Il Comune di Schio è situato in zona sismica 3 e l’edificio scolastico insiste su un suolo di categoria B: la domanda di accelerazione sismica alla base dell’edificio allo SLV è pari a PGADLV=0,186 g, mentre la corrispondente capacità di resistenza allo stato di fatto, derivante dalla valutazione di vulnerabilità sismica è pari a PGACLV=0,030 g. Ne deriva che l’indice di rischio sismico allo stato di fatto è pari a Ir(ag)SLV=0,316.
Essendo l’edificio scolastico d’interesse strategico per la Protezione Civile ai sensi della DGR Veneto n° 3645 del 28/11/2003, in quanto nel piano comunale di emergenza e di protezione civile ospita delle funzioni strategiche, c’era l’urgenza di adeguarlo sismicamente nel rispetto delle normative vigenti.
Per realizzare l’adeguamento sismico, e sfruttare l’occasione per iniziare il processo di efficientamento energetico della scuola, si è utilizzata la tecnica del cappotto sismico.
Il cappotto scelto è prodotto dalla ditta Ecosism srl di Battaglia Terme ed è in grado di sopperire alle carenze sismiche del fabbricato e contemporaneamente di migliorarne le prestazioni energetiche, termiche, acustiche e di resistenza al fuoco, delle superfici verticali opache esistenti, consentendo in un unico e rapido intervento anche la riqualificazione estetica delle facciate ormai datate.
Lo stato di fatto
La scuola secondaria è composta da un insieme di fabbricati per un totale di circa 20.000 m³ che si sviluppano su tre livelli fuori terra ed un piano interrato.
La sede scolastica è stata edificata in due step successivi:
- negli anni 1965-1966 erano stati realizzati il Corpo 3 (aule) ed il Corpo 2 (ingresso);
- successivamente, fra il 1970 ed il 1971 si realizzarono ulteriori aule, Corpo 1, la palestra ed il collegamento fra la scuola e la palestra stessa, Corpo 4.
La struttura portante del fabbricato scolastico è costituita da un telaio in calcestruzzo armato tamponato, le cui travi sono per la maggior parte in altezza ed i solai in laterocemento hanno altezza pari a 24+4 cm.
Tutte le fondazioni sono realizzate a trave rovescia.
Per quanto riguarda lo stabile dedicato alle attività motorie, esso raggiunge un’altezza di circa 12 m, ed è dotato di servizi e spogliatoi al piano terra e della palestra al piano superiore. La sua struttura portante, a differenza degli altri corpi di fabbrica, è costituita da pilastri in cemento armato con sezione 50×40 cm. Il solaio di copertura è formato da pannelli Trirex 20+2 cm aventi interasse pari ad un metro e la copertura è in travi precompresse di lunghezza pari a 15.40 m.
I diversi corpi di fabbrica risultano essere strutturalmente indipendenti e separati da dei giunti termici che permettono un’adeguata dilatazione degli elementi.
Vulnerabilità sismica
Il Comune di Schio risulta essere classificato in zona sismica 3 ad elevata pericolosità sismica.
Dall’analisi geologica, si è ottenuta la seguente stratigrafia del sottosuolo:
Essendo il piano di fondazione posto ad una quota di circa -2.30 m dal piano campagna, si sono assunti i parametri del terreno ghiaioso-sabbioso, classificando il suolo su cui sorge il fabbricato con il litotipo di categoria B, e secondo le NTC 2018, con categoria topografica T1.
L’edificio risulta essere d’interesse strategico, perciò la sua Classe d’uso è la IV a cui corrisponde il coefficiente CU=2.0, mentre la vita utile nominale del fabbricato è stata assunta pari a VN=50 anni.
Da questi dati, si sono individuati i seguenti spettri di risposta:
La valutazione della vulnerabilità sismica dell’edificio scolastico è stata eseguita per lo Stato Limite di Salvaguardia della Vita, SLV, e per gli stati limite di esercizio, sia di Danno, SLD, che di Operatività, SLO.
Si deduce che il primo stato limite raggiunto dall’edificio risulta essere quello di Operatività, per una PGA pari a 0.018, successivamente si raggiunge quello di Salvaguardia della Vita, ed infine lo stato limite di Danno con una PGA di 0.033.
Un edificio adeguato sismicamente, nel rispetto della normativa vigente, la cui capacità sia corrispondente alla domanda sismica, dovrebbe raggiungere i seguenti valori tabellati:
Confrontando i parametri dell’edificio in esame e di quello sismicamente adeguato, si nota come gli indicatori di vulnerabilità sismica, α (PGA), risultano essere molto inferiori all’unità, caratterizzando la sede scolastica come una struttura ad alto rischio sismico, che non garantisce quindi il livello di sicurezza richiesto per un edificio strategico.
L’analisi evidenzia la necessità di adeguare o almeno migliorare sismicamente le strutture per tutti e tre gli stati limite considerati, dato che nessuno di essi risulta essere verificato: infatti, se si considerano le resistenze disponibili per lo SLV, queste sono solamente il 16% delle minime necessarie.
Ulteriori criticità riscontrate sono le seguenti:
- i giunti di dilatazione termica, presenti fra ogni corpo di fabbrica, non risultano avere uno spessore adeguato ed individuano delle criticità in caso di evento sismico; infatti, la mancanza di giunti strutturali idonei può generare martellamento fra le strutture in caso di terremoto;
- la cappa dei solai di interpiano risulta debolmente armata non garantendo un’adeguata rigidezza al piano;
- la presenza dei fori per le scale sugli impalcati del Corpo 1 e del Corpo 3, vanno a ridurre di molto le dimensioni del piano rigido sfavorendo la distribuzione delle sollecitazioni sismiche.
Descrizione della progettazione di intervento
Dati del progetto:
- Progettazione generale e Direzione dei Lavori:
- Studio Associato di Ingegneria ed Architettura TIXA – Bassano del Grappa (VI)
- Fornitore del cappotto sismico:
- ECOSISM SRL – Battaglia Terme (PD)
- Impresa esecutrice:
- Riva Gaetano SAS – San Vito di Leguzzano (VI)
Lo scopo principale dell’amministrazione comunale era quello di rendere la scuola un posto più sicuro per i suoi alunni, ma senza perdere di vista le problematiche energetiche, di sostenibilità ambientale ed estetiche ad oggi sempre più rilevanti negli interventi di ristrutturazione.
Quindi, l’intervento progettato non ha solo il fine di adeguare sismicamente la struttura portante ai parametri normativi vigenti, ma anche di iniziare a migliorare le prestazioni energetiche del fabbricato andando a coibentare la copertura e le superfici opache verticali, sfruttando l’occasione anche per rendere la scuola più armoniosa.
Questi lavori iniziano un processo di riqualificazione totale dell’edificio, il quale verrà completato da ulteriori interventi futuri, quali: sistemazione degli impianti, sostituzione degli infissi e coibentazione dell’intradosso del solaio verso le fondazioni.
L’obiettivo principale rimane comunque il raggiungimento dell’adeguamento sismico, che considerando le nuove tecniche costruttive e le normative vigenti, risulta raggiungibile realizzando un nuovo involucro esterno sismo-resistente e migliorando gli apporti solari.
La scelta del cappotto sismico risulta essere ottimale per i seguenti motivi:
- la maggior parte delle lavorazioni vengono svolte dall’esterno, mantenendo inalterate le attività scolastiche e degli uffici durante il cantiere;
- minimizza le interferenze con gli impianti esistenti e non modifica le misure di sicurezza antincendio presenti;
- non altera la capienza delle aule, fondamentale dato l’aumento degli alunni, e, anche se riduce la superficie finestrata, va a migliorare il comfort visivo degli utenti;
- conferisce all’edificio un aspetto estetico più moderno;
- la sua progettazione consente di favorire gli interventi futuri che non trovano capienza economica attualmente.
Articolo a cura di Alice Polito, laureata magistrale in ingegneria civile Dipartimento ICEA – Università di Padova.
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