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2016 004 – Interventi sull’istituto “Cecrope Barilli” di Basilicagoiano – Progettazione e Direzione Lavori

ADEGUAMENTO SISMICO PLESSO SCOLASTICO “C. BARILLI” DI BASILICAGOIANO – COMUNE DI MONTECHIARUGOLO (PR)

L’adeguamento sismico del plesso scolastico C. Barilli di Basilicagoiano, nel comune di Montechiarugolo in provincia di Parma è un’opera progettata da IDS ingegneria delle strutture, a firma dell’Ing. Andrea Barocci. Un punto fisso del progetto è stato quello di prevedere interventi il meno possibile invasivi da realizzare principalmente all’esterno della scuola, al fine di garantire la fruibilità dell’edificio durante i lavori. Per questo motivo si è scelto di utilizzare l’acciaio come materiale principale da accostare alle strutture in c.a. esistenti.

 

Nome Opera: Adeguamento Sismico plesso scolastico “C. Barilli”
Luogo: Comune di Montechiarugolo loc. Basilicagoiano (PR)
Normativa di riferimento: N.T.C. 2008, Circolare del 02/02/2009
Inizio lavori: 09/08/2018
Fine lavori: 30/04/2019
Stazione appaltante: 2016 – 2019
Rup: geom. Lucia Uccelli
Progetto esecutivo: IDS Ingegneria delle strutture
Progettista:
Ing. Andrea BarocciCollaboratori alla progettazione:
Ing. Simona Cola
Ing. Nicola Zamagna
Ing. Giacomo Zoli
Direzione lavori: IDS Ingegneria delle strutture
Direttore dei lavori:
Ing. Andrea BarocciAssistente alla D.L.
Ing. Giacomo Zoli
C.S.E: geom. Massimo Zannon
Collaudatore: Ing. Guelfo Sollazzi
Costo dell’opera: 600.000,00 €
Descrizione

L’edificio scolastico “Cecrope Barilli” è situato nel comune di Montechiarugolo (PR), ed è stato costruito negli anni 70. Urbanisticamente è collocato in prossimità di una zona residenziale del comune, ma si trova praticamente isolato dal resto delle edificazioni circostanti.

Ingegneria delle strutture
Figura 1 – Area di intervento

Il complesso si sviluppa su un’area di dimensioni 180×80 m. I corpi di fabbrica si sviluppano su 3 piani, di cui uno seminterrato, con un’altezza massima di circa 8,80 m rispetto al livello del terreno.

Figura 2 - Sezione longitudinale tipo
Figura 2 – Sezione longitudinale tipo

Strutturalmente l’edificio è costituito da fondazioni dirette a trave continua e le strutture in elevazione sono costituite da telai in cemento armato con tamponamenti in muratura di laterizi semipieni. I solai e la copertura sono in laterocemento senza soletta strutturale superiore.

Dalla valutazione della sicurezza è emerso un buon comportamento ai carichi statici ma una necessità di integrare la resistenza dell’edificio in caso di evento sismico. Questa è stata realizzata dopo una campagna di indagini estesa sull’edificio in cui si è raggiunto un livello di conoscenza LC2.

Per questo motivo nel 2017 la scelta dell’Amministrazione Comunale è stata quella di procedere con l’adeguamento sismico dell’edificio e di affidare a IDS Ingegneria delle strutture, sotto la supervisione dell’Ing. Andrea Barocci, tale progetto.

L’edificio nel suo complesso è formato da tre corpi, costruiti in tempi e stralci diversi, indipendenti dal punto di vista statico. La loro vicinanza e la presenza di giunti, non adeguati dal punto di vista sismico, costituirebbe una criticità per via del martellamento.

Figura 3 – Fronte del plesso scolastico – stato di fatto
Figura 3 – Fronte del plesso scolastico – stato di fatto

Non essendo possibile separare efficacemente i tre corpi componenti l’edificio tra loro, si è scelto di far lavorare assieme le tre porzioni di edificio, in modo che i loro spostamenti in caso di evento sismico tengano conto della presenza l’uno dell’altro.

Dopo alcune ipotesi d’intervento, condividendo l’esigenza dell’Amministrazione di operare in maniera veloce e arrecando il minimo disturbo all’attività scolastica, si è scelto di eseguire il progetto in modo da effettuare le lavorazioni quasi esclusivamente dall’esterno .

Per far fronte a questa necessità si è pensato di intervenire mediante l’ausilio del materiale “acciaio”. Questo infatti risulta essere un materiale molto versatile che permette di essere utilizzato in tanti modi e messo in opera con estrema facilità, specialmente in abbinamento a strutture in c.a. esistenti. Allo stesso tempo il peso delle nuove strutture metalliche è molto esegui e ciò incrementa solo marginalmente le sollecitazioni statiche sugli elementi esistenti.

Gli elementi principali del progetto infatti sono dei contrafforti metallici a forma di “vela” posizionati in corrispondenza dei pilastri del perimetro esterno della costruzione.

Questi sono stati studiati appositamente per la resistenza nei confronti delle azioni sismiche che assorbono interamente per proteggere la costruzione ed i suoi occupanti.

Naturalmente è stato indispensabile inserire altri elementi metallici come si vede anche dalle immagini estrapolate dal modello strutturale. Alcuni profili sono stati accoppiati alle travi ed ai pilastri in c.a. per poter soddisfare tutte le verifiche normative rispetto alle azioni statiche. Altri profili sono stati inseriti a livello dei solai per controventarli e per creare nuovi collegamenti laddove mancanti; in questo modo in fase di analisi strutturale si è potuto considerare un “comportamento rigido” dei piani nel modello di calcolo.

Altre parti metalliche fondamentali sono i controventi di parete nella porzione di edificio che ospita la palestra e alcuni telai metallici sia interni che esterni alla scuola necessari per regolarizzare il comportamento dell’intero edificio in caso di sisma.

Schema resistente di PROGETTO – vista 1
Schema resistente di PROGETTO – vista 1

 

Schema resistente di PROGETTO – vista 2
Schema resistente di PROGETTO – vista 2

Dal punto di vista della modellazione, del calcolo e delle verifiche, l’edificio è stato schematizzato da quattro modelli elementari realizzati con il software MIDAS GEN che prendono in considerazione le varie condizioni limite di vincolo.

In questo modo è stato possibile procedere al progetto e alla verifica di questi elementi strutturali complessi.

I contrafforti e tutti gli elementi in carpenteria metallica, come detto in precedenza, sono stati progettati per resistere alla massima azione sismica agente sull’intero fabbricato. Questo è stato possibile considerando i pilastri esistenti in cemento armato come elementi secondari, incernierandoli alle estremità nel modello di calcolo, e quindi non reagenti in caso di sisma.

Dopo aver dimensionato le strutture metalliche sono state eseguite le verifiche degli elementi in c.a. esistenti che sono state eseguite nella reale condizione di vincolo.

Costruzione dell’opera

I lavori sono cominciati il 9/08/2018 e terminati il 30/04/2019. Sono stati svolti quindi sia durante la chiusura delle scuole, che durante periodi di attività scolastica con la quale non hanno creato particolari interferenze.

La composizione dei contrafforti, dei telai e di tutti i componenti metallici inseriti è stata effettuata in officina dalla ditta appaltatrice. Sono quindi stati trasportate in cantiere le strutture già pronte per il montaggio in opera zincate e verniciate con colorazioni a scelta dell’amministrazione comunale per renderle più piacevole esteticamente.

Molti componenti sono stati posti in opera tramite ancoraggi di tipo chimico con barre filettate direttamente sulle strutture in c.a.  esistenti.

Altri componenti sono stati montati mediante perforazioni su travi e pilastri in c.a. inserendo barre filettate passanti collegate ai profili opposti.

Realizzazione contrafforti in officina
Realizzazione contrafforti in officina

I contrafforti sono stati posizionati in opera alla quota prevista, e successivamente sono stati eseguiti i getti dei plinti sottostanti in c.a. per poi procedere alla messa in carico mediante impiego di malta espansiva ad alta resistenza inserita al di sotto delle piastre principali di appoggio.

I collegamenti alle travi in c.a. di piano della scuola avvengono mediante profili tubolari ᴓ 193,7 mm sp. 10 mm e piastra metallica con cerniere cilindriche diametro 50 mm;

I collegamenti ai plinti di fondazione in c.a. avvengono mediante piastre metalliche di spessore pari a 20 mm e tirafondi con barre filettate M27 cl. 8.8.

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