Adeguamento sismico di una struttura sportiva in c.a. prefabbricata

Il palasport di Cerese, Borgo Virgilio (MN)

PREMESSE
Il seguente elaborato costituisce un estratto della relazione di calcolo strutturale, comprensiva di una descrizione generale delle opere e dei criteri generali di analisi e verifica come previsto al § 10.1 del Decreto ministeriale (infrastrutture) 14 gennaio 2008: “Norme Tecniche per le Costruzioni” di seguito denominato NTC08.
Gli eventi sismici che nel 2012 hanno colpito tra gli altri, anche territori dell’Emilia ad elevata concentrazione di aree produttive ed industriali, hanno evidenziato le fragilità degli edifici a struttura in c.a. prefabbricata.
Tale tipologia strutturale infatti, se da un lato si dimostra essere una delle più efficienti e versatili per carichi verticali, dall’altro si dimostra essere molto sensibile agli effetti delle azioni orizzontali.
A tal riguardo, nelle aree colpite dalle violenti scosse del 20 e 29 Maggio 2012, la maggior parte delle strutture esistenti erano state progettate per la sola azione orizzontale del vento che, tipicamente, risulta essere meno gravosa dell’azione sismica introdotta solo di recente in tali zone.
A questi aspetti sono principalmente da imputare le necessità nell’immediato, di provvedere alla predisposizione di una serie di interventi al fine di mettere in sicurezza tali strutture le cui criticità strutturali sono solitamente riconducibili ad una delle seguenti categorie: carenza degli elementi strutturali principali; carenza a livello di fondazioni; insufficienza nei collegamenti (o nelle lunghezze di appoggio) tra elementi; interazione struttura-tamponamento o struttura prefabbricata ed altre strutture realizzate in opera.
L’individuazione di quali siano le carenze più importanti (vulnerabilità) di una struttura, deve essere ottenuta a partire da un modello numerico affidabile nel rappresentare il comportamento dell’edificio reale .
Nel presente lavoro si riportano i risultati delle analisi delle vulnerabilità sismiche di un palazzetto a struttura prefabbricata in c.a. con muri perimetrali in muratura, oggetto di ampliamento lungo due lati.
Il modello di calcolo utilizzato nelle analisi è stato ideato in modo da essere il più possibile aderente alle distribuzioni di rigidezza, massa e resistenza della struttura studiata in modo da eseguire le analisi su un modello numerico in grado di rappresentare al meglio il reale comportamento dinamico della struttura.
Particolare attenzione è stata dedicata perciò alla corretta modellazione degli elementi prefabbricati, che avendo solitamente altezze considerevoli possiedono baricentri che sono molto lontani dalla quota di imposta. Si è inoltre considerata la problematica della scelta dei legami da assegnare alle connessioni tra elementi strutturali e tra elementi strutturali e non-strutturali, al fine di poter cogliere adeguatamente eventuali movimenti relativi tra elementi, in quanto tali problematiche spesso risultano essere tra le più critiche per quelle strutture in cui le connessioni sono di tipo attritivo.

Per la struttura in questione sono state condotte analisi di tipo lineare come l’analisi dinamica modale a spettro di risposta.

Di seguito saranno riportate:
• la descrizione dello stato di fatto delle strutture del manufatto;
• l’analisi strutturale dello stato di fatto con una rappresentazione grafico-numerica dei risultati;
• l’individuazione dei punti critici;
• la descrizione degli interventi necessari all’adeguamento sismico;
• l’analisi strutturale dell’intervento con una rappresentazione grafico-numerica dei risultati e le verifiche previste dalle norme vigenti;
• il paragone tra il comportamento dello stato di fatto e di progetto.
Il manufatto oggetto del presente studio è il palazzetto dello sport di Cerese, sito in via Tazio Nuvolari, Virgilio 46030 Borgo Virgilio (MN), foglio 15 mappale 686.

Figura 1: inquadramento aereo della costruzione.

All’atto della progettazione non si è riusciti a recuperare alcun elaborato costruttivo delle opere di cui in oggetto.
In particolare non si ha alcuna informazione sulle travi esistenti prefabbricate in c.a.p. di tipo P10.
La quota di posa, le dimensioni e la tipologia delle fondazioni esistenti non sono state rilevate ma dedotte dalla documentazione fornita.
Nel presente studio sarà inoltre riportata la determinazione dell’azione sismica di progetto.

DESCRIZIONE DELLO STATO DI FATTO
La descrizione dello stato di fatto è stata in parte estrapolata dal certificato di collaudo ed integrata da proprie considerazioni.
L’edificio si compone di un corpo principale di ml. 36,60 x 22,50 m con altezza di 7,30 m adibito alle attività sportive e due corpi più bassi adibiti a spogliatoio magazzini e servizi. Il corpo di fabbrica principale è stato successivamente ampliato sui due lati non occupati dai corpi bassi.
La struttura della palestra è del tipo prefabbricato e consiste in plinti e pilastri prefabbricati, portanti le travature del tetto, poste ad interasse di 6,00 m. La copertura è costituita da elementi in laterizio e c.a. poggianti sulle travi prefabbricate sopra citate.
Il solaio sul vespaio areato poggia su muri perimetrali e centrali in cls con fondazioni pure in cls. L'interasse di detto solaio è di 6,50 ml. Il solaio è stato calcolato per un sovraccarico utile di 700 kg/mq.
I pannelli dell'altezza di 24 + 4 cm sono all'interasse di 55 cm.
Allo stato di fatto il corpo centrale, lungo il lato ovest, presentava 7 pilastri di sezione 40x50 cm ad interasse di circa 600 cm.
Dei pilastri non si possiede alcun elaborato strutturale costruttivo.
Lungo il lato est, 3 dei 7 pilastri, presenti nel progetto originale, sono stati demoliti durante l’ampliamento del corpo principale, al fine di realizzare un ampliamento delle gradonate.
La coperta poggia su 7 travi prefabbricate in c.a.p. di tipo P10 con luce netta di 1990 cm.
Delle travi prefabbricate P10 di copertura non si possiede alcun elaborato strutturale costruttivo.
Lungo il lato ovest le travi P10 poggiano sui pilastri, i quali scaricano su 7 plinti quadrati di sezione 180x180. Lungo il lato est, in corrispondenza dei pilastri demoliti, le travi P10 poggiano su una trave in acciaio che poggia, a sua volta, su 2 dei 4 pilastri non demoliti.
Per far fronte all’incremento di carico dovuto alla trave in acciaio, i 2 pilastri non demoliti sono stati rinforzati da 4 profili angolari in acciaio. Questa camicia in acciaio poggia su un plinto che ingloba il plinto esistente.

Figura 2: stato di fatto. Particolari della trave in acciaio.

Lungo il lato est trovano posto le gradonate. Queste sono realizzate mediante lastre prefabbricate in c.a. e poggiano su dei setti in muratura.
La copertura in corrispondenza dell’ampliamento del lato est è stata realizzata mediante una lamiera grecata in acciaio 6/10 poggiante su travi IPE200 che scaricano, a loro volta, su una trave IPE200 di banchina. La trave di banchina è sorretta da 5 colonnine con sezione HEA160 tassellate a loro volta su un cordolo in c.a. gettato sopra la trave in acciaio.
La copertura in corrispondenza dell’ampliamento del lato sud è stata realizzata mediante una lamiera grecata in acciaio 6/10 poggiante su travi IPE200. Un lato delle travi IPE200 poggia su una parete in muratura di spessore 30cm ed altezza di 990cm misurata dal colmo. L’altro lato delle IPE200 poggia sull’ultima delle travi P10.
Le strutture portanti verticali degli ampliamenti sono stati realizzati in muratura da 30cm con fondazioni realizzate con trave continua in c.a.

ALL'INTERNO DELL'ARTICOLO INTEGRALE LA DESCRIZIONE DELLO STATO DI FATTO, I RISULTATI DELLE ANALISI E DELLE RELATIVE VERIFICHE DELLE STRUTTURE ALLO STATO DI FATTO, LA DESCRIZIONE DELL’INTERVENTO STRUTTURALE PREVISTO PER L’ADEGUAMENTO SISMICO, I RISULTATI DELLE ANALISI E DELLE RELATIVE VERIFICHE DELLE STRUTTURE PREVISTE IN PROGETTO, AL FINE DI VERIFICARE SE LA STRUTTURA POST ADEGUAMENTO SODDISFA O MENO LE PRESCRIZIONI DI NORMATIVA.