11 - Relazione illustrativa sintetica e di calcolo

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11 - Relazione illustrativa sintetica e di calcolo
Cimitero di XII Morelli - Opere di restauro e riparazione post sisma
1. PREMESSA
La presente relazione è stata redatta in conformità alla DELIBERAZIONE DELLA GIUNTA REGIONALE 26
SETTEMBRE 2011, N. 1373, recante l'individuazione della documentazione attinente alla riduzione del
rischio sismico necessaria per il rilascio del permesso di costruire e per gli altri titoli edilizi, alla
individuazione degli elaborati costitutivi e dei contenuti del progetto esecutivo riguardante le strutture
e alla definizione delle modalità di controllo degli stessi, ai sensi dell'art. 12, comma 1 e dell'art. 4, comma
1 della L.R. n. 19 del 2008.
2. CONTESTO EDILIZIO E CARATTERISTICHE GEOLOGICHE
UBICAZIONE DELL’INTERVENTO
Il complesso di edifici oggetto d’intervento, attualmente consacrato e dunque adibito a funzioni
religiose e civili di inumazione, si trova in zona a ridosso del centro della frazione XII Morelli in Comune
di Cento (BO), precisamente in via Maestra Grande.
Foto 1. Ubicazione del cimitero all’interno dell’abitato della frazione di Dodici Morelli
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RELAZIONE STRUTTURALE DI ILLUSTRAZIONE SINTETICA E DI CALCOLO
Cimitero di XII Morelli - Opere di restauro e riparazione post sisma
Di seguito si riporta la pianta del cimitero come risulta dai rilievi effettuati per la redazione del presente
progetto:
Figura 2. Pianta del cimitero della frazione di Dodici Morelli con evidenziati i periodi storici di costruzione delle varie porzioni
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Cimitero di XII Morelli - Opere di restauro e riparazione post sisma
1957−59 ORATORIO E MURO RECINZIONE (no elaborati grafici progetto)
1959
1965
1970
1974 (no elaborati grafici progetto)
1984−1985
1989−1991
1996−1997 (no elaborati grafici progetto)
CARATTERISTICHE GEOLOGICHE, MORFOLOGICHE E IDROGEOLOGICHE DEL SITO
L'edificio si trova in contesto al limitare del centro urbano, in una zona di urbanizzazione molto recente,
successiva alla seconda guerra mondiale.
L’area oggetto di studio rientra nel settore meridionale del grande bacino subsidente padano.
Esso è costituito superficialmente da sedimenti Olocenici di piana alluvionale, a cui segue, in profondità,
una coltre di sedimenti incoerenti di età Pliocenica e Quaternaria con depositi riferibili a vari ambienti
deposizionali, in particolare: marini, deltizi, lagunari e fluvioplaustri.
La parte superiore di tali sedimenti è rappresentata da depositi Quaternari continentali in continuità con
i sedimenti superficiali, con spessori variabili che raggiungono i valori massimi a SE di Ferrara (circa 200
m.).
In particolare, il territorio in esame è caratterizzato da n. 2 unità geologiche fondamentali:
a) Unità più profonda costituita da terreni depositatisi nei periodi del Miocene sup. e del Pliocene inf. I
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termini più alti sono rappresentati da sabbie e arenarie con limitate intercalazioni argillose. Alla base vi
sono argille e marne con banchi arenacei-marnosi. Questi sedimenti sono deformati da pieghe, faglie
inverse e ricoprenti, con assi allungati ad andamento NO-SE;
b) Unità superiore costituita da sedimenti del Pliocene med.-sup. caratteristici di un ambiente
deposizionale marino poco profondo, in progressiva colmazione. La base di questo complesso è situata
a profondità variabile. Solo la base del Quaternario presenta generalmente profondità tra 2000 e 2800
m.
L’assetto attuale del territorio ferrarese è conseguenza dell’evoluzione della rete idrografica
superficiale ed a fenomeni di subsidenza naturale ed antropica.
Nell'area d’indagine sono state eseguite, nel 2011 n. 2 prove penetrometriche statiche (C.P.T.) mediante
penetrometro tipo Gouda da 12 tonnellate di spinta. In particolare è stata eseguita una CPT a – 30,00
metri da p.c. (CPT 13) ed una CPT a - 15,00 metri da p.c. (CPT 12).
Dall’interpretazione dei dati relativi alle prove effettuate, risulta che la successione litostratigrafica
dell’area in esame è caratterizzata:
•
da un'alternanza di argilla limosa e limo argilloso fino -17,6 metri da p.c. Nella CPT 12 è presente
uno strato di sabbia limosa tra -6,8 e -8,0 metri da p.c.;
•
da sabbia limosa da -17,60 a -21,60 metri da p.c.;
•
da un'alternanza di argilla limosa e limo argilloso fino alla massima profondità indagata.
Per la determinazione del valore della velocità della Vs, é stata utilizzata la CPT 13, spinta
sino a – 30 metri dal p.c. : nel caso specifico è risultato: VS 30 = 182,08 m/s.
Nel 2014, in corrispondenza del presente progetto, sono state eseguite ulteriori prove, in particolare
una prova pentrometrica statica CPT con punta elettrica e piezocono spinta fino ad una profondità di 30
m e un sondaggio a carotaggio continuo, spinto fino ad una profondità di 20 m, con prelievo dei
campioni indisturbati di suolo.
Successivamente, sono state eseguite le indagini di laboratorio già descritte nella relazione geologica
allegata al presente progetto, le quali hanno evidenziato che il terreno è suscettibile di liquefazione,
come evidenziato dalle tabelle di sintesi fornite dalla Geotea Srl e allegate alla presente.
Sviluppando la formula della velocità equivalente delle onde di taglio per le prospezioni di sismica
passiva realizzate, i terreni indagati ricadono nell’intervello m/sec 180 < VS30 < m/sec 360, con un valore
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di Vs30 medio pari a 224 m/sec.
Sulla base dei valori di Vs30 determinati, è possibile assegnare una categoria di tipo C al suolo del sito,
tuttavia, vista la suscettibilità dei terreni alla liquefazione, gli stessi appartengono alla categoria S2.
Detta classificazione può suscitare una certa apprensione per il futuro, ma si ritiene che, per la semplice
riparazione dei danni che è prevista nel progetto attuale, la cosa non rappresenti un problema, non
intervenendo direttamente sulle fondazioni degli edifici e non avendo le stesse, negli eventi pregressi
del 20 e 29 maggio 2012, riportato significative lesioni o cedimenti.
Qualora si provvedesse, invece, ad ampliamenti del cimitero ovvero a nuove inumazioni nel campo non
ancora utilizzato, è necessario fare riferimento, per la progettazione, alla DETERMINAZIONE n° 1105 del
03/02/2014 del SERVIZIO GEOLOGICO, SISMICO E DEI SUOLI DIREZIONE GENERALE AMBIENTE E DIFESA
DEL SUOLO E DELLA COSTA della Regione Emilia Romagna, “APPROVAZIONE DI "INDICAZIONI SULLA
DOCUMENTAZIONE TECNICA DA PRODURRE A SUPPORTO DELLA RICHIESTA DI CONTRIBUTI PER
INTERVENTI DI CONSOLIDAMENTO DEL TERRENO DI FONDAZIONE IN CASO DI RIPARAZIONE,
RIPRISTINO CON MIGLIORAMENTO SISMICO O DEMOLIZIONE E RICOSTRUZIONE DI EDIFICI
DICHIARATI INAGIBILI CHE ABBIANO RIPORTATO DANNI DA LIQUEFAZIONE, A SEGUITO DELLA
SEQUENZA SISMICA CHE HA INTERESSATO LA PIANURA EMILIANA NEL MAGGIO-GIUGNO 2012" .
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3. DESCRIZIONE GENERALE DELLA STRUTTURA E INTERVENTI DI PROGETTO
RILIEVO STORICO – CRITICO DEL COMPLESSO
Il cimitero di XII Morelli fu realizzato per stralci successivi, mantenendo un progetto di base unitario,
infatti attualmente esso è percepibile come un unico organismo, e la datazione cronologica è stata
evidenziabile solo tramite la ricerca storica compiuta presso l’ archivio storico comunale di Cento.
Il nucleo primigenio fu compiuto tra il 1957 ed il 1991, mentre l’ ampliamento, posto ad est fu realizzato
tra il 1996 ed il 1997.
Le fasi realizzative, in dettaglio, furono le seguenti:
1957-1959: oratorio e muro di recinzione, realizzato originariamente fino ad un’altezza di due metri.
1959: porticato e loculi sul lato destro dell’ oratorio
1965:porticato e loculi sul lato sinistro dell’ oratorio
1970: porticato e loculi lungo il lato meridionale
1974:porticato e loculi lungo il lato settentrionale e cappella tra lato ovest e sud
1984-85: porticato occidentale
1989-91: corpi perpendicolari ai lati sud e nord
1996-97: ampliamento nuovo cimitero
Il corpo più antico è realizzato su base rettangolare, impostato emisimmetricamente rispetto all’
oratorio. Il piccolo edificio presenta due fornici laterali, tramite i quali avviene il collegamento con il
nuovo cimitero.
Il fabbricato dell’ oratorio è realizzato in mattone bolognese a due teste, coronato da timpano
triangolare, l’ apparato decorativo consiste in paraste di ordine ionico poggianti su basamento, fregio
sommitale cornici in cemento alla porta ed ai fornici.
Il cimitero, nella sua globalità, ha mantenuto un impianto unitario impostato sul colonnato con colonne
coronate da capitello ascrivibile al dorico; il porticato ha un interasse abbastanza regolare di circa 3,70
ml, e la trabeazione continua in cemento armato presenta fregi in rilievo colore terracotta, ai quattro
angoli sono ricavate altrettante cappelle gentilizie.
STRUTTURE IN ELEVAZIONE
Nucleo 1957-1959: oratorio e muro di recinzione
Il fabbricato dell’ oratorio è realizzato in mattone bolognese a due teste e sormontato da una
cordolatura continua in calcestruzzo armato, coronato da timpano triangolare, con copertura in
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laterocemento, in parte realizzata con lastre prefabbricate.
I muri perimetrali primigeni, di spessore minimo s=28 cm e realizzati originariamente fino ad un’altezza
di due metri, sono realizzati in mattone bolognese a due teste, intervallati da pilastri di dimensione 28 x
28 cm inseriti nella trama e ricoperti con listelli pseudo faccia a vista, con basamento spiccante dalla
fondazione, di spessore pari a 30 cm, realizzato in calcestruzzo armato.
Nucleo 1959: porticato e loculi sul lato destro dell’ oratorio
La struttura in elevazione dei loculi e del colonnato è in calcestruzzo armato, in particolare il porticato
presenta una trabeazione continua, realizzata sempre in calcestruzzo armato.
Il solaio di collegamento tra i loculi e la trabeazione del porticato è realizzato in laterocemento, con i
travetti in calcestruzzo armato realizzati in opera. Con ogni probabilità esiste una trave, realizzata in
spessore di solaio, che collega il colonnato ai loculi in corrispondenza di ciascun capitello.
La struttura in calcestruzzo armato costituente i loculi appare completamente indipendente dal muro di
recinzione, e da questi staccato di pochi centimetri.
Nucleo 1965: porticato e loculi sul lato sinistro dell’ oratorio
La struttura in elevazione dei loculi e del colonnato è in calcestruzzo armato, in particolare il porticato
presenta una trabeazione continua, realizzata sempre in calcestruzzo armato.
Il solaio di collegamento tra i loculi e la trabeazione del porticato è realizzato in laterocemento, con i
travetti in calcestruzzo armato realizzati in opera. Con ogni probabilità esiste una trave, realizzata in
spessore di solaio, che collega il colonnato ai loculi in corrispondenza di ciascun capitello.
La struttura in calcestruzzo armato costituente i loculi appare completamente indipendente dal muro di
recinzione, e da questi staccato di pochi centimetri.
Nucleo 1970: porticato e loculi lungo il lato meridionale
La struttura in elevazione dei loculi e del colonnato è in calcestruzzo armato, in particolare il porticato
presenta una trabeazione continua, realizzata sempre in calcestruzzo armato.
Il solaio di collegamento tra i loculi e la trabeazione del porticato è realizzato in laterocemento, con i
travetti in calcestruzzo armato realizzati in opera. Con ogni probabilità esiste una trave, realizzata in
spessore di solaio, che collega il colonnato ai loculi in corrispondenza di ciascun capitello.
La struttura in calcestruzzo armato costituente i loculi appare completamente indipendente dal muro di
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recinzione, e da questi staccato di pochi centimetri.
Nucleo 1974: porticato e loculi lungo il lato settentrionale e cappella tra lato ovest e sud
La struttura in elevazione dei loculi e del colonnato è in calcestruzzo armato, in particolare il porticato
presenta una trabeazione continua, realizzata sempre in calcestruzzo armato.
Il solaio di collegamento tra i loculi e la trabeazione del porticato è realizzato in laterocemento, con i
travetti in calcestruzzo armato realizzati in opera. Con ogni probabilità esiste una trave, realizzata in
spessore di solaio, che collega il colonnato ai loculi in corrispondenza di ciascun capitello.
La struttura in calcestruzzo armato costituente i loculi appare completamente indipendente dal muro di
recinzione, e da questi staccato di pochi centimetri.
Nucleo 1984-85: porticato occidentale
La struttura in elevazione dei loculi e del colonnato è in calcestruzzo armato, in particolare il porticato
presenta una trabeazione continua, realizzata sempre in calcestruzzo armato.
Il solaio di collegamento tra i loculi e la trabeazione del porticato è realizzato in laterocemento, con i
travetti in calcestruzzo armato realizzati in opera. Con ogni probabilità esiste una trave, realizzata in
spessore di solaio, che collega il colonnato ai loculi in corrispondenza di ciascun capitello.
La struttura in calcestruzzo armato costituente i loculi appare completamente indipendente dal muro di
recinzione, e da questi staccato di pochi centimetri.
Con l’ampliamento del 1984-85 è stato innalzato il muro di recinzione perimetrale del cimitero che, dagli
originari 2 m di altezza, è passato ad oltre 4. Non sono stati, nell’occasione, prolungati i pilastri in
calcestruzzo che contraddistinguevano il primo muro eretto, in compenso sono stati prolungati i
mattoncini pseudo faccia a vista che ne segnavano la posizione.
Nucleo 1989-91: corpi perpendicolari ai lati sud e nord
La struttura in elevazione dei loculi e del colonnato è in calcestruzzo armato, in particolare il porticato
presenta una trabeazione continua, realizzata sempre in calcestruzzo armato.
Il solaio di collegamento tra i loculi e la trabeazione del porticato è realizzato in laterocemento, con i
travetti in calcestruzzo armato realizzati in opera. Con ogni probabilità esiste una trave, realizzata in
spessore di solaio, che collega il colonnato ai loculi in corrispondenza di ciascun capitello.
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Nucleo 1996-97: ampliamento nuovo cimitero
La struttura in elevazione dei loculi e del colonnato è in calcestruzzo armato, in particolare il porticato
presenta collegamenti realizzati mediante una soletta piena, realizzata sempre in calcestruzzo armato,
che collega i pilastri ai loculi retrostanti.
Il coperto dei padiglioni, inaccessibile al momento dei sopralluoghi, presumibilmente è realizzato in
laterocemento, con manto di copertura in tegole.
I muri perimetrali realizzati in corrispondenza dell’ultimo ampliamento, di spessore minimo s=30 cm,
sono realizzati in mattone doppio UNI a due teste, presumibilmente collegati con barre di acciaio al
basamento spiccante dalla fondazione, di spessore pari a 30 cm, realizzato in calcestruzzo armato.
Elaborati costituenti il rilievo storico – critico del complesso cimiteriale:
Tavola 01 – Rilievo dello stato di fatto – Piante
Tavola 02 – Rilievo dello stato di fatto - Prospetti e sezioni
Tavola 03 – Rilievo delle lesioni e del degrado – Piante
Tavola 04 – Rilievo delle lesioni e del degrado - Prospetti e sezioni
Elaborato 07 – Relazione storico critica
Elaborato 08 – Documentazione fotografica sullo stato di fatto
Oltre alla presente relazione, che, in allegato, riporta i rapporti di prova delle indagini e delle prove
eseguite sui materiali e sulle strutture esistenti.
DANNI AI MANUFATTI A SEGUITO DEGLI EVENTI SISMICI DEL MAGGIO 2012
A seguito degli eventi sismici del 20 e 29 maggio 2012, il cimitero ha riportato danni significativi ad alcune
strutture verticali, con lesioni sui muri perimetrali e lesioni ad alcune colonne in calcestruzzo, in
particolar modo localizzate presso quelle dell’ultimo ampliamento 1996-97, come evidenziato nella
documentazione fotografica allegata al presente progetto.
Altri danni, di minore gravità, riguardano i giunti realizzati a livello dei solai nei padiglioni del nucleo
storico del cimitero, che hanno mostrato una marcata tendenza ad allargarsi e a creare lesioni ai solai e
ai loculi.
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Anche il coperto della Chiesa ha risentito di alcuni danni: in particolare si è verificato un tentativo di
sfilamento dei travetti del coperto dal cordolo perimetrale. Essendo però, questi realizzati in
calcestruzzo armato in opera ed evidentemente collegati al cordolo medesimo, non si sono registrati
particolari problemi alla struttura nel suo complesso.
Infine, restano da registrare i danni al coperto dei padiglioni, interessati da caduta di coppi e tegole, che,
a loro volta, in alcuni casi, sono andate a danneggiare il manto di padiglioni sottostanti.
Per la verifica puntuale di tutti i danni rilevati, comunque, si rimanda alla relazione fotografica di rilievo
dello stato attuale, che descrive puntualmente tutte le tipologie e l’estensione dei danni rilevati.
TIPOLOGIA DI INTERVENTO PROPOSTA E PRINCIPALI INTERVENTI DI PROGETTO
A ripristino dell'agibilità complessiva del complesso cimiteriale, per l’eliminazione delle condizioni di
pericolo e la riparazione e il reintegro degli elementi non strutturali e strutturali, si prevedono interventi
di tipo locale sulle strutture verticali, sui giunti e sui solai, in modo da non alterare significativamente il
comportamento delle strutture così come pensate, anche in considerazione del buon comportamento
complessivo che le stesse hanno mostrato durante la crisi sismica del 2012.
Per quanto concerne i muri perimetrali, il progetto prevede di incrementarne la resistenza e la stabilità
mediante interventi di scuci e cuci, a riparazione delle lesioni passanti sui muri perimetrali del prospetto
nord e sud del cimitero, in particolare in corrispondenza della grossa lesione già oggetto di precedenti
interventi sul lato nord.
E’ prevista inoltre la creazione di giunti strutturali nei punti in cui questi sono necessari, ossia al confine
tra zone di ampliamento realizzate in periodi diversi.
Infine, sempre sulle murature perimetrali, sono presenti due lesioni che si estendono anche al
basamento in calcestruzzo armato: in questi punti si prevede di intervenire con cuciture armate,
inserendo entro traccia delle barre in acciaio in grado di ricostituire l’originaria resistenza trasversale del
basamento medesimo.
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Per quanto riguarda i solai dei padiglioni, è prevista la risarcitura delle lesioni mediante piccole cuciture
armate, ottenute inserendo barre di acciaio entro piccole tracce nei diversi travetti e nelle pignatte, e
chiudendo poi le stesse con malta antiritiro per impieghi strutturali.
Per il rinforzo e il miglioramento dei collegamenti tra cordoli in calcestruzzo armato e solai, nei punti
maggiormente esposti, in corrispondenza dell’ingresso principale al cimitero, nei bagni pubblici e
all’interno della piccola Chiesa cimiteriale, è prevista la risarcitura delle lesioni, attraverso l’impiego di
malta bicomponente e rete rinforzata in fibra di vetro .
Per quanto riguarda paramenti a loculi dei padiglioni, è prevista la risarcitura delle lesioni, attraverso
colature in pressione di malta bicomponente nelle lesioni più gravi, mentre le lesioni più lievi saranno
riprese con semplici stuccature.
In aderenza ai muri di confinamento della navata della chiesetta, in corrispondenza dei solai di
copertura, saranno inserite due tiranti in acciaio per ovviare al pericolo di sfilamento dei travetti dai
cordoli perimetrali in facciata, per ridurre il rischio della formazione di lesioni nel piano per le pareti
laterali e assicurare un comportamento scatolare e monolitico alla struttura.
Si è scelto di operare in questo modo, anche se leggermente irrituale rispetto al rifacimento e al
consolidamento del coperto, in quanto la copertura economica dell’intervento non consente di operare
indistintamente su tutti i ripristini da eseguire, per cui si è scelta una strada che portasse al medesimo
grado di sicurezza conseguendo, nel contempo, un risparmio economico.
Tra gli interventi è prevista la sostituzione di due architravi di fornici presenti ai lati dell’oratorio,
gravemente danneggiati dal sisma del maggio 2012, come si può evincere dalla documentazione
fotografica di progetto, in particolare alle foto n. 42 e 43.
Gli architravi attuali, in cemento armato, presumibilmente prefabbricati, hanno un appoggio laterale
insufficiente, e saranno sostituiti da nuove strutture costituite da profili laminati in acciaio tipo HEA 140
di adeguata lunghezza, in grado, cioè, di fornire un appoggio correttamente dimensionato rispetto alle
sollecitazioni cui è soggetto.
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Il calcolo di verifica della soluzione progettuale proposta, eseguito tramite un foglio di calcolo, nonché i
particolari costruttivi della sostituzione degli architravi, sono presenti in allegato al presente
documento.
Poiché la struttura delle fornici è assolutamente simmetrica rispetto alla chiesetta centrale, peraltro
anch’essa del tutto simmetrica rispetto al prospetto frontale, si è provveduto a verificare uno solo degli
architravi, essendo il secondo del tutto analogo, sia come dimensione che come carichi sopportati.
Sulla zona di ampliamento del cimitero di più recente realizzazione, anni 1996-97, è prevista la
riparazione di tre pilastri, danneggiati dal sisma del maggio 2012, mediante l’apposizione di fibre di
carbonio, a rinforzo degli stessi.
Come si può evincere dalla documentazione fotografica di progetto, in particolare alle foto n. 48, 49, 50,
51, 52, 53 e 54, i tre pilastri sorreggono due lastre, fra di loro giuntate, in cemento armato, che
costituiscono la copertura del padiglione più recente del Cimitero (1996-97).
A causa della discontinuità posta al di sopra di essi, i pilastri sono stati fortemente sollecitati, e
necessitano di una riparazione che li riporti alle originarie condizioni strutturali.
Il progetto presentato si propone, mediante l’utilizzo delle fibre di carbonio, di ottenere i seguenti
risultati:
1. ripristino dell’originaria rigidezza del nodo lastra – pilastro;
2. confinamento dell’estremità superiore del pilastro al fine di conferire allo stesso un significativo
incremento della resistenza a taglio e della capacità deformativa.
Tale intervento ha anche un effetto benefico nei confronti della potenziale instabilità delle barre
longitudinali laddove, come nel caso in esame, il passo delle staffe sia molto rado.
La deprecabile scelta progettuale adottata, ossia di sostenere entrambe le porzioni di solaio con il
medesimo pilastro, purtroppo, non consente interventi diversi dal solo ripristino, in quanto lo
sdoppiamento dei pilastri, che costituirebbe l’intervento strutturalmente corretto, oltre ad essere
fortemente impattante sul profilo architettonico, non è realizzabile in quanto le limitate risorse
economiche a disposizione per l’intervento non lo consentono. Si è deciso, pertanto, di intervenire
rinforzando il pilastro mediante l’inserimento di fasce in FRP, in particolare fibre di carbonio. Il calcolo di
verifica della soluzione progettuale proposta, nonché i particolari costruttivi degli interventi previsti,
sono presenti in allegato al presente documento.
E’ prevista una revisione delle coperture dei padiglioni, andando a rimuovere completamente le tegole
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nei punti in cui, nei solai di sottotetto, si sono presentate infiltrazioni di acqua provenienti dal coperto.
E’ successivamente prevista la sostituzione delle impermeabilizzazioni nei fabbricati o nelle porzioni
degli stessi in cui le stesse sono state strappate dagli eventi sismici.
Molte tegole, poi, saranno da sostituire in quanto in parte cadute e in parte rotte dall’impatto con altre
tegole provenienti dal coperto della Chiesa e dei padiglioni più alti.
E’ inoltre previsto il rifacimento della bindella in rame a coronamento dell’impermeabilizzazione del
coperto della zona di ampliamento 1996-97, che è stata in parte rimossa, per motivi di sicurezza, dopo
gli eventi sismici del 2012 in quanto incombente sul porticato.
E’ infine previsto il rifacimento dei canali di gronda in rame a coronamento dell’impermeabilizzazione
del coperto delle zone storiche del Cimitero, che sono stati in gran parte danneggiati dalle tegole
smosse o cadute in corrispondenza degli eventi sismici, così come quella dei discendenti staccati o
mancanti, peraltro in minima parte rispetto al totale degli esistenti.
Elaborati costituenti progetto esecutivo delle strutture del complesso cimiteriale:
Tavola 05 – Progetto – Piante
Tavola 06 – Progetto – Prospetti, sezioni e particolari costruttivi
Oltre alla presente relazione, che, in allegato, riporta i rapporti di prova delle indagini e delle prove
eseguite sui materiali e sulle strutture esistenti.
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4. NORMATIVA TECNICA DI RIFERIMENTO
I criteri progettuali contenuti nella presente relazione fanno riferimento alla normativa vigente ed in
particolare:
-
Legge n°1086 del 5 Novembre 1971 “Norme per la disciplina delle opere di conglomerato
cementizio armato, normale e precompresso ed a struttura metallica”
-
D.M. 11 Marzo 1988 “Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità
dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione,
l’esecuzione ed il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione”
-
D.M. 20 novembre 1987 “Norme Tecniche per la progettazione, l'esecuzione ed il collaudo degli
edifici in muratura e per il loro consolidamento”;
-
D.M. 14 Febbraio 1992 “Norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture di
cemento armato normale e precompresso e per le strutture metalliche”
-
D.M. 9 Gennaio 1996 “Norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in
cemento armato normale e precompresso e per le strutture metalliche”
-
D.M. 16 Gennaio 1996 “Norme Tecniche relative ai “Criteri generali per la verifica di sicurezza
delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi”
-
Norma UNI 9502 rev. Maggio 2001” verifica al fuoco strutture in c.a.”
-
Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n° 3274 del 20.03.2003 pubblicata sul
supplemento ordinario n. 72 della G.U. n. 105 del 08.05.2003 “ Primi elementi in materia di criteri
generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le
costruzioni in zona sismica” con le modifiche apportate dall’Ordinanza del Presidente del
Consiglio dei Ministri n° 3316 del 10.10.2003.
-
D.M. 14 Settembre 2005 "Norme Tecniche per le Costruzioni".
-
Eurocodice 2. Progettazione delle strutture di calcestruzzo. Parte 1-1: Regole generali e regole per
gli edifici.
-
Eurocodice 8. Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture. Parte 1-1: Regole
generali - Azioni sismiche e requisiti generali per le strutture.
-
Eurocodice 8. Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture. Parte 1-2: Regole
generali per gli edifici.
-
D.M. 14 Gennaio 2008 "Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni".
-
Circolare 2 febbraio 2009 n. 617/C.S.L.L.PP. – istruzioni per l’applicazione delle “Nuove norme
tecniche per le costruzioni” di cui al D.M. 14 Gennaio 2008.
-
DPCM 9 febbraio 2011 - Valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con
riferimento alle norme tecniche per le costruzioni di cui al decreto ministeriale 14 gennaio 2008
-
Deliberazione di Giunta Regionale Emilia – Romagna 23 maggio 2011 n. 687, in attuazione della
L.R. 19/2008.
14
RELAZIONE STRUTTURALE DI ILLUSTRAZIONE SINTETICA E DI CALCOLO
Cimitero di XII Morelli - Opere di restauro e riparazione post sisma
5. CRITERI DI PROGETTAZIONE
DETERMINAZIONE DEL LIVELLO DI CONOSCENZA RAGGIUNTO
Analisi della documentazione progettuale reperita
Purtroppo non è stato possibile reperire il progetto strutturale delle diverse fasi di realizzazione del
complesso, benché, per contro, si siano reperiti alcuni disegni architettonici di progetto, su cui sono
riportati in maniera quasi corretta le posizioni e le dimensioni dei pilastri.
Le sezioni del progetto architettonico reperite sono essenzialmente corrispondenti allo stato attuale,
mentre le piante non lo sono, ma semplicemente a causa di modifiche dimensionali che, per quanto
apparentemente non irrilevanti (oltre 40 cm di differenza sulle facciate principali) in realtà non
modificano sostanzialmente il comportamento strutturale del complesso.
Indagini eseguite e livello di conoscenza acquisito
Per sopperire alla mancanza di dati sui materiali derivanti dall’assenza di collaudo statico (e conseguenti
prove sui materiali originari) si è deciso di eseguire una serie di indagini, in parte anche distruttive, sul
complesso.
La campagna di indagini strumentali è iniziata con l’esecuzione di saggi mediante la rimozione
dell’intonaco e/o rivestimenti per scoprire la superficie in calcestruzzo degli elementi strutturali (travi,
pilastri, nodi, ecc…) e per determinarne le dimensioni. In alcuni di questi saggi è stato rimosso
puntualmente il copriferro in calcestruzzo per scoprire le armature longitudinali e le staffe in modo da
poter verificare la tipologia della barra e misurarne il diametro con un calibro di precisione.
In accordo con la committenza si è deciso di non prelevare barre di armatura dagli elementi strutturali
per non arrecare danni all’edificio limitandosi all’esecuzione di saggi diretti per valutare le
caratteristiche e lo stato di conservazione delle stesse.
La conoscenza delle caratteristiche meccaniche del calcestruzzo indurito in sito può essere stimata
mediante l’uso combinato di diverse tecniche di indagine che si possono raggruppare in prove di tipo
non distruttivo e distruttivo in base al tipo di invasività che il loro impiego comporta nei confronti della
struttura oggetto di studio. In particolare la campagna di indagini in oggetto è stata condotta mediante i
metodi non distruttivi costituiti da rilievi pacometrici e battute sclerometriche oltre che mediante il
metodo distruttivo del carotaggio.
La caratterizzazione meccanica del calcestruzzo avviene mediante la determinazione della sua
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RELAZIONE STRUTTURALE DI ILLUSTRAZIONE SINTETICA E DI CALCOLO
Cimitero di XII Morelli - Opere di restauro e riparazione post sisma
resistenza a compressione, pertanto l’unica prova che consente di effettuare una misura diretta della
resistenza in sito del calcestruzzo è la prova a compressione alla pressa in laboratorio su campioni
cilindrici di calcestruzzo indurito prelevati in sito mediante carotaggio. Tutte le altre tipologie di indagine
non effettuano una misura diretta di resistenza ma misurano parametri fisici che possono essere
correlati alla resistenza mediante un’opportuna calibrazione dipendente dalle caratteristiche e proprietà
del calcestruzzo indagato. Pertanto tutte le prove di tipo non distruttivo non possono sostituire i
carotaggi, ma devono essere impiegate a supporto dei carotaggi stessi in modo da consentire una più
vasta ed economica campagna di indagini. I risultati delle diverse prove non distruttive svolte in uno
stesso punto di indagine possono essere combinati per sopperire alle imprecisioni di ciascuno di essi.
Data l’epoca di costruzione piuttosto recente dell’ultimo ampliamento, l’acciaio presente nelle strutture
di quest’ultimo è stato caratterizzato come un Feb44K, con un valore caratteristico di snervamento fy =
430 MPa.
Le prove ed il rilievo geometrico delle strutture metteranno il progettista in grado di redigere il rilievo
strutturale che sarà allegato al progetto esecutivo, e che sarà costituito di tavole grafiche e rilievo
fotografico.
Anche il dettaglio delle prove, svolte dallo Studio Ingenium, Ing. Roberto Ordonselli e Ing. Andrea
Canucoli, sarà allegato alla relazione di calcolo del progetto esecutivo e ne costituirà parte integrante.
Pertanto, per quanto già detto, sulla base di quanto rilevato e rimarcate le carenze di documentazione
riscontrate, il livello di conoscenza che ci si prefigge di raggiungere sarà il livello LC1 del D.M. 14 Gennaio
2008 "Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni", ossia livello di conoscenza limitato.
Il livello di conoscenza LC1 si intende raggiunto quando:
1.
sia stato effettuato il rilievo geometrico
2.
siano state effettuate verifiche in situ limitate sui dettagli costruttivi
3.
siano state effettuate indagini in situ limitate sulle proprietà dei materiali
Il fattore di confidenza da applicare alle proprietà dei materiali, sulle porzioni non storice del complesso,
ossia agli ampliamenti del 1996 – 97, sarà, pertanto, FC=1,35.
FATTORE DI CONFIDENZA
In relazione al livello di conoscenza raggiunto, è stato calcolato il fattore di confidenza Fc (Linee Guida –
§4.2). Esso è stato ottenuto attraverso l’assegnazione dei fattori di confidenza parziali (Fck, con k=1, 2, 3,
4) riportati in Tabella 4.1, associati alle quattro categorie d’indagine ed al livello di approfondimento in
esse raggiunto. I valori dei fattori parziali di confidenza assunti per la valutazione della sicurezza sismica
16
RELAZIONE STRUTTURALE DI ILLUSTRAZIONE SINTETICA E DI CALCOLO
Cimitero di XII Morelli - Opere di restauro e riparazione post sisma
nello stato attuale sono riportati nella tabella che segue:
Rilievo geometrico
rilievo geometrico completo, con restituzione
Fc1= 0
grafica dei quadri fessurativi e deformativi
Identificazione delle
restituzione parziale delle fasi costruttive e
specificità
interpretazione del comportamento strutturale
storiche e costruttive della
fondate su: (a) limitato rilievo materico e degli
fabbrica
elementi costruttivi associato alla
Fc2= 0,06
comprensione e alla verifica delle vicende di
trasformazione (indagini documentarie e
tematiche, verifica diagnostica delle ipotesi
storiografiche); (b) esteso rilievo materico e
degli elementi costruttivi associato alla
comprensione delle vicende di trasformazione
(indagini documentarie e tematiche)
Proprietà meccaniche dei
limitate indagini sui parametri meccanici
materiali
dei materiali
Terreno e fondazioni
disponibilità di dati geotecnici e sulle
Fc3= 0,06
Fc4= 0,03
strutture fondazionali; limitate indagini sul
terreno e le fondazioni
Il fattore di confidenza Fc, pertanto, risulta (Linee Guida – Eq. 4.1):
4
Fc = 1 + ∑ Fck
K =1
Fc = 1,15
STORIA SISMICA
Come descritto, il complesso cimiteriale ha subito diversi danni, fortunatamente piuttosto lievi, a
seguito degli eventi del 20 e 29 maggio 2012. In particolare si segnalano i seguenti eventi (per brevità si
riportano solo gli eventi con magnitudo superiore a 4.0 – fonte: INGV, http://cnt.rm.ingv.it/tdmt.html)
17
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Cimitero di XII Morelli - Opere di restauro e riparazione post sisma
Event-Id
Ora
(UTC)
Data
Lat
Prof
(Km)
Lon
7223244280 12/06/2012 01:48:36 44.88
10.888 10.8
7223125200 03/06/2012 19:20:43 44.9
10.94
9.2
7223081840 31/05/2012 19:04:04 44.89
10.98
8.7
7223079380 31/05/2012 14:58:21 44.88
10.867 5.8
7223048150 29/05/2012 10:55:57 44.89
11.01
Mag
Emilia-Romagna,
Ml:4.30 Modena
Emilia-Romagna,
Ml:5.10 Modena
Emilia-Romagna,
Ml:4.20 Modena
Emilia-Romagna,
Ml:4.00 Reggio nell'Emilia
Emilia-Romagna,
Ml:5.30 Modena
Emilia-Romagna,
Ml:4.20
Modena
Emilia-Romagna,
Ml:4.20
Modena
Emilia-Romagna,
Ml:4.50 Modena
Emilia-Romagna,
Ml:5.80 Modena
Emilia-Romagna,
Ml:4.00 Modena
Emilia-Romagna,
Ml:4.30 Modena
Emilia-Romagna,
Ml:4.10
Modena
Emilia-Romagna,
Ml:4.50
Ferrara
Emilia-Romagna,
Ml:5.10 Ferrara
Emilia-Romagna,
Ml:4.20 Modena
Emilia-Romagna,
Ml:4.90 Modena
Emilia-Romagna,
Ml:5.90 Modena
Emilia-Romagna,
Ml:4.10
Modena
6.8
7223047300 29/05/2012 09:30:21 44.892 11.053 1.2
7223046800 29/05/2012 08:40:58 44.892 10.962 5.3
7223046650 29/05/2012 08:25:51 44.901 10.943 3.2
7223045800 29/05/2012 07:00:03 44.85
11.09
10.2
7222991940 25/05/2012 13:14:05 44.883 11.108 10
7222968210 23/05/2012 21:41:18 44.868 11.251 4.8
7222936370 21/05/2012 16:37:31 44.851 11.348 10.4
7222922570 20/05/2012 17:37:14 44.88
11.38
3.2
7222919980 20/05/2012 13:18:02 44.831 11.49
4.7
7222917530 20/05/2012 09:13:21 44.879 11.241 3.1
8222913820 20/05/2012 03:02:50 44.86
11.1
10
8222913232 20/05/2012 02:03:53 44.89
11.23
6.3
Distretto Sismico
7222911530 29/05/2012 23:13:27 44.898 11.258 6.2
Tabella 3 - Eventi sismici recenti
Nel seguito si riporta la mappa con la PGA registrata nel cratere sismico il 29 maggio. L’accelerazione è
espressa in g.
5
0.0
45.1
0.05
0.065
0.05
0.065
0.125
0.16
0.14
0.05
0.1
95
0.0
0. 060.08
5
0.11
0.125
0.12
0.0
95
0.155
0.14
7
0.18
0.08
0.2
0.
1
0.2
0.
23
0.155
0.215
0.17
0.125
0.095
0.11
0.08
0.065
0.095
0.11
0.17
Cento
5
0.18
00.1. 12
0.0 0.0 1 5
65 8
0.0
5
08
0.
0.215
23
0.
545
0.1
0.1
Nonantola
55
0.1
5
Bomporto Revarino
Crevalcore
0. 08
0.2
0.2
15
0.1
7
44.65
44.6
10.7
Camposanto
San Prospero
0.2
0.185
14
San Felice sul Panaro Finale Emilia
0.2
5
0.0
0.0
95
0.065
0.245 .23
0
0.
0.1155
4
0.125
0.1
1
0.
0.23 0
.2
6
San Possidonio
Mirandola
0.24
0.22
0.17
0.2
5
0.27
6
0. 2
0.
2
44.7
0.2
15
Medolla
Cavezzo
Carpi
44.75
5
0.09
1
0.1
0.125
55
5
18
0.
5
.24
60 .275
0.2 0Concordia
Novi
0.185
0.05
44.8
0.1
4
0.2
75
0.2
0.14
44.9
0.05
5
0. 06
0.20.275
6
7
0.1
44.95
44.85
0.1
4
0. 18
5
45
0.0
5
45
0.26
0.095
0.11
0.125
8
0.0
08
0.
65
0.0
0.
2
45.05
0.08
0.06
0.05
10.8
10.9
11
11.1
11.2
11.3
11.4
11.5
Figura 4 - individuazione del cratere e valori della PGA misurati dall’evento del 20 maggio 2012.
La zona bianca centrale indica valori superiori a 0.27g
AZIONE SISMICA
Secondo quanto previsto nelle Linee Guida al punto 2.4, l’azione sismica di riferimento è valutata in
18
RELAZIONE STRUTTURALE DI ILLUSTRAZIONE SINTETICA E DI CALCOLO
Cimitero di XII Morelli - Opere di restauro e riparazione post sisma
relazione ad una vita di riferimento VR così definita:
VR = VN x C U
dove VN è la vita nominale a cui viene riferita la valutazione della sicurezza e CU la classe d’uso (Linee
Guida – §2.4; D.M. 14 gennaio 2008 – 2.4.1 e 2.4.2; Circolare 2 febbraio 2009, n° 617 – C2.4.1 e C2.4.2)
assegnata sulla base delle caratteristiche del bene e del tipo d’uso.
In relazione quindi al periodo di riferimento VR ed allo stato limite considerato, a cui è associata una
determinata probabilità di superamento PVR nella vita di riferimento, può essere valutato il periodo di
ritorno di riferimento dell’azione sismica TR:
TR = −
VR
ln(1 − PVR )
In tabella sono riportati i parametri assunti e la conseguente vita di riferimento per il bene in esame e i
valori di periodo di riferimento dell’azione sismica TR per lo Stato Limite di Salvaguardia della Vita (SLV)
(Linee Guida – §2.3 e 2.4).
L’azione sismica è stata valutata in conformità alle indicazioni riportate al capitolo 3.2 del D.M. 14
gennaio 2008 “Norme tecniche per le Costruzioni”.
In particolare il procedimento per la definizione degli spettri di progetto per i vari Stati Limite per cui
sono state effettuate le verifiche è stato il seguente:
•
definizione della Vita Nominale e della Classe d’Uso della struttura, il cui uso combinato ha portato
alla definizione del Periodo di Riferimento dell’azione sismica.
•
Individuazione, tramite latitudine e longitudine, dei parametri sismici di base ag, F0 e T*c per tutti e
quattro gli Stati Limite previsti (SLO, SLD, SLV e SLC); l’individuazione è stata effettuata
interpolando tra i 4 punti più vicini al punto di riferimento dell’edificio.
•
Determinazione dei coefficienti di amplificazione stratigrafica e topografica.
•
Calcolo del periodo Tc corrispondente all’inizio del tratto a velocità costante dello Spettro.
I dati così calcolati sono stati utilizzati per determinare gli Spettri di Progetto nelle verifiche agli Stati
Limite considerate.
19
RELAZIONE STRUTTURALE DI ILLUSTRAZIONE SINTETICA E DI CALCOLO
Cimitero di XII Morelli - Opere di restauro e riparazione post sisma
AZIONE SISMICA IN FUNZIONE DEL SITO
Figura 5. Quadro di riferimento per le azioni sismiche
Comune
Cento
Latitudine
44,797535°
Longitudine
11,300715-°
Classe d'uso CU
III
Vita nominale VN
50 anni
Vita di riferimento VR
75 anni
Probabilità di riferimento PVR
0,10%
Periodo di riferimento TR
712 anni
Tipologia strutturale
Struttura mista in muratura e c.a.
Categoria sottosuolo
S2
Amplificazione topografica
T1
Duttilità
Bassa
Tabella 6 - Caratteristiche considerate per la valutazione dell’azione sismica
Nel D.M. 14 gennaio 2008 le forme spettrali sono definite, per ciascuna delle probabilità di superamento
nel periodo di riferimento PVR, a partire dai valori dei seguenti parametri su sito di riferimento rigido
orizzontale:
• ag accelerazione orizzontale massima al sito;
• F0 valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale;
• T*c periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale.
Per la stima del valore dell’accelerazione di riferimento del sito ag, il D.M. 14 gennaio 2008 ha adottato i
valori di pericolosità definiti dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (GdL MPS, 2004: http:
//zonesismiche.mi.ingv.it) per l’intero territorio nazionale su un reticolo di lato pari a circa 5 km.
Nell’Allegato A alle Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. 14 gennaio 2008) sono fornite le indicazioni
necessarie per ottenere i parametri dell’azione sismica per una generica coordinata geografica ed un
generico periodo di ritorno. In tabella sono riportati i valori di ag, F0 e T*c per il sito in esame, e i valori di
SS e CC, dipendenti dalla tipologia di suolo e dallo stato limite considerato, necessari per la definizione
degli spettri di risposta elastici in accelerazione così come previsto dal D.M. 14 gennaio 2008.
I parametri sismici da considerare, pertanto, sono i seguenti:
20
RELAZIONE STRUTTURALE DI ILLUSTRAZIONE SINTETICA E DI CALCOLO
Cimitero di XII Morelli - Opere di restauro e riparazione post sisma
Tr [anni]
Stato Limite
ag [g]
Tc*[s]
Fo
Operatività (SLO)
30
0,040
2,549
0,255
Danno (SLD)
50
0,053
2,468
0,267
Salvaguardia vita (SLV)
475
0,154
2,589
0,271
Prevenzione collasso (SLC)
975
0,206
2,538
0,277
Periodo di riferimento per l'azione sismica:
100
Tabella 7 - Parametri sismici di riferimento
21
RELAZIONE STRUTTURALE DI ILLUSTRAZIONE SINTETICA E DI CALCOLO
Cimitero di XII Morelli - Opere di restauro e riparazione post sisma
6. VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA PRE E POST INTERVENTO
L’utilizzo del livello LV1 di analisi, sebbene risulti principalmente idoneo per lo studio della vulnerabilità
a scala territoriale (Linee Guida – §1.1), consente di ottenere una preliminare valutazione della
vulnerabilità globale del manufatto attraverso una stima dell’accelerazione al suolo e del periodo di
ritorno corrispondente al raggiungimento dei diversi stati limite.
L’analisi è stata sviluppata attraverso l’applicazione del modello semplificato per la valutazione
dell’accelerazione corrispondente allo stato limite di salvaguardia della vita umana (SLV) per la tipologia
“Chiese, luoghi di culto ed altre strutture con grandi aule, senza orizzontamenti intermedi” (Linee Guida
– § 5.4.3).
Si è fatto quindi ricorso ai parametri della scheda di rilievo del danno e della vulnerabilità in cui
l’accelerazione massima al suolo corrispondente ai diversi stati limite può essere correlata ad un
indicatore numerico, l’indice di vulnerabilità iV, ottenuto attraverso una opportuna combinazione di
punteggi assegnati ai diversi elementi di vulnerabilità e di presidio antisismico. La scheda per il rilievo del
danno e della vulnerabilità delle chiese è stata utilizzata nelle emergenze sismiche a partire dal 1995; la
notevole mole di dati raccolti (oltre 4000 chiese) ha consentito, attraverso elaborazioni statistiche, di
stabilire una relazione tra l’azione sismica ed il danno, in funzione di un parametro di vulnerabilità della
chiesa.
Situazione pre - intervento
iv = 0,708
asldS = 0,030 m/s2
aslvS = 0,120 m/s2
TSLD < 30 anni
TSLV = 209 anni
L’indice di sicurezza sismico è dato dal rapporto tra il periodo di ritorno TSLV dell’azione sismica che porta
allo stato limite di salvaguardia della vita ed il corrispondente periodo di ritorno di riferimento TR,SLV.
IS,SLV = 0,44
Il valore dell’indice sopra riportato, relativamente basso, testimonia anche numericamente l’elevata
vulnerabilità della chiesa.
22
RELAZIONE STRUTTURALE DI ILLUSTRAZIONE SINTETICA E DI CALCOLO
Cimitero di XII Morelli - Opere di restauro e riparazione post sisma
Situazione post - intervento
La strategia di intervento sulla chiesa adottata per migliorarne il comportamento sismico e diminuirne
l’indice di vulnerabilità è quella dell’inserimento di trasversali in modo da assicurare il comportamento
d’assieme del fabbricato fornendo un efficace vincolo contro la formazione di lesioni nel piano.
L’indice di vulnerabilità post intervento risulta pari a:
iv = 0,583
Il valore dell’accelerazione al suolo post intervento, corrispondente allo stato limite di
salvaguardia della vita (SLV), risulta pari a:
aslvS = 0,154 m/s2
Il periodo di ritorno post intervento, corrispondente al raggiungimento dello stato limite
considerato (SLV) risulta:
TSLV = 475 anni
a cui corrisponde un indice di sicurezza pari a:
IS,SLV = 1
Come è evidente, gli interventi hanno ridotto notevolmente la vulnerabilità dell’edificio, che, in effetti,
per la condizione in esame risulterebbe addirittura adeguato.
23
RELAZIONE STRUTTURALE DI ILLUSTRAZIONE SINTETICA E DI CALCOLO
Cimitero di XII Morelli - Opere di restauro e riparazione post sisma
7. CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI
Da un punto di vista strutturale, gli interventi più significativi che saranno eseguiti sugli edifici costituenti
il complesso cimiteriale sono i seguenti:
1.
riparazione e rinforzo di tre pilastri dell’ampliamento 1996-97 mediante l’inserimento di fasce in
FRP, in particolare fibre di carbonio;
2. inserimento di due tiranti in acciaio per ovviare al pericolo di sfilamento dei travetti dai cordoli
perimetrali in facciata della Chiesa cimiteriale.
Le norme tecniche per le costruzioni approvate con il D.M. 14 gennaio 2008 definiscono quale
intervento di riparazione o intervento locale quello che riguarda “singole parti e/o elementi della
struttura e interesseranno porzioni limitate della costruzione”, purché “non siano prodotte sostanziali
modifiche al comportamento delle altre parti e della struttura nel suo insieme e che gli interventi
comportino un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti”.
Le stesse norme definiscono di “miglioramento” quegli “interventi che siano comunque finalizzati ad
accrescere la capacità di resistenza delle strutture esistenti alle azioni considerate”, eseguibili qualora
non sia obbligatoria “adeguare” la costruzione.
Le esemplificazioni riportate nella Circolare esplicativa n.617 del 2 febbraio 2009 chiariscono che
l’elemento discriminante tra “intervento locale” e “intervento di miglioramento” sia non tanto
l’estensione dello stesso (sia in termini assoluti che relativi alla dimensione dell’unità strutturale),
quanto la “condizione che l’intervento non cambi significativamente il comportamento globale della
struttura, soprattutto ai fini della resistenza alle azioni sismiche, a causa di una variazione non
trascurabile di rigidezza o di peso”.
Per il complesso in oggetto, l’intervento di cui al punto 1, di sola cerchiatura con elementi in FRP,
segnatamente fibra di carbonio, di colonne degradate, che non interessi i nodi trave-pilastro, non si
ritiene possa produrre sostanziali modifiche al comportamento delle altre parti e della struttura nel suo
insieme: lo schema statico e quello sismo-resistente restano sostanzialmente immutati e le rigidezze dei
singoli elementi - con nodi invariati - non aumentano in modo sostanziale, restando peraltro la posizione
e la resistenza delle potenziali cerniere plastiche di fatto invariate.
24
RELAZIONE STRUTTURALE DI ILLUSTRAZIONE SINTETICA E DI CALCOLO
Cimitero di XII Morelli - Opere di restauro e riparazione post sisma
Per quanto riguarda l’intervento classificato al punto 2 dell’elenco di cui sopra, la Circolare applicativa n.
617 del 2 febbraio 2009 sulle norme tecniche per le costruzioni approvate con il D.M. 14 gennaio 2008,
sugli interventi locali o di riparazione, cita che “Interventi di ripristino o rinforzo delle connessioni tra
elementi strutturali diversi (ad esempio tra pareti murarie, tra pareti e travi o solai, anche attraverso
l’introduzione di catene/tiranti) ricadono in questa categoria, in quanto comunque migliorano anche il
comportamento globale della struttura, particolarmente rispetto alle azioni sismiche.”
E’, inoltre, da tener presente che, nel contesto del complesso cimiteriale di XII Morelli, l’intervento di
riparazione e l’intervento locale rappresentano la sola strada percorribile e, conseguentemente, la sola
possibilità di migliorare, seppur gradualmente, le condizioni di sicurezza delle costruzioni che lo
costituiscono
25
RELAZIONE STRUTTURALE DI ILLUSTRAZIONE SINTETICA E DI CALCOLO
Cimitero di XII Morelli - Opere di restauro e riparazione post sisma
8. MATERIALI
La prima parte del complesso cimiteriale della frazione XII Morelli del Comune di Cento fu realizzata
negli anni 50 e 60 del secolo scorso.
Per la struttura, di tipo misto, secondo quanto riportato dalle poche specifiche di progetto reperite,
sono stati impiegati inerti di tipo siliceo, cemento tipo 600 (travi e solai) e 730 (pilastri), acciaio tipo Aq
50-60. Le parti in muratura portante sono state realizzate con mattone pieno bolognese.
Nel seguito si riporta la descrizione dei materiali e dei prodotti ad uso strutturale introdotti per il
ripristino dell’agibilità complessiva.
MATERIALI ESISTENTI
ELEMENTI RESISTENTI CEMENTO ARMATO
Si allegano i risultati delle “Prove alla compressione su conglomerati di cemento”, eseguite in data 21
maggio 2014 dal “Laboratorio Sperimentale Materiali da Costruzione TEMA Aut. Min. LL.PP.
24029/1983”, accluse al rapporto di prova dello Studio Ingenium, che si è occupato delle prove
sperimentali sui materiali.
Visto il buon comportamento delle travature e dei pilastri delle zone storiche del complesso cimiteriale,
si è optato per il prelievo di carote solamente presso l’ampliamento del 1996 – 97, che presenta, inoltre,
l’anomalia, pur essendo di realizzazione piuttosto recente, di non avere reperibili i progetti dello stesso,
ne’ architettonici ne’, tantomeno, strutturali.
La scelta si è rivelata piuttosto azzeccata, in quanto le prove hanno messo in evidenza risultati piuttosto
modesti, con una resistenza cubica, per i due campioni, pari a 14,5 e 18,3 MPa rispettivamente.
Anche le correlazioni eseguibili dai risultati delle prove non distruttive eseguite con lo sclerometro, e
sempre allegate al rapporto di prova dello Studio Ingenium, hanno messo in evidenza la cattiva qualità
dei getti eseguiti.
ELEMENTI RESISTENTI ACCIAIO TIPO Aq 50
Si riportano le caratteristiche meccaniche degli acciai definiti Aq.50, classificati in conformità alle
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Cimitero di XII Morelli - Opere di restauro e riparazione post sisma
disposizioni dell’epoca1.
− tensione di snervamento, fy non inferiore a 270 N/mm2;
− tensione di rottura, fu compresa tra 500 e 600 N/mm2;
− allungamento a rottura, A10φ non inferiore al 16%.
ELEMENTI RESISTENTI ACCIAIO TIPO Aq 60
Si riportano le caratteristiche meccaniche degli acciai definiti Aq.60, classificati in conformità alle
disposizioni dell’epoca.
− tensione di snervamento, fy non inferiore a 310 N/mm2;
− tensione di rottura, fu compresa tra 600 e 700 N/mm2;
− allungamento a rottura, A10ø non inferiore al 14%.
ELEMENTI RESISTENTI IN MURATURA
In accordo con la Tabella C8A.2.1 e C8A.2.2 della Circolare 2 febbraio 2009 n. 617/C.S.L.L.PP. – istruzioni
per l’applicazione delle “Nuove norme tecniche per le costruzioni”, si riportano le caratteristiche
meccaniche delle murature esistenti.
1
G.M. Verderame, A. Stella, E. Cosenza; “Le proprietà meccaniche degli acciai impiegati nelle strutture in c.a.
realizzate negli anni ‘60” - Dipartimento di Analisi e Progettazione Strutturale, Università degli Studi di Napoli
Federico II, Italy - X Congresso Nazionale “L’ingegneria Sismica in Italia”, Potenza-Matera 9-13 settembre 2001
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RELAZIONE STRUTTURALE DI ILLUSTRAZIONE SINTETICA E DI CALCOLO
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MATERIALI DI PROGETTO
ELEMENTI RESISTENTI IN C.A.
ρ
Rck
nome
C25/30
fck
fcd
E
[N/mm2]
[kN/m3]
[N/mm ]
[N/mm ]
[kN/mm2]
30
25
24,9
14,1
31
2
2
αcc
ν
γc
0,85
0,20
1,5
BARRE ARMATURA.
σ
nome
Fyk
B450C
ρ
Es
[N/mm ]
[N/mm ]
[N/mm ]
[kN/m3]
260
450
206000
78
2
2
2
n
εuk
γs
15
67,5‰
1,15
ELEMENTI RESISTENTI IN MURATURA
Nei modelli di calcolo, per gli elementi resistenti artificiali da impiegare con funzione resistente, sono
state applicate le prescrizioni riportate al § 11.10.1 del DM 14.01.2008.
MAT.
TIPO
ELEMENTO
CATEGORIA
DIR.FOR.
n°
M1
Laterizio
Semipieno
I
Verticale
φ
fbk
f’bk
sp
PESO
(%)
(N/mm2)
(N/mm2)
cm
N
44,7
12
1,6
30
12,80
MALTE
In sede di progetto, si è considerato l’impiego di malta a prestazione garantita di classe M10
MAT.
TIPO
fbk
M1
TIPO MALTA
(N/mm2)
n°
Laterizio Semipieno
10,62
M10
fk
fkV0
(N/mm2)
(N/mm2)
5,3
0,2
ρ
E
G
(N/m3)
(N/mm2)
(N/mm2)
14500
5470
2188
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9. SICUREZZA E PRESTAZIONI ATTESE
VITA NOMINALE, CLASSI D’USO E PERIODO DI RIFERIMENTO
Le “Norme Tecniche per le costruzioni” , D.M. 14 Gennaio 2008, definiscono le azioni sismiche su
ciascuna costruzione in relazione ad un periodo di riferimento VR che si ricava, per ciascun tipo di
costruzione, moltiplicandone la vita nominale Vn per il coefficiente d’uso Cu.
L’edificio, ad uso religioso, è classificato come struttura opera ordinaria con vita nominale di progetto
Vn = 50 anni
come evidenziato nella Tabella 2.4.I delle stesse “Norme Tecniche per le costruzioni”
Per quanto riguarda la classe d’uso,
poiché la costruzione, almeno due volte l’anno, prevede
affollamenti significativi, senza contenuti pericolosi e senza funzioni pubbliche o strategiche importanti,
la struttura risulta in classe III, per la quale il coeficiente d’uso Cu, di correzione del periodo di
riferimento, risulta pari a 1,5 (Tabella 2.4.II delle “Norme Tecniche per le costruzioni”).
VR = Vn * Cu = 50 * 1,5 = 75 > 35anni
VR = Vn = 75 anni
AZIONI SULLE COSTRUZIONI
AZIONI PERMANENTI
Ai sensi del D.M. 14 Gennaio 2008 - “Norme Tecniche per le costruzioni” i carichi permanenti sono
valutati sulla base delle dimensioni effettive dell’opera e dei pesi dell’unità di volume dei materiali
costituenti.
Per gli orizzontamenti i carichi permanenti portati ed i carichi variabili si assumono uniformemente
distribuiti. Il peso proprio degli elementi divisori interni sugli orizzontamenti è ragguagliato ad un carico
permanente uniformemente distribuito (g2k), definito in funzione del peso proprio per unità di
lunghezza (G2k) delle partizioni.
Solaio in laterocemento di spessore 16 + 4 cm = 266 daN/m2
Impermeabilizzazione superiore = 30 daN/ m2
Intonaco inferiore = 30 daN/ m2
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Totale carichi permanenti e portati = 326 daN/ m2
AZIONI VARIABILI
Si riportano di seguito i valori caratteristici e/o nominali delle azioni variabili da utilizzare nel progetto e
destinazioni d’uso dell’edificio, espressi in funzione delle diverse categorie come indicato in tabella 3.1.II
del D.M. 14/01/2008:
Cat.
Ambiente di destinazione
qk
Qk
Hk
kN
kN/m
2,00
2,00
1,00
4,00
4,00
2,00
kN/m
A
Ambienti ad uso residenziale.
2
Sono compresi in questa categoria i locali di abitazione e relativi servizi, gli
alberghi. (ad esclusione delle aree suscettibili di affollamento)
D1
Ambienti ad uso commerciale
Negozi
H2
Secondo categoria di appartenenza
Coperture e sottotetti praticabili
Tab. 1 Valori dei carichi d’esercizio per le diverse categorie d’edificio
Copertura accessibile per sola manutenzione = 100 daN/ m2
CARICO NEVE
Il carico neve sulle coperture viene valutato con la seguente espressione:
Qs = µ(i) x Qsk x Ce x Ct = 80 daN/ m2
dove:
Zona II : qsk =1,00 KN/mq
as= 15,00 m.s.l.m
Coefficiente di forma delle coperture :
µ(i) =0,80
Coefficiente di esposizione normale:
Ce = 1.0
Coefficiente termico:
Ct = 1.0
0°≤ α≤ = 30°
Calcolo carico neve NTC08
Dati di Ingresso
2
1 kN/m
Zona
II
qsk
as [m]
15
Ct
1
Normale
Ce
1
Topografia
α [°]
qs
0 μ1
0,80
0,80 kN/m2
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10.
COMBINAZIONI DELLE AZIONI
COMBINAZIONE SLU CON SOLI CARICHI PERMANENTI
Nmin = γg × Gk
Gk=
carichi permanenti
γg=
1.0
COMBINAZIONE SLU CON CARICHI PERMANENTI ED ACCIDENTALI
Nmax = γg × Gk + γq [ Q1k + Si (ψ0i × Qik)]
Gk=
Q1k=
Qik=
γg=
γq=
carichi permanenti;
carico accidentale dominante;
carichi accidentali non dominanti
1.3
1.5
ψ=
ψ0
COMBINAZIONE DEI CARICHI VERTICALI
Per l'analisi sismica dell'edificio si fa riferimento alla seguente combinazione di carico:
N = Gk + ∑i ((ψ2i × Qik)
Gk=
Qik=
carichi permanenti;
carichi accidentali
ψ=
ψ2
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11.
VERIFICHE DI SICUREZZA E RISULTATI SIGNIFICATIVI
Nella valutazione della sicurezza e per il predimensionamento degli interventi di progetto, si è optato
per un’analisi dei meccanismi locali, soprattutto per non modificare il comportamento strutturale
dell’intero complesso che, come abbiamo visto in precedenza, ha dimostrato di comportarsi molto bene
anche con accelerazioni al suolo molto significative.
E’ stata, pertanto, eseguita una verifica sul collegamento dei travetti di copertura della Chiesa con il
solaio in laterocemento.
La verifica è stata effettuata sui meccanismi nel piano, in particolare sulla resistenza a taglio dell’intera
parete, ipotizzando efficaci i tiranti che si è previsto di posare in sommità alla stessa.
Il calcolo è stato effettuato con il software Strutture in Muratura, IV edizione, della Grafill, aggiornato al
marzo 2013.
Il software esegue i calcoli agli stati limite, secondo quanto previsto dal D.M. 14 Gennaio 2008 e
Circolare 2 febbraio 2009 n. 617/C.S.L.L.PP. – istruzioni per l’applicazione delle “Nuove norme tecniche
per le costruzioni” di cui al D.M. 14 Gennaio 2008: i risultati sono allegati in calce alla presente.
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