carote estratte;

n° 6 Prelievi di barre di armatura con relativa prova di trazione.

Si riportano delle immagini significative delle prove effettuate nonche una sintesi dei risultati ottenuti:

Figura 5: Foro di sondaggio con installazione piezometro

Figura 6: Geometria ed orientamento di due stendimenti MASW

L’elaborazione degli stendimenti sismici ha consentito di individuare, per il sito in studio, la

presenza di due o tre sismostrati, le cui caratteristiche sono riepilogate nelle tabelle poste a

seguire:

Figura 7: Risultati VS30

Dalle prove penetrometriche dinamiche in foro SPT effettuate sul sondaggio S1 sono stati ottenuti i

seguenti risultati :

Figura 8: Risultati SPT in foro con stima dei parametri geotecnici

Dalle prove di laboratorio su un campione indisturbato sono state effettuate prove di identificazione

e di taglio diretto ottenendo i seguenti risultati :

Figura 9: Risultati di laboratorio su campioni indisturbati e rimaneggiati con determinazione dei parametri

fisico meccanici del terreno

Indagini e prove semidistruttive e non sulle parti strutturali

Figura 10: Saggio in fondazione dell’edificio in oggetto

Figura 11: Indagini semidistruttive per identificazione della tipologia muraria

e particolari di ammorsamento nel cantonale

Figura 12: Carotaggi nelle murature per individuazione della stratigrafia muraria

Figura 13: Individuazione orditura dei solai tipo SAP con indagini semidistruttiva

Figura 14: Individuazione architravi con indagini semidistruttiva

Figura 15: Esempio tipico di individuazione di un architrave

Figura 16: Individuazione in pianta di martinetti piatti semplici e doppi

Figura 17: Tabella riassuntiva dei risultati ottenuti dalle prove con martinetto piatto

semplice e doppio sull’edificio in oggetto

Figura 18: Indagine pacometrica per il rilievo delle armature, in cordoli, architravi, travetti di solaio etc.

3.0 RIEPILOGO INDAGINI E PROVE STRUTTURALI GEOTECNICHE E GEOFISICHE

Da tutte la campagna d’indagine e prove effettuate sull’edificio in oggetto possiamo riassumere i

principali dati utilizzati per la corretta progettazione degli interventi di adeguamento sismico e le

relative verifiche:

Livello di conoscenza LC2 e relativo fattore di confidenza per le verifiche FC=1.20;

Muratura 1 – Pietrame in cattive disordinata, parametri medi dalla Tabella C8A.2.1 allegata

alla circolare n°217/09 delle NTC 14.01.2008;

Muratura 2 – Muratura a conci di pietra tenera (tufo) parametri medi dalla Tabella C8A.2.1

allegata alla circolare n°217/09 delle NTC 14.01.2008;

Solai in laterocemento tipo SAP, poggianti su murature di laterizio spessore medio cm 20;

Elementi in c.a quali architravi, cordoli e travetti di solaio leggermente armati;

Categoria di suolo B (VS30=417-671-471-509-661 m/s);

Categoria topografica T1 ;

4.0 AZIONI SISMICHE

L’opera e oggetto d’intervento di adeguamento sismico con Classe d’Uso III, per cui deve essere verificata

nei confronti delle seguenti azioni sismiche e stati limite:

DEFINIZIONE DELL’AZIONE SISMICA

UBICAZIONE SITO

COORDINATE

GEOGRAFICHE

VITA NOMINALE

[Anni]

CLASSE

D’USO

gAg / oF *CT

Longitudine

Est [°]

Latitudine

Nord [°] 50 III

12° 33' 55" 41° 45' 46"

STATO LIMITE

Stato Limite di danno - SLD 0.080 2.390 0.270

Stato Limite di Salvaguardia della Vita - SLV 0.180 2.580 0.270

CATEGORIA DI SOTTOSUOLO

CONDIZIONI

TOPOGRAFICHE

Categoria di sottosuolo B (360<VS30<800m/s)

20.1/40.040.100.1 gaFS gOS

Categoria topografica T1

00.1TS

5.0 PROGETTO

Dopo accurate indagini e verifiche tecniche degli edifici si sono individuati gli interventi più

opportuni da eseguire per rendere idonei gli stessi agli usi previsti in progetto. Di seguito si

riassume l’intervento di adeguamento sismico previsto per l’Edificio A ai sensi del D.M 14 Gennaio

2008: “Norme tecniche per le costruzioni” e della relativa Circolare Esplicativa del 2 Febbraio

2009 n. 617 “ Istruzioni per l’applicazione delle “Norme tecniche per le costruzioni”.

Gli interventi previsti sono i seguenti:

Rinforzo fondazione esistente in pietrame mediante cordoli disposti da ambo i lati, di

sezione 30x60 cm, realizzazione cordoli di collegamento ed alloggio pilastri in acciaio, di

sezione 30x60 e 50x60 cm.

Rinforzo murature esistenti con intonaco armato su entrambe le facce.

Realizzazione di una struttura in acciaio interna costituita da pilastri HEB200, travi di

collegamento HEB160, ed orditura secondaria HEB120 atta a portare i solai in lamiera

grecata e getto di completamento in cls. La struttura in acciaio sarà prolungata fino al

sottotetto al fine di costituire opportuno confinamento al solaio in c.a. esistente ma con

orditura spingente. In corrispondenza dei nuovi solai saranno realizzati dei cordoli in acciaio

costituiti da putrelle UNP160, opportunamente collegati alle murature mediante connessioni

in acciaio da 16 mm. Si precisa che data la diversa distribuzione interna, la realizzazione di

un secondo impalcato, le precarie condizioni del solaio esistente in c.a. e la dimensione

ridotta dei muri portanti interni si è optato per la realizzazione di una struttura in acciaio

interna che portasse i soli carichi verticali lasciando alle murature perimetrali

opportunamente rinforzate il compito di assorbire le forze sismiche.

Saranno realizzati dei nuovi architrave in c.a. in corrispondenza dell’apertura di nuovi vani,

mentre la chiusura sarà effettuata con muratura in mattoni.

Sarà inoltre rifatto il balcone principale di ingresso al piano primo, sostituendo le attuali

travi IPE160 ammalorate altre di medesime dimensioni e soletta collaborante da 4 cm

armata con rete elettrosaldata.

La scala interna di collegamento sarà in acciaio costituita da travi UNP160 opportunamente

collegate alle murature portanti ed ai solai di piano in acciaio.

6.0 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA

Ai fini della valutazione della vulnerabilità strutturale è stato messo a punto un modello di calcolo non

lineare con:

elementi beam a plasticità concentrata con interazione completa N-M2-M3 per pilastri;

elementi beam a plasticità concentrata M2/M3 per le travi, cordoli e architravi;

macroelementi non lineari a pressoflessione e taglio per la muratura;

Elementi truss non lineari solo a trazione per catene e tiranti;

Figura19: Modello strutturale in rendering

Figura 20: Modello strutturale computazionale

Figura 21: Modello schemi resistenti – impalcato quota 1



Figura 24: Modello schemi resistenti – telai muratura 2-4

Figura 25: Modello schemi resistenti – telaio muratura 1

Figura 26: Modello schemi resistenti – telaio muratura 4

Figura 27: Modello schemi resistenti – telaio interni in acciaio 20-21

Figura 28: Modello schemi resistenti – telaio interni in acciaio 24

Figura 29: Modello schemi resistenti – telaio interni in acciaio 30

ANALISI DEI CARICHI

Nome Voce di carico Condizione

di carico Tipo

Valore

kN/m2

Destinazione

d'uso

Coefficienti di

combinazione

0 1 2 2sis

SOLAIO_UFFICI PP SOLAIO Permanenti

Strutturali

Permanente

strutturale 2.50 - 1.00 1.00 1.00 1.00

SOLAIO_UFFICI PERMANENTE

Permanenti

Non

Strutturali

Permanente non strutturale

2.00 - 1.00 1.00 1.00 1.00

SOLAIO_UFFICI VARIABILE Variabili

C1. Ambienti

suscettibili di

affollamento

3.00

C. Ambienti

suscettibili di

affollamento

0.70 0.70 0.60 0.60

SOLAIO_SOTTOTETTO PP SOLAIO

Permanenti

Strutturali

Permanente

strutturale 2.50 - 1.00 1.00 1.00 1.00

SOLAIO_SOTTOTETTO PERMANENTE

Permanenti

Non Strutturali

Permanente non

strutturale 1.00 - 1.00 1.00 1.00 1.00

SOLAIO_SOTTOTETTO

VARIABILE Variabili H1. Coperture e

sottotetti 2.0

A. Ambienti ad

uso

residenziale

0.70 0.50 0.30 0.30

SOLAIO_COPERTURA PP SOLAIO Permanenti

Strutturali

Permanente

strutturale 3.00 - 1.00 1.00 1.00 1.00

SOLAIO_COPERTURA PERMANENTE Permanenti

Non

Strutturali

Permanente non

strutturale 2.50 - 1.00 1.00 1.00 1.00

SOLAIO_COPERTURA VAR Variabili H1. Coperture e

sottotetti 0.50

Copertura no

praticabile 0.00 0.00 0.00 0.00

SOLAIO_COPERTURA NEVE Variabili Personalizzato 1.00 Neve (a quota a

1000 m s.l.m.) 0.50 0.20 0.00 0.00

Figura 30: Modello carichi – impalcato quota 1

7.0 RISULTATI DELLE ANALISI SISMICHE

Nel presente capitolo vengono riportati i risultati delle analisi statiche non-lineari di tipo sismiche

(push-over) in termini di :

Meccanismi di collasso, deducibili dall’osservazione delle deformate a collasso, con relativi

indicatori di danno

Curve di capacità che consistono nel diagramma dell’andamento di un parametro di

spostamento rappresentativo della struttura in funzione di un parametro generalizzato di

resistenza.

Figura 33: Schema degli indicatori del danno adottati

Le curve di capacità vengono espresse in termini di coefficiente di taglio alla base (Cb) dato dal

taglio alla base dell’edificio lungo la direzione di carico, adimensionalizzato rispetto al peso sismico

dell’edificio stesso:

bb

VC

W

in funzione dello spostamento, lungo la direzione di carico, dei punti di controllo scelti.

Riepilogo risultati analisi

Nella tabella di riepilogo vengono forniti i valori delle grandezze maggiormente significative ai fini

della resistenza sismica:

Il taglio massimo sopportato dalla struttura (Vb,ultimo);

Il coefficiente di taglio alla base massimo (Cb,ultimo);

Lo spostamento massimo fra tutti i punti di controllo nella direzione di carico (umax);

La massima deriva di piano (ultimo)

Analisi

T b,ultimo W C b,ultimo u max b,ultimo

kN kN cm %

Pushover +X Massa 3858.22 12704.93 0.30 0.82 0.22

Pushover -X Massa 3858.22 12704.93 0.30 0.84 0.23

Pushover +Y Massa 2945.59 12704.93 0.23 2.58 0.49

Pushover -Y Massa 4074.53 12704.93 0.32 6.86 0.61

Pushover +X Triang 3617.07 12704.93 0.28 1.28 0.22

Pushover -X Triang 3657.94 12704.93 0.29 1.20 0.22

Pushover +Y Triang 2720.94 12704.93 0.21 3.23 0.58

Pushover -Y Triang 2961.03 12704.93 0.23 2.87 0.43

Figura 34: Analisi pushover "Pushover +X Triang": curva di capacita'

Figura 35: Analisi pushover "Pushover +Y Triang": curva di capacita'

Analisi "Pushover +X Triang". Configurazione della parete 3 in corrispondenza

della capacita' relativa allo stato limite SLV (passo 41).

Analisi "Pushover +X Triang". Configurazione della parete 6 in corrispondenza

della capacita' relativa allo stato limite SLV (passo 41).

Analisi "Pushover +X Triang". Configurazione della parete 7

in corrispondenza della capacita' relativa allo stato limite SLV (passo 41).

Analisi "Pushover +X Triang". Configurazione della parete 9 in

corrispondenza della capacita' relativa allo stato limite SLV (passo 41).



Analisi "Pushover +X Triang". Configurazione della parete 12,15,18


Analisi "Pushover +Y Triang". Configurazione della parete 2 in






Analisi "Pushover +Y Triang". Configurazione delle pareti 11 e 13 in

corrispondenza della capacita' relativa allo stato limite SLV.

Analisi "Pushover +Y Triang". Configurazione delle pareti 14 e 16 in

corrispondenza della capacita' relativa allo stato limite SLV.

Analisi "Pushover +Y Triang". Configurazione della parete 17,19 in




Analisi "Pushover +Y Triang". Configurazione della parete 29


8.0 VERIFICA SISMICA DELL’EDIFICIO

Figura 38: Analisi pushover "Pushover +X Triang": stima della vulnerabilita' sismica.

Figura 39: Analisi pushover "Pushover +Y Triang": stima della vulnerabilita' sismica.

8.1 STIMA DI VULNERABILITÀ

In termini di capacità di spostamento

Analisi Stato limite Richiesta Capacita'

PGA/g S q* d*e, max d*max dmax dSL

Pushover +X Massa SLD 0.08 1.20 0.79 0.09 0.09 0.10 0.53 5.21

Pushover +X Massa SLV 0.18 1.20 1.83 0.20 0.41 0.47 0.81 1.72

Pushover -X Massa SLD 0.08 1.20 0.80 0.09 0.09 0.10 0.58 5.56

Pushover -X Massa SLV 0.18 1.20 1.87 0.21 0.42 0.49 0.83 1.70

Pushover +Y Massa SLD 0.08 1.20 1.11 0.35 0.37 0.43 1.29 3.00

Pushover +Y Massa SLV 0.18 1.20 2.62 0.82 1.14 1.32 2.51 1.91

Pushover -Y Massa SLD 0.08 1.20 1.12 0.38 0.40 0.46 1.46 3.15

Pushover -Y Massa SLV 0.18 1.20 2.62 0.89 1.20 1.39 2.92 2.10

Pushover +X Triang SLD 0.08 1.20 0.87 0.12 0.12 0.14 1.03 7.59

Pushover +X Triang SLV 0.18 1.20 2.05 0.28 0.53 0.62 1.27 2.06

Pushover -X Triang SLD 0.08 1.20 0.88 0.12 0.12 0.14 0.93 6.64

Pushover -X Triang SLV 0.18 1.20 2.06 0.29 0.54 0.63 1.19 1.90

Pushover +Y Triang SLD 0.08 1.20 1.21 0.51 0.54 0.62 1.81 2.91

Pushover +Y Triang SLV 0.18 1.20 2.85 1.20 1.47 1.70 3.17 1.87

Pushover -Y Triang SLD 0.08 1.20 1.11 0.69 0.70 0.81 2.00 2.47

Pushover -Y Triang SLV 0.18 1.20 2.60 1.63 1.78 2.06 2.75 1.33

Legenda:

PGA : accelerazione di riferimento per il sito di costruzione

S : coefficiente suolo

q* : fattore di struttura

d*e_max : massimo spostamento del sistema elastico equivalente

d* max : massimo spostamento del sistema bilineare equivalente

d_max : massimo spostamento del sistema reale (richiesta di spostamento)

dSL : capacità di spostamento del sistema reale allo stato limite considerato

: coefficiente di sicurezza (dSL / dmax)

In termini di Resistenza sismica

Analisi V b, agente V b, resistente V b, agente /V b, resistente Fattore di sicurezza

kN kN

Pushover +X Massa 5726.17 3125.18 1.832266 < 3 1.64

Pushover -X Massa 5760.24 3088.38 1.865138 < 3 1.61

Pushover +Y Massa 5948.23 2270.92 2.619308 < 3 1.15

Pushover -Y Massa 5948.23 2266.80 2.624067 < 3 1.14

Pushover +X Triang 5948.23 2902.48 2.049358 < 3 1.46

Pushover -X Triang 5948.23 2889.96 2.058241 < 3 1.46

Pushover +Y Triang 5948.23 2088.94 2.847489 < 3 1.05

Pushover -Y Triang 5948.23 2283.67 2.604676 < 3 1.15

8.2 INDICATORI DI RISCHIO

Indicatori di rischio (PGA)

Evento PGA

g PGACLD/PGADLD PGACLV/PGADLV

Rotazione di snervamento in un'asta 0.051 0.607 0.279

3/4 della rotazione ultima in un'asta 0.202 2.378 1.092

Rottura a flessione in un'asta 0.225 2.655 1.219

Analisi globale della vulnerabilita'

sismica in termini di forza 0.194 -- 1.054

- Direzione X 0.269 -- 1.458

- Direzione Y 0.194 -- 1.054

Analisi globale della vulnerabilita' sismica (SLD) 0.196 2.310 --

- Direzione X 0.214 2.521 --

- Direzione Y 0.196 2.310 --

Analisi globale della vulnerabilita' sismica (SLV) 0.243 -- 1.318

- Direzione X 0.267 -- 1.446

- Direzione Y 0.243 -- 1.318

Legenda:

Evento: evento di crisi monitorato;

PGA: accelerazione al suolo;

PGACLD/PGADLD: indicatore di rischio relativo al rapporto di PGA per lo SLD;

PGACLV/PGADLV: indicatore di rischio relativo al rapporto di PGA per lo SLV;

Dai risultati ottenuti dalla verifica post-intervento, si può osservare che, la struttura:

è adeguata alla resistenza sismica richiesta dalle norme per il sito in esame αUV >1.00;

ha un livello di sicurezza superiore allo stato ante intervento;

il livello sicurezza minimo è governato dai meccanismi duttili avendo eliminato quelli fragili.

Infine per quando attiene al capitolo 10 delle NTC2008 (Analisi assistita dall’elaboratore),

possiamo dire che il modello di calcolo implementato nel software 3DMACRO-SCA, si è

dimostrato molto potente in quanto ci ha permesso di determinare tramite analisi pushover i punti di

debolezza della struttura nonché calibrare gli interventi nel rispetto costi-benefici.

IL PROGETTISTA I PROGETTISTI DELLE STRUTTURE

Planning Workshop Srl Planning Workshop Srl

(Ing. ROSSI. Giuseppe) (Ing. OLIVETO Francesco)

(Ing. MAURONE Giovanni)

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