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PREDIMENSIONAMENTO DELL’ADEGUAMENTO SISMICO MEDIANTE GENIALE CAPPOTTO
SISMICO ECOSISM® DELL’ISTITUTO COMPRENSIVO DI ……………………………………
COMMITTENTE: ……………………………….
COMMESSA: …………………………………..
In questo documento verrà effettuato il pre-dimensionamento dell’adeguamento sismico mediante cappotto
sismico Ecosism® presso l’Istituto Comprensivo di ……………………………, con l’esclusione della zona palestra e
auditorium.
1. DESCRIZIONE DELL’EDIFICIO
In fig. 1 si riporta una vista planimetrica dell’edificio analizzato.
Figura 1 – Planimetria
L’Edificio sito in ……………………… a ………………………………. presenta 2 piani fuori terra.
Il fabbricato è realizzato in struttura intelaiata in cemento armato. I solai di piano si presume siano in latero-
cemento con cappa armata.
Si riportano di seguito le piante, prospetti e le sezioni del fabbricato in esame.
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Figura 2 - Pianta piano rialzato
Figura 3 - Pianta piano primo
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Figura 4 – Prospetto NORD
Figura 5 – Prospetto SUD
Figura 6 – Prospetto EST
Figura 7 – Prospetto OVEST
Figura 8 – Sezione A-A
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SOPRALLUOGO
In data 6/12/2019 è stato effettuato un sopralluogo per la verifica dell’applicabilità del cappotto sismico ed
il rilievo di eventuali criticità nell’applicazione del sistema.
Durante il sopralluogo si sono evidenziati i seguenti punti critici:
1. Su tutto il perimetro del fabbricato è necessaria la demolizione del marciapiede per l’ancoraggio del
cappotto sismico in fondazione;
2. Limitata presenza di sottoservizi (scarichi acque bianche/nere, impianti vari, ecc.);
3. Presenza di aperture di dimensioni importanti.
Le criticità individuate sono superabili adottando i seguenti magisteri:
1. La demolizione del marciapiede deve essere effettuata per una fascia di almeno 60 cm circa per
poter permettere lo scavo a lato della fondazione esistente e la realizzazione dell’allargamento;
2. Nella fase di demolizione del marciapiede e di scavo si dovrà avere cura nel preservare le tubazioni
dei sotto-servizi presenti;
3. Le aperture più importanti sulle aule dovranno essere ridotte del 20-25 % per realizzare delle pareti
di larghezza circa pari a 2 m.
Si riportano di seguito alcune fotografie scattate il giorno del sopralluogo.
Figura 9 - Prospetto SUD
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Figura 10 - Prospetto NORD
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Figura 11 - Prospetto EST
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2. APPLICABILITÀ DEL CAPPOTTO SISMICO ECOSISM®
Dall’analisi della conformazione strutturale dell’edificio e delle sue forometrie, l’applicazione del sistema
cappotto sismico ECOSISM® può essere agevolmente fatta su tutto il perimetro dell’edificio, ad esclusione
dell’Auditorium e della Palestra.
Sul perimetro è necessaria la realizzazione di un nuovo cordolo di fondazione che verrà ancorato alla
fondazione esistente. Il cordolo sarà impostato su fondazioni profonde concentrati sugli angoli dell’edificio.
Si riporta la pianta del piano terra sulla quale è evidenziato con una linea rossa le pareti perimetrali dove si
prevede di applicare il cappotto sismico. Lo spessore sarà costante sui 4 prospetti ed in altezza e pari a 12
cm.
Figura 12 - Posizione in pianta del posizionamento del cappotto sismico ECOSISM®
Come accennato in precedenza per applicare il sistema è necessaria una riduzione delle aperture più grandi
in modo da realizzare dei setti di cemento armato di lunghezza pari a circa 2 m.
Si riporta di seguito la nuova configurazione delle forometrie.
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03
55
PIANO RIALZATO
AULA 19
AULA 17
AULA 18
AULA 20
AULA 21
AULA 22
AULA 25UFF ICIO 26AULA 27
SEGRETERIA 29
RIP . 23
UFF ICIO 28
WCpt1
WCpt2
WCpt3
PRESIDENZ A 30
WCpt4
AULA 39
INGRESSO
DIS IM PEGNO P.T.
DIS IM PEGNO P.T.
DIS IM PEGNO P.T.DIS IM PEGNO P.T.
AUDITORIUM
WCpt5
WCpt6
RIP . 32
CABINA
REGIA
RIP . 37
DIS
IMP
EG
NO
P.T
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31
DIS
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RIP . 24
SCAL
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.P.
H:2.98m
1 neon da 54W
3 n
eo
n d
a 36
W
6 neon da 1.50m
12 fari da teatro
13 l am padi ne di emergenza
8 l uci W
25 luci W
10 luci W
3 l am p. da 25W
3 l am p. di em erg.
3 l am p. da 25W
3 l am p. di em erg.
7 neon da 54W
4 neon da 1.50m
1 n
eo
n d
a
36
W 12 neon da 36W
4 neon da 36W
12 neon da 36W
2 neon da 36W
2 neon da 1.20m
1 l am p.di emerg.
16 neon da 36W 2 neon da 36W 8 neon da 36W
2 neon da 36W
12 neon da 36W
12 neon da 36W
12 neon da 36W
12 neon da 36W
12 neon da 36W
12 neon da 36W
5 lapadine da 25W
1 lamp. di em
erg.
5 lapadine da 25W
1 lamp. di em
erg.
2 la
padi
ne da 2
5W
2 la
padi
ne da 2
5W
2 neon
H:2.50m
H:2.50m
H:2.98m
H:3.84m
Altezza pavimento palco r ispetto alla platea: +82cm
H:3.63m
H:2.98m
H:2.67m
H:2.98m
H:2.98m
H:2.98m
1.0
m d
i c
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tro
so
ffitto
1 gradi no da 16cm
1 gradi no da 16cm
1 gradi no da 16cm
1 gradi no da 16cm
EST ERNO
H:2.98m
H:2.98m
H:2.98m
H :2.98m
H:2.98m
H:2
.67m
H:2
.67m
CENTRALE
T ERM ICA
Apertura areata 5.0x2.3m
H:2.60m
H pavimento c.t. r ispetto allivello terra: ˜ -2.0m
H:2.81m
H:2.
98m
H:2.
98m
H:2.98m
H:2.98m
H:2.46m
H:2.
05m
Hpavi m ento:
˜ -60cm
F13
F12
F4
F15
F16
F3F3F3F 16
FB1
FB1
FB1
FB1
FB1
FB1
FB1
FB1
18
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5
F 19
F2
F2
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60
60
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300
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P6
18521
5
51559
5
FSCALA
FB2
FB2
F 10
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200
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FB
2
90
80
FB
1
F7F8F 17F B5F 17
F20
F20
T et to ri coperto con lamiera
i solante di spess.5cm
D
D
A
D
D
D
BBBD
D
D
E C C
E
D
Condi zi onatore
Con
dizi
onatori
Condi zi onatore
H:2.98m
H :2.98mH:2.98m
H:2.98m
H:2.98m
H:2.98m
H:2.98m
H:2.
98m
H:2.
98m
H:2.98m
H:2.98mM
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RMMM RR
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M
M
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Sol et ta pavi m ento piano terra:
18 cm e 1 m di vespaio
Aerazi one a
sof f i t to 40x40cm
D
R
RR
M M
M
M
M M
M
M
M
M
M
M
Gri gl i a ri cam bio aria bagni
60x20cm
± 0.00
+ 56
2 l
amp.
da
25W
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3.72
10.01
29.13
30.84
16.85
32.46
6.38
7.7
817.32
7.8
2
2.201.72
11.98
10.77
5.76
15.93
7.70
7.73
15.02
33
.15
6.65
2.42
2.72
8.9
7
8.62
16
.75
15.95
15.50
SCUOLAm q 30,50
m q 80,50m q 67,50
m q 23,00 m q 30,00 m q 9,50
mq 47,50
mq 47,50
mq 47,50
mq 47,50
mq 48,00
mq 47,50
m q 300,00m q 24,00
m q 50,00
m q 18,50
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Figura 13 – Nuova configurazione delle forometrie
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3. ANALISI DEI CARICHI
CARICHI PERMANENTI
In assenza di indagini specifiche, il pre-dimensionamento verrà effettuato con riferimento ad una analisi dei
carichi tipologica e conservativa per la tipologia di edificio in questione.
Solaio di piano
Solaio in latero – cemento 3.00 kN/mq
Intonaco 0.30 kN/mq
Massetti e impianti 2.00 kN/mq
Pavimento 0.70 kN/mq
Tramezzature 1.00 kN/mq
TOTALE 7.00 KN/mq
Il peso permanente complessivo determinato per il solaio di piano viene utilizzato anche in copertura.
Per le pareti perimetrali di tamponamento in laterizio è stato assunto un peso pari a Gk = 4.35 kN/mq,
comprensivo dell’intonaco sulle entrambe le facce.
Per il cappotto è invece stato assunto un peso pari a Gk = 3.00 kN/mq considerando uno spessore della parete
in calcestruzzo armato pari a 12 cm.
CARICHI VARIABILI
L’edificio presenta destinazione d’uso “Edificio Scolastico” pertanto il carico variabile è assunto pari a Qk = 3
kN/mq. In combinazione sismica tali carichi sono ridotti dal coefficiente 0 = 0.6.
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AZIONE SISMICA
Il sito dell’edificio presenta le seguenti coordinate:
- Latitudine: ……………….
- Longitudine: ……………………
Assumendo un periodo di riferimento dell’azione sismica pari a VR = 75 anni (edificio con classe d’uso III) e un
fattore di comportamento pari a q = 1.5 (struttura non dissipativa) si ricava lo spettro di progetto di seguito
riportato. Il terreno è stato assunto di categoria C.
Figura 14 - Spettro di risposta definito in accordo con NTC18
L’ordinata spettrale sul plateau è pari a Sd = 0.306 g.
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4. MODELLO FEM
Le nuove pareti del cappotto sismico sono state modellate con il software ……………………. utilizzando elementi
shell per la rappresentazione delle pareti perimetrali in calcestruzzo armato C30/37. Viene adottata una
riduzione del modulo elastico del 50% per valutare lo stato fessurato della parete (fig. 15).
Figura 15 - Modello FEM delle pareti di cappotto sismico dell'edificio
Ad ogni livello sono state inserite le masse di piano corrispondenti (peso degli impalcati e delle murature
dell’edificio esistente) valutate in accordo con l’analisi dei carichi riportata in sezione 3. Al fine di
rappresentare il piano rigido, tali masse sono state connesse agli elementi plate attraverso rigid link (fig 16).
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Figura 16 - Modello FEM con masse ed elementi rigidi di piano
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5. ANALISI SPETTRALE
Si procede di seguito al calcolo delle masse di piano.
Il peso proprio dell’edificio esistente è pari a:
- peso sismico impalcato → 7 + 0.6 x 3 = 8.8 kN/mq
- peso pareti → 4.35 kN/mq
- peso cappotto (sp. 12 cm) → 3.0 kN/mq
Nella tabella sono riassunte le masse di piano:
Si riporta di seguito l’analisi dei modi di vibrare del fabbricato:
Si ha un periodo di T = 0.1 sec in direzione X e un periodo di T = 0.096 sec in direzione Y.
L’accelerazione orizzontale da applicare alla struttura è pari a quella del plateau dello spettro, Sd = 0.306 g.
livello z [m] area [mq] perimetro [m] massa [kN]
1 4.1 1231 189 11654.95
2 8.2 1231 189 11243.88
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6. SOLLECITAZIONI
Si riporta l’inviluppo delle sollecitazioni per le 32 combinazioni sismiche, per il sisma di progetto:
Modello 3D
Trazioni [kN/m]
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7. PREDIMENSIONAMENTO DELLE ARMATURE
Pareti spessore 12 cm
Viene adottata la maglia di armature seguente:
PIANO RIALZATO
- Armature verticali (negli angoli) 214/20 NRd = 601 kN/m
- Armature verticali (diffusa) 212/20 NRd = 442 kN/m
- Armature orizzontali (localizzata) 116/15 VRd = 446 kN/m
- Armature orizzontali (diffusa) 114/15 VRd = 378 kN/m
PIANO PRIMO
- Armature verticali (negli angoli) 214/20 NRd = 601 kN/m
- Armature verticali (diffusa) 212/20 NRd = 442 kN/m
- Armature orizzontali (localizzata) 116/15 VRd = 446 kN/m
- Armature orizzontali (diffusa) 114/15 VRd = 378 kN/m
L’armatura verticale sarà costituita da scalette, secondo lo schema di seguito riportato.
Si riportano di seguito i prospetti dell’edificio con i contour di trazione e taglio limitati alle resistenze
precedentemente calcolate.
sezione verticale
ARMATURE VERTICALI Ø12/20
COLLEGAMENTI
SALDATI
DIAMETRO Ø8/30
sezione orizzontale
ARMATURE ORIZZONTALI
ARMATURE VERTICALI Ø12/20
COLLEGAMENTI SALDATI
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Trazioni [kN/m]
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8. PREDIMENSIONAMENTO DELLE FONDAZIONI
Concentrando le sollecitazioni sulle pareti esterne del cappotto sismico si verifica di seguito l’eventuale
necessità di allargare la fondazione esistente e/o di introdurre dei pali di fondazione per contrastare le
eventuali trazioni. Si riporta l’inviluppo delle trazioni.
Si ipotizza la seguente distribuzione di micropali di lunghezza pari a 20m, adottando una resistenza per attrito
laterale pari a circa 15 kN/m.
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9. PREDIMENSIONAMENTO DEI CONNETTORI A LIVELLO DI PIANO
Si riportano le forze di piano.
Si ha una forza massima di piano di 4615 kN.
Direzione X 4615 /120 m = 38.45 kN/m
Direzione Y 4615 / 55 m = 83.90 kN/m
Ipotizzando di installare connessioni con passo pari a 30cm. Il carico a taglio di progetto del singolo
connettore viene determinato come:
VEd = FY/nc = 83.9/3.3 = 25.19 kN < 36.8 kN (resistenza a taglio da catalogo)
Si utilizzano inghisaggi con resina epossidica e barre in acciaio cl 8.8 adatte per applicazioni sismiche.
Considerata la classe di importanza dell’edificio (classe II) e le caratteristiche dello spettro sismico di progetto,
la scelta del tipo di ancorante avviene con riferimento a prestazioni sismiche relative alla categoria C2,
secondo ETAG 001 – 2013: Allegato E.
Di seguito si riportano i valori di resistenza forniti dal produttore per le connessioni adottate.
Figura 19 – Resistenze caratteristiche e di progetto per carichi sismici – …………………………..
Ad un singolo livello dell’edificio la connessione cordoli-cappotto avviene mediante 2 x 3.33 x 189 = 1258
connettori.
livello z [m] area [mq] perimetro [m] massa [kN] F
1 4.1 1231 189 11654.95 2391.923
2 8.2 1231 189 11243.88 4615.118
22898.83 7007.04
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10. PREDIMENSIONAMENTO DEI CONNETTORI A LIVELLO DELLA FONDAZIONE
Si prevede un cordolo di fondazione realizzato attorno all’edificio in adiacenza alle pareti perimetrali, che
costituirà il piano d’imposta delle pareti del cappotto sismico. Il cordolo di fondazione risulta largo circa 40
cm e alto circa 80 cm.
Si ha un taglio massimo alla base di 7008 kN circa.
I connettori vengono pre-dimensionati con riferimento alle forze sismiche totali agenti nelle due direzioni:
Direzione X 7008 /120 m = 58.4 kN/m
Direzione Y 7008 / 55 m = 127.41 kN/m
Posizionando 2 file di connessioni con passo pari a 30 cm, si ottiene una distribuzione caratterizzata da un
numero di connettori al metro pari a nc = 6.66. Il carico a taglio di progetto del singolo connettore viene
determinato come:
VEd = FY/nc = 127.41 /6.66 = 19.13 kN < 36.8 kN (resistenza a taglio da catalogo).
Per contrastare le trazioni si installa un'altra fila di connessioni a passo 30 cm.
Si utilizzano inghisaggi con resina epossidica e barre in acciaio classe 8.8 adatte per applicazioni sismiche.
Considerata la classe di importanza dell’edificio (classe II) e le caratteristiche dello spettro sismico di progetto,
la scelta del tipo di ancorante avviene con riferimento a prestazioni sismiche relative alla categoria C2,
secondo ETAG 001 – 2013: Allegato E.
In fondazione la connessione cordolo-cappotto avviene mediante 3 x 3.33 x 189 = 1888 connettori.
11. VALUTAZIONE DELLA CLASSE SISMICA
L’edificio, nello stato di fatto, non è progettato per le azioni sismiche. Si ipotizza pertanto che a seguito di
analisi di vulnerabilità ricada in una classe di rischio inferiore o uguale alla classe di rischio D.
Con l’applicazione del cappotto sismico Ecosism si stima il raggiungimento della classe di rischio A.
In seguito a verifica di vulnerabilità e progettazione dell’intervento globale mediante Cappotto Sismico, si
presume pertanto il passaggio di almeno due classi.
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