Il progetto di miglioramento sismico del Padiglione 11 del Grande Ospedale Metropolitano Niguarda, contestuale all’adeguamento antincendio, ha coinvolto un edificio storico risalente al 1933, composto da differenti corpi di fabbrica con caratteristiche strutturali miste.

 

 

In particolare, i blocchi 1, 3 e 5 presentano strutture portanti in muratura, mentre i blocchi 2 e 4 sono in cemento armato. La parte in muratura ha rappresentato l’ambito più critico per la valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi di miglioramento sismico.

 

 

Caratteristiche dell’edificio in muratura

I corpi in muratura del Padiglione 11 sono realizzati con pareti portanti di spessore variabile, rastremate in elevazione, e con solai in laterocemento. Le murature, originariamente progettate per carichi statici verticali, presentano scarsa capacità di resistenza a sollecitazioni orizzontali e un comportamento fragile sotto azione sismica.

 

 

 

L’analisi storico-critica ha confermato la presenza di interventi parziali negli anni ’90, volti principalmente al risanamento e al consolidamento dei piani inferiori, senza tuttavia affrontare in modo organico la vulnerabilità sismica delle pareti portanti. I rilievi e le prove sui materiali hanno evidenziato un degrado diffuso delle malte e la discontinuità dei giunti murari, con resistenze meccaniche non compatibili con le prestazioni richieste dalle NTC 2018.

Analisi della vulnerabilità sismica e iter di progetto

Il progetto di miglioramento sismico è stato avviato con la modellazione dello stato di fatto della struttura, sviluppata mediante analisi agli elementi finiti con il software MasterSap.

  

 

Il modello ha riprodotto in modo realistico i setti murari, i collegamenti con i solai e le connessioni con gli elementi in calcestruzzo armato adiacenti, includendo le armature esistenti secondo quanto riportato nei progetti originali e considerando tutti i carichi previsti dalla normativa vigente.

 

Valutazione dello stato di fatto

Le analisi hanno evidenziato importanti criticità strutturali, tra cui:

• Tensioni verticali eccessive in numerosi maschi murari, con indici di resistenza superiori all’unità (elementi non verificati);
• Scarsa capacità a pressoflessione fuori piano, con potenziale attivazione di meccanismi locali di ribaltamento;
• Irregolarità geometriche in pianta e in elevazione, responsabili di amplificazioni delle sollecitazioni sismiche e di concentrazioni di danno nei blocchi di testata e nel corpo centrale.

 

Risultati dell’analisi pre-intervento (stato di fatto)

Le rappresentazioni grafiche delle verifiche, riportate nelle immagini qui di seguito, mostrano estese aree critiche nelle pareti longitudinali e trasversali, in particolare ai livelli inferiori, dove gli indici di resistenza risultano maggiori di 1.

 

 

Tali evidenze hanno confermato la necessità di interventi strutturali sostanziali per migliorare il comportamento globale dell’edificio che era stata prevista nel progetto esecutivo.

Soluzioni progettuali

In una prima fase è stata analizzata la possibilità di applicare intonaci armati sulle murature portanti. Questa soluzione, tuttavia, non ha fornito incrementi di resistenza significativi e si è rivelata economicamente e tecnicamente poco conveniente, poiché avrebbe richiesto la posa su entrambe le facce dei muri, con rimozione e successivo ripristino delle pietre di facciata.

Inoltre, tale intervento è risultato inefficace in presenza di trazione, condizione nella quale la resistenza a taglio rimane nulla anche dopo l’applicazione di qualsiasi tipo di rinforzo locale. Alla luce delle criticità riscontrate e dei limiti delle soluzioni tradizionali, si è scelto di adottare una strategia di intervento basata sulla modifica complessiva dell’assetto sismo-resistente dell’edificio, piuttosto che sulla semplice mitigazione di fenomeni locali.

Il progetto ha quindi previsto:

• Inserimento di nuovi setti in calcestruzzo armato interni (endoscheletro), collegati alle murature esistenti e destinati ad assorbire le azioni orizzontali e verticali;
• Connessioni strutturali tra i nuovi setti e le murature mediante ancoraggi e irrigidimento dei solai, per assicurare un comportamento scatolare d’insieme;
• Mantenimento delle murature storiche come elementi di tamponamento, preservando così l’aspetto architettonico originario delle facciate.

Questa soluzione ha consentito di evitare interventi invasivi o distruttivi sulle pareti esterne in pietra e, contemporaneamente, di migliorare la risposta globale della struttura riducendo le luci dei solai e aumentando la rigidezza complessiva.

Valutazione dello stato di progetto

Sul modello di progetto, aggiornato con i nuovi setti e le connessioni strutturali, sono state condotte le verifiche di:

• maschi murari esistenti;
• nuovi setti in c.a.;
• travi e pilastri esistenti in c.a.

Le prime verifiche hanno evidenziato la necessità di incamiciare alcuni elementi in c.a. (travi e pilastri) per adeguarli alle nuove sollecitazioni indotte dall’assetto modificato.

Successivamente, sul modello aggiornato con le nuove inerzie derivanti dagli interventi di rinforzo, è stato effettuato il controllo finale che ha confermato l’esito positivo di tutte le verifiche strutturali

 

 

Risultati dell’analisi post-intervento (stato di progetto)

Le analisi dinamiche modali condotte sul modello dello stato di progetto hanno mostrato un netto miglioramento del comportamento globale della struttura:

• significativa riduzione delle tensioni verticali e fuori piano nei maschi murari;
• incremento della rigidezza laterale dell’edificio;
• eliminazione dei principali meccanismi locali di collasso, grazie all’azione combinata dei nuovi setti e delle connessioni orizzontali.

Per una struttura classificata in classe d’uso IV, gli interventi di progetto hanno consentito di raggiungere un indicatore di rischio sismico globale ζE ≥ 0,6, corrispondente a una capacità sismica pari al 60% di quella richiesta per una nuova costruzione della stessa categoria.

 

 

 

L’intervento sul Padiglione 11 del Niguarda costituisce un esempio emblematico di approccio integrato alla riqualificazione sismica di edifici esistenti, nel quale la modellazione numerica avanzata ha guidato la definizione di soluzioni tecniche coerenti con il valore storico e funzionale dell’opera.

L’utilizzo di MasterSap ha permesso una gestione completa e coerente del processo di verifica e progettazione — dalla definizione del livello di conoscenza, alla simulazione dei meccanismi resistenti, fino alla validazione delle prestazioni migliorate — dimostrando come la tecnologia digitale possa supportare interventi strutturali complessi garantendo al tempo stesso sicurezza, sostenibilità e conservazione del patrimonio edilizio esistente.

  

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Crediti e autorizzazioni alla pubblicazione

Il progetto delle opere strutturali è a cura dell’Ing. Carlo Maria Zaretti di SD PARTNERS Architettura e Ingegneria, che ha gentilmente messo a disposizione il materiale tecnico e documentale (relazioni ed elaborati) utilizzato per la redazione del presente dossier tematico.

La pubblicazione di questo articolo è stata autorizzata dal progettista e dalla Azienda Socio-Sanitaria Territoriale Grande Ospedale Metropolitano Niguarda, committente dell’intervento.