Verifica Sismica del Liceo Scientifico 'F. Redi', Arezzo

Oggetto: Verifica Sismica del Liceo Scientifico ‘F. Redi’, Arezzo. Committente: Provincia di Arezzo. Tipo di Appalto: Pubblico. Importo della prestazione: € 85.412,50 (a base d’asta). Periodo di esecuzione: anno 2018-2019. Assuntori del servizio: SB+ in RTP con altri. Criterio di aggiudicazione: OEPV.

Questa Verifica Sismica riguarda l’edificio scolastico sede del Liceo Scientifico “Francesco Redi” sito in Via Leone Leoni ad Arezzo.

Il complesso ha forma di “doppio pettine” con i corpi delle aule che si estendono principalmente verso Nord e le due palestre verso Sud. I corpi ospitanti le aule, i laboratori e gli uffici si sviluppano su tre piani fuori terra mentre le due palestre e l’auditorium su un solo piano.

Il complesso scolastico ha una superficie di circa 8700 mq, la copertura è di tipo a falde su gran parte della superficie e per le restanti porzioni è di tipo a lastrico solare.

Tra i due corpi di fabbrica (Edificio del ’61 ed Edificio del ’68) non risulta realizzato un giunto efficace dal punto di vista sismico.

Le strutture verticali sono costituite da pilastri in cemento armato, di sezione quadrata o rettangolare e dimensioni variabili da un minimo di 20×25 cm ad un massimo di 110×60 cm. Mediamente le sezioni più diffuse sono 30×30 cm, 30×40 cm.

La struttura è stata concepita considerando un grado di vincolamento a cerniera alla base, ed incastrata nel nodo trave – pilastro.

Le strutture orizzontali sono costituite da travi ad L e a T di dimensioni variabili; I tamponamenti esterni sono realizzati mediante una parete in muratura di mattoni pieni dello spessore di 12 cm ed una realizzata in forati di 8 cm con un’intercapedine dello spessore di 12 cm tra le due.

I solai di interpiano sono in latero cemento: in particolare nei blocchi A, B, C, D sono state eseguite nel 2006 delle endoscopie dalle quali sono risultati dei solai con pignatte di altezza pari a 15 cm, ed una soletta in calcestruzzo di circa 5 cm; i travetti sono posti ad un interasse di 50 cm; in concomitanza di tali endoscopie sono state eseguite 5 prove di carico che hanno dato riscontri positivi e che sono state in questa sede analizzate facendone una valutazione critica dei risultati ottenuti e confrontandoli con quelli attesi dal calcolo numerico al fine di darne opportuna validazione dei risultati

Per quanto riguarda la copertura, quella del corpo del 1961 è (a seguito di progetto di trasformazione del 2003) di tipo ligneo, con capriate e puntoni, mentre nel corpo del 1968 è in latero cemento con la trave di colmo ribassata ed i puntoni in corrispondenza dei quattro spigoli dell’edificio.

L’indagine per il reperimento di documenti/elaborati progettuali e costruttivi dell’immobile è stata svolta in primo luogo presso la stessa S.A., la Provincia di Arezzo.

L’immobile si trova in un discreto stato di conservazione considerando l’età; per quanto riguarda le strutture si evidenziano delle fessure verticali di modeste dimensioni in corrispondenza delle travi di bordo, principalmente nel corpo del 1968. Le fessure di piccola entità sono presumibilmente generate da fenomeni di ritiro. Inoltre si evidenziano zone in cui il copriferro si è distaccato, mettendo a nudo le armature, che quindi sono state interessate da fenomeni di corrosione.

Indagini

Avendo a disposizione la documentazione delle indagini eseguite precedentemente sono stati analizzati gli elaborati del 2006 redatti dalla ditta S.G.M. srl (oggi Experimentations s.r.l.) di Perugia avente ad oggetto “Indagini Sperimentali su materiali e strutture – Liceo Scientifico ‘Francesco Redi’ – Arezzo”.

Per integrare i saggi e le prove precedentemente eseguite, sono state effettuate ulteriori indagini, tramite parziali demolizioni, che hanno consentito di conoscere l’armatura degli elementi strutturali, in particolare per la parte dell’ampliamento del 1968, per il quale non si aveva a disposizione il progetto originario.

Le proprietà meccaniche del calcestruzzo ed acciaio di armatura sono state valutate e discusse criticamente alla luce delle prove effettuate sia in situ, sia in laboratorio, unendo le sperimentazioni svolte nel 2006 messe a disposizione del RTP e quelle svolte nel presente incarico.

Si sono prelevati materiali strutturali nelle seguenti forme: Carote in cls, prelievo di barre di armatura.

La caratterizzazione meccanica del calcestruzzo e acciaio d’armatura comprende l’effettuazione delle seguenti prove sperimentali:

La caratterizzazione del suolo e sottosuolo ha richiesto l’impiego di più metodologie di indagine. Al fine di definire l’assetto stratigrafico generale dell’area di interesse, fino a profondità significative dal punto di vista sismico e per determinare il profilo sismico e il valore della Vs equivalente, sono state effettuate un’indagine sismica a rifrazione in Onde P e un’indagine sismica di tipo MASW+RE.MI. L’indagine sismica è stata eseguita, per una lunghezza complessiva dei ricevitori pari a 69 m; sono state inoltre effettuate n.3 misure del rumore ambientale HVSR per valutare la presenza di amplificazioni sismiche significative.

Livello di conoscenza

Le proprietà meccaniche degli elementi strutturali del complesso sono state individuate alla luce delle prove condotte in sito e in laboratorio e dagli elaborati strutturali originari. Per le analisi si adotta un livello di conoscenza LC2, cui corrisponde un fattore di confidenza FC = 1.2. Un’eccezione viene fatta per il materiale acciaio usato per i blocchi risalenti all’ampliamento del 1968, per il quale, avendo in questa sede assunto la classe di resistenza minima esistente all’epoca di costruzione, si è ritenuto opportuno assumere per esso un fattore di confidenza pari all’unità.

Modello 

Con il software MIDAS GEN è stato realizzato un modello ad elementi finiti. Per quanto possibile la geometria della struttura è stata riprodotta in accordo con le indicazioni delle tavole degli elaborati progettuali originali e dei rilievi geometrici svolti. Il calcolo degli effetti delle azioni sismiche sui diversi elementi strutturali è stato condotto mediante un’analisi dinamica lineare con spettro di risposta, opportunamente ridotto mediante applicazione del fattore di struttura.

È stato considerato un numero complessivo di modi di vibrare tale da attivare almeno l’85% della massa totale dell’edificio e sono comunque considerati tutti i modi che attivano più del 5% della massa totale. La sovrapposizione dei modi per il calcolo di s0ollecitazioni e spostamenti complessivi è stata effettuata adottando una Combinazione Quadratica Completa (CQC).

Verifiche sismiche

Per la determinazione del livello di protezione globale della struttura allo stato di fatto si è proceduto nella creazione di un modello tridimensionale a macroelementi mediante il quale è stata eseguita un’analisi lineare con spettro di risposta.

Al fine di definire dei fattori di sicurezza che risultino rappresentativi dello stato di sicurezza globale, sono stati individuati quelli dei singoli telai di piano. A tal fine sono stati valutati i fattori di sicurezza che portano alla crisi di un intero telaio, considerando le crisi a taglio e pressoflessione dei pilastri appartenenti al telaio. Così facendo si definisce un fattore di sicurezza di piano quindi rappresentativo di una vulnerabilità globale della struttura.