ADEGUAMENTO SISMICO E MIGLIORAMENTO ENERGETICO DI DUE CONDOMINI

Adeguamento Antisismico a Torino

Superbonus 110 a tutto tondo per l’adeguamento sismico e il miglioramento energetico di due condomini “fratelli” a Torino. Il 110% nella sua formulazione più ampia è stata la molla che ha innescato un approccio a tutto tondo per la riqualificazione di due condomini adiacenti e costruiti entrambi negli anni ’50 in quella che allora era la periferia di Torino. Gli edifici si trovano al fondo di Corso Monte Grappa verso il parco della Pellerina, sono definiti “Fratelli” per la storia che li ha legati in fase di costruzione e per la storia che li lega adesso in fase di riqualificazione.

Un approfondimento tecnico, curato dal Ph.D. Ing. Matteo Guiglia progettista e D.L. condominio “Villino Paradiso” e dall’Ing. Alberto Perron Cabus progettista e D.L. condominio “Monte grappa 112”.

Si tratta di due edifici costruiti nel corso degli anni 50 sui quali le proprietà si sono posti obiettivi molto alti prefiggendosi di ottenere l’adeguamento sismico ed un miglioramento energetico molto importante che li farà passare dalla classe F e G alla classe A4. In questo contesto e con queste premesse Rete IRENE ha fortemente creduto negli interventi proposti ed ha messo in campo la sua organizzazione e la sua esperienza per la gestione dei due cantieri in modo coordinato ottimizzando cantieristica e management.

I due edifici denominati “Condominio Villino Paradiso” e “Condominio Monte Grappa 112” sono situati a Torino in Corso Monte Grappa 114 e 112, presentano tipologie costruttive simili e tipiche degli anni 50.

Il “Condominio Villino Paradiso” presenta struttura mista in muratura perimetrale portante in laterizi pieni e semipieni e pilastri centrali in calcestruzzo armato; i solai su seminterrato e terra sono realizzati in latero cemento con tecnologia SAP mentre il solaio del piano superiore e la copertura (oggetto di sopraelevazione nel 1957) si presentano in latero cemento a travi e travetti.

In particolare la copertura presenta due poderose travi rialzate realizzate “a bilancere” sui pilastri centrali. L’edificio ospita 8 unità immobiliari comprese parti comuni e pertinenze per un volume riscaldato di circa 1100 mc.

Il “Condominio Monte Grappa 112” presenta struttura portante in calcestruzzo armato e pareti perimetrali a “cassa vuota” in laterizi semipieni e forati, i solai si presentano in latero cemento a travi e travetti. La copertura inclinata si presenta a falde con struttura portante in legno. L’edificio ospita 10 unità immobiliari comprese parti comuni e pertinenze per un volume riscaldato di circa 1750 mc.

VISTA DA CORSO MONTE GRAPPA

L’impostazione progettuale per i due edifici, oltre ad adottare un approccio tecnologico per ottenere l’adeguamento sismico ed una classe energetica A4, è stata sviluppata dal punto di vista architettonico per armonizzarli fra loro ed inserirli nel contesto urbano.

Si è scelto quindi di utilizzare alcuni elementi di finitura comuni, in particolare facciate ventilate e coperture in zinco titanio, creando dei rimandi tra i due edifici pur mantenendone l’identità architettonica individuale.

Simulazione progettuale

Il racconto di questo intervento sarà suddiviso in 4 approfondimenti: 2 per ogni edificio, nello specifico, nel primo articolo degli aspetti legati al Super Sismabonus e nel secondo degli aspetti legati al Super Ecobonus.

APPROFONDIMENTO 1: CONDOMINIO “VILLINO PARADISO” – ASPETTI LEGATI ALL’ADEGUAMENTO SISMICO

In accordo con quanto richiesto dalla Normativa corrente, le Norme Tecniche per le Costruzioni 2018, il percorso progettuale ha previsto una successione di fasi quali:

  • analisi storico-critica dell’edificio;
  • reperimento del progetto originario strutturale e sua analisi;
  • attenta ed approfondita analisi dell’edificio tramite ispezioni controlli geometrici, saggi e prove etc.;
  • analisi della sicurezza statica e sismica dell’edificio esistente (pre-intervento) con individuazione delle principali carenze e criticità;
  • sviluppo di una ipotesi progettuale di intervento tramite un insieme coordinato di opere;
  • analisi della sicurezza statica e sismica dell’edificio a seguito degli interventi (post-intervento).

Si precisa innanzitutto che l’edificio non è stato progettato originariamente per assorbire azioni di tipo sismico; inoltre esso è stato concepito e realizzato in accordo con i criteri, le conoscenze e i materiali diffusi negli anni 50’, in uno scenario dunque molto diverso da quello attuale.

ANALISI CONDOTTE PER DETERMINARE GLI INTERVENTI DI ADEGUAMENTO SISMICO

In sintesi le analisi condotte hanno consentito di evidenziare le seguenti problematiche riguardo alla capacità delle strutture esistenti a resistere ad azioni orizzontali di natura sismica:

  • Le strutture di fondazione dei pilastri in calcestruzzo armato centrali risultano non collegati alle fondazioni perimetrali.
  • Le strutture portanti di elevato sono di tipo misto con la presenza di pareti portanti perimetrali in mattoni semipieni i quali evidentemente risultano avere (vista l’estensione) elevata rigidezza ed al contempo elevata fragilità nei confronti delle forze orizzontali; inoltre i pilastri in cemento armato presentano basse percentuali di armatura sia longitudinale sia trasversale e pertanto basse capacità di resistenza nei confronti di azioni flettenti e taglianti che nascerebbero considerando le azioni sismiche;
  • I solai dei primi due livelli sono del tipo SAP16. Tali solai hanno un’altezza di 16 cm ed una solettina di completamento dallo spessore di 2 cm per uno spessore totale del solaio pari 18 cm. Si riporta di seguito una sezione trasversale dei solai in questione.
Solaio SAP16

I solai sono pertanto costituiti da travetti in “laterizio armato” con le barre di armature posizionate in tasche predisposte nel laterizio e sigillate con della malta. Tale tecnologia risulta particolarmente critica nei confronti delle azioni sismiche in quanto le capacità membranali sono molto basse a cause dell’esiguo spessore della cappa (2 cm) e dell’assenza di armatura diffusa nelle due direzioni all’interno della stessa.

Inoltre tali solai non consentono di soddisfare i requisiti di sicurezza nei confronti delle azioni verticali secondo quanto stabilito dalle normative vigenti (D.M. 17 gennaio 2018).

  • Alcune pareti portanti delle strutture del piano primo e del piano secondo risultano appoggiati “in falso” sui solai sottostanti e pertanto in caso di azioni sismiche la azioni verticali che tali pareti esercitano sui solai potrebbero aumentare notevolmente impegnando ancora di più i solai che non erano stati dimensionati per assorbire azioni amplificate di tale tipologia.
  • Il terzo solaio pur essendo di tipo tradizionale in latero-cemento presenta uno spessore della soletta collaborante di soli 3 cm e pertanto non viene rispettato lo spessore richiesto dalla norma (minimo 4 cm) per essere considerato come “piano-rigido” per la ripartizione delle azioni membranali di natura sismica ed inoltre non è presente armatura di ripartizione. Più in generale si è giudicato che la capacità membranale dei solai così come realizzati come molto ridotta.
  • L’edificio risulta irregolare in altezza per la presenza di porzioni di strutture portanti verticali in falso come la parte a sbalzo sul lato nord e le strutture verticali dell’ultimo livello che risultano “arretrate” rispetto al piano sottostante e poggiano sul terzo solaio.

Dalle considerazioni suddette si è concluso che l’edificio in esame non possedeva caratteristiche adeguate per resistere ad azioni di tipo sismico anche di modesta entità, sia per questioni di resistenza sia per questioni geometriche che compromettono il comportamento strutturale in condizioni di carichi dinamici.

Inoltre data la scarsa resistenza nonché l’elevata fragilità dei solai di tipo SAP16 anche solo per carichi verticali di tipo statico si è valutato che per l’edificio in oggetto il livello di sicurezza nei confronti delle azioni sismiche (definito attraverso il parametro ζe dalle NTC18) risultasse particolarmente basso e quantificabile come inferiore al 15%, ovvero:

Facendo riferimento alle risultanze ed alle considerazioni precedentemente esposte sono state effettuate una serie di valutazioni ed analisi preliminari esplorando diverse possibilità di intervento con l’obbiettivo di innalzare il livello di sicurezza globale nei confronti dell’azione sismica.

Nel particolare, in collaborazione e condivisione con la Committenza, sono state esplorate una serie di tipologie di interventi e per ciascuna delle quali è stata condotta un’analisi sintetica costi-benefici. Per ogni ipotesi preliminare di intervento sono stati valutati interventi singoli e coordinati mirati a migliorare le criticità riscontrate con il raggiungimento di diversi livelli di sicurezza sismica (ζE).

A valle delle analisi esplorative e delle varie riunioni con la Committenza si è giunti a definire una situazione giudicata ottimale e condivisa. In particolare considerando le condizioni sfavorevoli in cui versava la struttura per resistere ad azioni di tipo sismico si è concluso che interventi di minima o locali non avrebbero consentito un miglioramento sostanziale del livello di sicurezza in quanto le criticità non risultano essere localizzate ma riguardano la totalità dell’edificio; pertanto per migliorare l’edificio sono stati necessari interventi massivi che riguardano la struttura nella sua globalità e che consentano di migliorare sia le caratteristiche di resistenza degli elementi strutturali sia le caratteristiche della struttura nei confronti della risposta sotto azioni di tipo sismico.

Sulla base di tali considerazioni e sulla base di un’analisi costi benefici si è concordato con la Committenza che, vista l’entità degli interventi da effettuare, si raggiungesse un livello di sicurezza pari a quello di un edificio di nuova costruzione e perciò nel seguito gli interventi descritti in progetto sono stati inquadrati come interventi di adeguamento sismico.

DEFINIZIONE DEGLI INTERVENTI DI ADEGUAMENTO SISMICO

La definizione degli interventi è stata improntata sulla conservazione dell’esistente, sul mantenere pressoché invariati i carichi verticali agenti sulla struttura, sul mantenimento degli schemi statici attuali e sull’utilizzo di tecnologie e materiali compatibili con l’esistente.

Dalla disamina dello stato di fatto si è previsto di intervenire non solo rinforzando gli elementi strutturali esistenti ma anche attraverso l’aggiunta di elementi sismoresistenti di nuova costruzione lungo il perimetro esterno del fabbricato.

Tali nuovi elementi, oltre a sopportare le azioni sismiche, sono progettati per modificare la risposta sismica globale dell’edificio che allo stato attuale presenta forti irregolarità sia in pianta sia in elevazione.

Affinché i nuovi setti in c.a. possano assorbire e resistere alle azioni orizzontali sismiche è stato necessario realizzare nuove fondazioni; le nuove fondazioni sono collegate a quelle esistenti ed inoltre attraverso la realizzazione di una platea interna in c.a. tutte le fondazioni dell’edificio risultano collegate tra loro evitando così possibili spostamenti relativi del piano di fondazione.

Inoltre le azioni orizzontali sismiche sono trasferite agli elementi resistenti verticali tramite i solai. Attualmente essi presentano capacità molto ridotta di trasferire azioni di tipo membranale ed inoltre non garantiscono un comportamento rigido di piano; si tenga presente che i solai di tipo SAP16 hanno una cappa di calcestruzzo di soli 2 cm non armata mentre i solai in latero-cemento dei livelli superiori hanno una cappa di calcestruzzo di 3 cm anch’essa priva di armatura di ripartizione.

Pertanto sia la trasmissione delle azioni sismiche sia il collegamento dei solai ai nuovi setti in c.a. necessitano di un intervento di rinforzo dei solai che consenta inoltre di garantire nel piano un comportamento rigido.

Infine si prevede in progetto un intervento che impedisca il ribaltamento delle murature perimetrali a seguito di un evento di tipo sismico ed un ulteriore intervento di natura locale sui solai che ne impedisca lo sfondellamento mediante l’utilizzo di specifici controsoffitti.

Serie di interventi previsti in progetto

Le analisi effettuate sono state implementate tramite una modellazione tridimensionale della struttura ad elementi finiti; nell’immagine successiva è rappresentata una immagine di uno dei modelli impiegati.

Al fine di evidenziare in maggior dettaglio gli interventi di rinforzo eseguiti nel documento di seguito si illustrano ciascuna tipologia tramite un scheda sintetica.

Nel prossimo articolo racconteremo gli aspetti legati all’efficientamento energetico di Villa Paradiso.

Rete IRENE desidera ringraziare gli ingegneri Matteo Guiglia e Alberto Perron Cabus per il racconto dettagliato di questi interventi.

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