AMPUS UNIVERSITÀ CATTOLICA DEL SACRO CUORE · ACCORDO DI PROGRAMMA PER LA VALORIZZAZIONE DELL ’EX MONASTERO DI S. MONICA - CHIOSTRO MINORE CREMONA - CAMPUS UNIVERSITÀ CATTOLICA

FONDAZIONE GIOVANNI ARVEDI E LUCIANA BUSCHINI

REGIONE LOMBARDIA

COMUNE DI CREMONA

PROVINCIA DI CREMONA

UNIVERSITA’ CATTOLICA DEL SACRO CUORE

FONDAZIONE CARIPLO

ACCORDO DI PROGRAMMA PER LA VALORIZZAZIONE DELL’EX MONASTERO DI SANTA MONICA IN CREMONA

CAMPUS UNIVERSITÀ CATTOLICA DEL SACRO CUORE PROGETTO DEFINITIVO/SANTA MONICA/CHIOSTRO MINORE (CORPI NORD C, D, E, F)

PROGETTISTA INCARICATO FONDAZIONE GIOVANNI ARVEDI E LUCIANA BUSCHINI

Lamberto Rossi Associati / Lamberto Rossi e Marco Tarabella Via Telesio, 17 20145 Milano - tel. 02 97382609 [email protected]

CONSULENTI

Studio Calvi srl (Indagini diagnostiche e Strutture)

Roberto Merlo (Prevenzione Incendi)

Consult Engineering snc (Impianti)

Alessandro Placci (Acustica)

Stefano Corbari (Materico e Conservazione Superfici)

Settembre 2018

RELAZIONE STRUTTURALE

STUDIO CALVI S.r.l.

Ingegneria e architettura

Via Boezio, 10 – 27100 Pavia (Italy)

Tel. +39.0382.538817 – Fax +39.0382.538702

e-mail: [email protected]

Website: www.studiocalvi.eu

COMPLESSO DEL MONASTERO DI S. MONICA–EX CASERMA GOITO, CREMONA

CAMPUS UNIVERSITARIO – UNIVERSITÀ CATTOLICA SACRO CUORE

CHIOSTRO MINORE – CORPI D, E, C

Relazione di calcolo delle Strutture

LRA.RSM_D-E-C_DE_RCS _R1

ACCORDO DI PROGRAMMA PER LA VALORIZZAZIONE DELL’EX MONASTERO DI S. MONICA - CHIOSTRO MINORE CREMONA - CAMPUS UNIVERSITÀ CATTOLICA SACRO CUORE PROGETTO DEFINITIVO RELAZIONE DI CALCOLO STRUTTURALE

R1 - 7 DICEMBRE 2018 PAGINA 1 DI 52

TAVOLA DELLE REVISIONI

REV. DATA PREPARATO DA CONTROLLATO APPROVATO NOTE

REV. 0 28.09.2018 FG MM GMG

REV. 1 07.12.2018 FG MM GMG

DESCRIZIONE DELLA REVISIONE:

REV. 1 ______________________

PER APPROVAZIONE DEL CLIENTE:

___________________________________________________

Copia controllata [ ]

Distribuito a: _________________________________________________________

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1. PREMESSA E SCOPO DEL DOCUMENTO ............................................................. 6

2. ELENCO ELABORATI .............................................................................................. 7

3. NORMATIVE DI RIFERIMENTO ............................................................................... 7

4. DESCRIZIONE DELL’INTERVENTO ........................................................................ 8

4.1. LOCALIZZAZIONE OPERA E DESCRIZIONE STATO DI FATTO ................................................. 8

4.1.1. Corpo D: “Porticato Biciclette”: .................................................................................................. 8

4.1.2. Corpo E: “Casa del Custode”: .................................................................................................... 9

4.1.3. Corpo C: “Caffetteria”: ............................................................................................................. 10

4.2. DESCRIZIONE CONCETTUALE DELL’INTERVENTO DI PROGETTO ........................................ 11

4.2.1. Corpo D – Porticato Biciclette .................................................................................................. 11

4.2.2. Corpo E – Casa del Custode ................................................................................................... 11

4.2.3. Corpo C - Caffetteria ................................................................................................................ 11

4.3. DESCRIZIONE SINTETICA DELLE LAVORAZIONI IN PROGETTO .......................... 12

4.3.1. INTERVENTI VOLTI A RIDURRE LE CARENZE DEI COLLEGAMENTI ............................... 12

4.3.2. INTERVENTI IN COPERTURA ............................................................................................... 14

4.3.3. INSERIMENTO ARCHITRAVI ................................................................................................. 14

4.3.4. RISARCITURA DELLE PARTI DANNEGGIATE O MANCANTI ............................................. 15

4.3.5. INTERVENTI IN FONDAZIONE .............................................................................................. 16

4.3.6. RINFORZO DELLA MURATURA CON SISTEMA “RETICOLATO” ........................................ 17

4.3.7. CUCITURA E CERCHIATURA ATTIVA DELLA MURATURA ................................................ 22

4.3.8. CUCITURE ARMATE .............................................................................................................. 24

5. CRITERI PROGETTUALI ........................................................................................ 25

6. METODI DI CALCOLO ............................................................................................ 27

6.1. PROGRAMMI DI CALCOLO UTILIZZATI .............................................................................. 27

6.1.1. SAP2000 .................................................................................................................................. 27

6.2. VALIDAZIONE DEI PROGRAMMI ....................................................................................... 27

6.3. CONVENZIONI DI SEGNO ................................................................................................ 27

7. ANALISI CONDOTTE.............................................................................................. 28

7.1. TIPI DI ANALISI .............................................................................................................. 28

8. RELAZIONE SUI MATERIALI ................................................................................. 29

8.1. MURATURA ................................................................................................................... 29

8.2. LEGNAME ESISTENTE .................................................................................................... 30

8.3. ALTRI MATERIALI .......................................................................................................... 30

ACCORDO DI PROGRAMMA PER LA VALORIZZAZIONE DELL’EX MONASTERO DI S. MONICA - CHIOSTRO MINORE CREMONA - CAMPUS UNIVERSITÀ CATTOLICA SACRO CUORE

PROGETTO DEFINITIVO RELAZIONE DI CALCOLO STRUTTURALE

PAGINA 4 DI 52 R0 – 7 DICEMBRE 2018

8.3.1. ACCIAIO PER CARPENTERIA E PIASTRE D’APPOGGIO ................................................... 30

8.3.2. CALCESTRUZZO PER SOLETTE E GETTI DI COMPLETAMENTO .................................... 30

8.3.3. ACCIAIO PER C.A. .................................................................................................................. 30

8.3.4. BULLONI PER CARPENTERIA .............................................................................................. 31

8.3.5. SALDATURE ........................................................................................................................... 31

9. RELAZIONE GEOLOGICA – GEOTECNICA .......................................................... 31

10. ANALISI DEI CARICHI ............................................................................................ 33

10.1. CLASSIFICAZIONE DELLE AZIONI ................................................................................. 33

10.2. AZIONI PERMANENTI .................................................................................................. 34

10.2.1. Peso proprio degli elementi ................................................................................................. 34

10.3. CARICHI A LIVELLO DELLA COPERTURA ...................................................................... 34

10.3.1. Sovraccarico accidentale da neve: ...................................................................................... 34

10.3.2. Sovraccarico accidentale da vento: ..................................................................................... 34

10.3.3. Peso Proprio copertura Corpi D ed E: ................................................................................. 34

10.3.4. Peso Proprio copertura Corpo C: ........................................................................................ 34

10.3.5. Soppalco Corpo E: ............................................................................................................... 35

11. AZIONI SISMICHE .................................................................................................. 36

11.1. PERIODO DI RIFERIMENTO DELL’AZIONE SISMICA ......................................................... 36

11.2. CATEGORIA DI SOTTOSUOLO E CONDIZIONI TOPOGRAFICHE ......................................... 36

11.3. SPETTRI DI RISPOSTA ELASTICI .................................................................................. 37

11.4. SPETTRI DI RISPOSTA ELASTICI – APPROCCIO SEMPLIFICATO ....................................... 38

11.5. SPETTRI DI RISPOSTA PROGETTO – APPROCCIO SEMPLIFICATO .................................... 40

12. COMBINAZIONI DI CARICO ................................................................................... 41

13. ANALISI CINEMATICA MECCANISMI FUORI PIANO ........................................... 43

13.1. RIBALTAMENTO PORZIONE DI MURATURA – CASA DEL CUSTODE .................................. 44

14. ANALISI DA GRAVITA’ GLOBALE ........................................................................ 45

14.1. METODI DI CALCOLO .................................................................................................. 45

14.1.1. Tasso di lavoro delle colonne del corpo D: .......................................................................... 45

15. VERIFICHE GRAVITAZIONALI FONDAZIONI ....................................................... 45

16. VERIFICHE ELEMENTI LIGNEI .............................................................................. 46

16.1. CORPO D - PORTICATO BICICLETTE ............................................................................ 47

16.1.1. Carico per breve durata - NEVE+ACC ................................................................................ 47

16.1.2. Carico per media durata – ACC........................................................................................... 47



16.1.3. Carico permanente Gk1 + Gk2 ............................................................................................ 47

16.1.4. Υm = 1.5 ................................................................................................................................ 47

16.2. CORPO E - CASA DEL CUSTODE ................................................................................. 48


16.2.2. Carico per media durata – ACC........................................................................................... 48


16.3. CORPO C – CAFFETTERIA .......................................................................................... 49


16.3.2. Carico per media durata ...................................................................................................... 49


17. VERIFICHE NUOVE STRUTTURE METALLICHE ................................................. 51

17.1. CORPO E – CASA DE CUSTODE .................................................................................. 51

17.1.1. Solaio soppalco.................................................................................................................... 51

17.2. CORPO C – CAFFETTERIA .......................................................................................... 51

17.2.1. Capriata metallica rompitratta .............................................................................................. 51




1. PREMESSA E SCOPO DEL DOCUMENTO

Il presente documento, redatto ai sensi di quanto disposto all’articolo 23 del D.L. n. 50/2016 e agli articoli

24, 26, 29 del DPR n. 207/2010, costituisce la “Relazione di calcolo delle strutture” avente per oggetto

l’intervento per la valorizzazione dell’ex monastero di S. Monica e Magazzino Carri sito a Cremona in via

Bissolati finalizzato alla realizzazione di un “Campus per l’ Università Cattolica Sacro Cuore”, con riferimento

al secondo lotto di intervento, che ha per oggetto gli edifici della “zona nord” del complesso. Come

evidenziato nella pianta seguente nella “zona nord” sono presenti tre edifici di modeste dimensioni realizzati

in diverse epoche: “Corpo D: Porticati Biciclette”; “Corpo E: Casa del Custode”; “Corpo C: Caffetteria.

L’edificio “Corpo F: ex Casa del Maresciallo” non è compreso nelle considerazioni di carattere strutturale

della presente relazione.

Figura 1. Collocazione degli edifici “zona nord” nel complesso del monastero

Si riportano di seguito la descrizione dei materiali, i criteri adottati nella progettazione, le ipotesi di calcolo

e il dimensionamento delle opere. La progettazione strutturale è svolta nel rispetto del D.M. 14 gennaio 2008

(Norme Tecniche per le Costruzioni) e relativa Circolare esplicativa con particolare attenzione al capitolo 8

Costruzioni esistenti. Il committente è la fondazione Giovanni Arvedi e Luciana Buschini. Il Codice lavoro è

LRARSM.

I progettisti delle strutture, per Studio Calvi srl, ai sensi dei disposti della legge 1086/71 e s.m.i. sono:

- Prof. Ing. Gian Michele Calvi, avente indirizzo per lo svolgimento dell’attività professionale in via

Boezio n. 10 – 27100 Pavia e iscritto all’Ordine degli ingegneri della Provincia di Pavia al n° 1070

- Ing. Matteo Moratti, avente indirizzo per lo svolgimento dell’attività professionale in via Boezio n. 10 –

27100 – 27100 Pavia e iscritto all’Ordine degli ingegneri della Provincia di Genova al n° 7845.

-



2. ELENCO ELABORATI

Le valutazioni riportate di seguito sono da considerare con riferimento agli elaborati predisposti a

completamento del progetto in oggetto e elencati in Tabella 1.

Tabella 1 Elenco Elaborati

codice elaborato

Titolo elaborato scala Rev. Rev.

0 1

S_100_D Corpo D: Porticato Biciclette – Pianta, sezioni e dettagli 1:100; 1:50; 1:20

28.09.18 07.12.18

S_100_E Corpo E: Casa custode – Pianta, sezioni e dettagli 1:100; 1:20; 1:10

28.09.18 07.12.18

S_200_E Corpo E: Casa custode – Localizzazione cuci-scuci Non in scala 07.12.18

S_100_C Corpo C: Caffetteria – Pianta, sezioni e dettagli 1:100; 1:20 28.09.18 07.12.18

3. NORMATIVE DI RIFERIMENTO

Nel seguito si adotta come riferimento quanto disposto dalle seguenti normative nazionali:

− Norme tecniche per le costruzioni (D.M. 14 gennaio 2008, pubblicato in Gazzetta Ufficiale n. 29 del 4 febbraio 2008, Supplemento Ordinario n. 30), e successivo aggiornamento NTC2018 (D.M.

17 gennaio 2018, “Aggiornamento delle Norme tecniche per le costruzioni” pubblicato in Gazzetta

Ufficiale n. 42 del 20 febbraio 2018, Supplemento Ordinario n. 8), in seguito richiamate come

NTC2018

− Istruzioni per l’applicazione delle “Nuove norme tecniche per le costruzioni” di cui al D.M. 14 gennaio 2008 (Circolare n. 617 del 2 febbraio 2009), in seguito richiamata come Circolare

− Linee guida per la valutazione e la riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle Norme Tecniche per le costruzioni” (D.P.C.M. 12 ottobre 2007)

− Linee guida per la valutazione e la riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale - allineamento alle nuove Norme Tecniche per le costruzioni” (Circolare 26/2010)

Per quanto non in contrasto con le precedenti normative si adotta inoltre quanto suggerito dalle seguenti

norme volontarie:

− UNI EN 1992-1-1:2005, Eurocodice 2 - Progettazione delle strutture di calcestruzzo - Parte1-1: Regole generali e regole per gli edifici

− UNI EN 1992-1-2:2005, Eurocodice 2 - Progettazione delle strutture di calcestruzzo - Parte1-2: Regole generali - Progettazione strutturale contro l'incendio

− Norma italiana UNI EN 206-1: “Calcestruzzo – Specificazione, prestazione, produzione e conformità”, ottobre 2001;

− UNI 11104: “Calcestruzzo – Specificazione, prestazione, produzione e conformità – Istruzioni complementari per l’applicazione della EN 206-1”, marzo 2004.

− UNI - EN 1090: “Prodotti in carpenteria metallica”.




4. DESCRIZIONE DELL’INTERVENTO

4.1. LOCALIZZAZIONE OPERA E DESCRIZIONE STATO DI FATTO

4.1.1. Corpo D: “Porticato Biciclette”:

E’ un corpo di fabbrica sostanzialmente costituito da un portico con 7 colonne circolari in muratura di

diametro 50 cm poggiate su basamenti di sezione esagonale di lato 25 cm inscrivibili in un cerchio di

diametro 70 cm. Le colonne hanno interasse 4 m; su di esse e sulla parete retrostante appoggiano capriate

lignee di luce 6 m sormontate da un puntone a sostegno della copertura monofalda.

Figura 2. Vista Corpo D: “Porticato biciclette”

La muratura delle colonne si presenta a tratti danneggiata ed un colonna appare rotta per scorrimento di

un giunto orizzontale

Figura 3. Colonna in muratura fessurata e stato delle murature esistenti



4.1.2. Corpo E: “Casa del Custode”:

E’ un edificio monopiano in muratura e copertura lignea completamente crollata. Ha pianta rettangolare di

circa 6 x 16 m con murature portanti perimetrali in mattoni pieni parzialmente crollate, La destinazione d’uso

in progetto è abitazione del custode.

Figura 4. Vista esterna del Corpo E: “Casa del Custode”

La muratura appare in alcune zone fortemente degradata e quasi completamente priva di malta nei giunti.

Alcuni tratti della parete di fondo condivisa con altra proprietà presentano fondazioni pressoché inesistenti.

Figura 5. Viste interne del Corpo E: “Casa del Custode”




4.1.3. Corpo C: “Caffetteria”:

E’ un edificio costruito nel periodo in cui il complesso era destinato a caserma; ha pianta rettangolare di

dimensioni 8,8 m x 30 m circa, caratterizzato da muratura perimetrale scandita da lesene che ingrossano il

paramento murario in corrispondenza dell’appoggio delle capriate lignee a sostegno della copertura.

Recentemente sono stati inseriti in alcuni allineamenti profili metallici che sormontano in una parte

dell’edificio tali capriate probabilmente a scopo di rinforzo locale. Il resto della copertura è attualmente

puntellato.

Figura 6. Vista esterna del Corpo C: “Caffetteria” (fronte ovest)

Figura 7. Vista esterna del Corpo C: “Caffetteria” (fronte nord)



4.2. DESCRIZIONE CONCETTUALE DELL’INTERVENTO DI PROGETTO

Sugli edifici in oggetto è in corso di svolgimento una campagna d’indagine su murature ed elementi lignei

volta a raggiungere un livello di conoscenza LC2. Per le considerazioni riportate nel presente progetto a

livello definitivo si utilizzano cautelativamente caratteristiche di materiali con livello di conoscenza LC1.

L'intervento si articola essenzialmente nei due seguenti punti:

1 - Il ripristino di tutte le situazioni di degrado della muratura e degli elementi lignei dovuto ad infiltrazioni

meteoriche con eventuali operazioni di sostituzione e ricostruzione come descritto in dettaglio negli elaborati

grafici;

2 - Il rinforzo e consolidamento delle parti strutturali esistenti finalizzato alla verifica nei confronti delle

azioni gravitazionali di progetto e ad ottenere un miglioramento nei confronti delle azioni sismiche;

In particolare si prevedono i seguenti interventi:

4.2.1. Corpo D – Porticato Biciclette

Nuovo manto di copertura su struttura lignea conservata con sostituzione travetti di sezione insufficiente.

Trattamento legno e riparazione/sostituzione elementi ammalorati.

Irrigidimento falda con assito.

Miglioramento connessioni nodi capriate con reggiature metalliche.

Eventuale ricostruzione parti ammalorate degli elementi lignei ed inserimento di tiranti supplementari in

caso di danneggiamento presente nelle catene lignee

Miglioramento connessione con parete confinante.

Miglioramento / consolidamento muratura in corrispondenza degli appoggi e nei punti ammalorati con

interventi di tipo ristilatura, cuci-scuci e inserimento giunti armati in funzione del livello di degrado e della

sollecitazione degli elementi.

Interventi sulle colonne in muratura diversificati in funzione dello stato di conservazione dell’elemento.

Cordolatura e parziale sottomurazione fondazioni da collegare a cappa strutturale con inghisaggi.

4.2.2. Corpo E – Casa del Custode

Nuova copertura lignea con elementi di geometria uguali a quelli esistenti.

Irrigidimento falda con assito.

Miglioramento connessione fra pareti.

Miglioramento / consolidamento muratura in corrispondenza degli appoggi della nuova copertura lignea e

nei punti ammalorati con interventi di tipo ristilatura, cuci-scuci e inserimento giunti armati in funzione del

livello di degrado e della sollecitazione degli elementi.

Intervento di consolidamento della muratura con sistema “reticolato” con inserimento di intonaco armato

con rete in gfrp e geomalta sul lato interno e rinforzo con cavi in acciaio inox con muratura a vista all’esterno.

Parziale sottomurazione fondazioni e connessione platea di fondazione con le fondazioni in muratura

esistenti con inghisaggi

Nuovi archtravi o consolidamento di quelli esistenti.

Inserimento di solaio di sottotetto ad uso impiantistico con lamiera grecata e profili metallici e

completamento dell’irrigidimento del piano orizzontale con profili metallici e tiranti diagonali di piano.

4.2.3. Corpo C - Caffetteria

Inserimento capriate metalliche rompitratta per rinforzo copertura lignea esistente.

Trattamento legno e riparazione/sostituzione elementi ammalorati




Inserimento di irrigidimento del piano orizzontale con profili metallici e tiranti diagonali di piano.

Miglioramento connessione fra pareti e fra tamponamenti e lese mediante cuciture armate

Miglioramento / consolidamento muratura in corrispondenza degli appoggi della copertura lignea

(ricostruzione ultimi corsi di muratura con interposizione di armatura metallica nei giunti)

Rinforzo delle fondazioni delle lesene mediante collegamento a platea in c.a. per consentire l’appoggio di

porzioni di tamponamento con fondazione molto superficiale e fessurazioni da cedimento fondazionale.

Inserimento di nuovi archtravi o consolidamento di quelli esistenti

4.3. DESCRIZIONE SINTETICA DELLE LAVORAZIONI IN PROGETTO

Per quanto concerne il progetto di consolidamento degli elementi strutturali si è operato applicando le

moderne procedure riservate agli edifici soggetti a vincolo di carattere architettonico ed ambientale

adottando come linea guida una filosofia progettuale improntata a:

a) conservazione -previo ripristino degli elementi degradati- dei sistemi strutturali compatibili con i nuovi

requisiti progettuali. Si citano ad esempio i ripristini degli elementi lignei, laddove tecnicamente possibili,

mediante intarsi in essenza lignea polverizzata impastata con resine superfluide e cuciture in acciaio inox o

barre di fibra di vetro;

b) reversibilità delle opere d’adeguamento apparse indispensabili per garantire il soddisfacimento dei

requisiti di sicurezza normativi vigenti;

c) minima invasività a livello di alterazione della concezione strutturale del pre-esistente e dell’aspetto

architettonico finale;

d) compatibilità materica e tecnologica delle tecniche d’intervento.

In particolare si farà riferimento alle prescrizioni espresse dalla Soprintendenza in data 23 novembre

2018.

Più nel dettaglio e dal punto di vista applicativo si evidenziano sinteticamente le seguenti scelte

progettuali:

4.3.1. INTERVENTI VOLTI A RIDURRE LE CARENZE DEI COLLEGAMENTI

Tali interventi sono mirati ad assicurare alla costruzione un buon comportamento d’assieme, mediante la

realizzazione di un adeguato ammorsamento tra le pareti e di efficaci collegamenti dei solai alle pareti;

inoltre, si opera al fine di eliminare gli effetti spingenti provenienti da strutture voltate e coperture spingenti

mediante l’inserimento di tiranti di piano.

L’inserimento di tiranti, metallici o di altri materiali, disposti nelle direzioni principali del fabbricato, a livello

dei solai ed in corrispondenza delle pareti portanti, ancorati alle murature mediante capo-chiave (a paletto o

a piastra), favorisce il comportamento d’assieme del fabbricato, in quanto conferisce un elevato grado di

connessione tra le murature ortogonali e fornisce un efficace vincolo contro il ribaltamento fuori piano dei

pannelli murari. Inoltre, l’inserimento di tiranti migliora il comportamento nel piano di pareti forate, in quanto

consente la formazione del meccanismo tirante-puntone nelle fasce murarie sopra porta e sotto finestra che

saranno rinforzate in modo idoneo. Le modalità di ancoraggio dei tiranti saranno adeguate al tipo di

muratura e al relativo stato di conservazione che si incontrerà nel corso dell’intervento di ristrutturazione.

Un’idonea ammorsatura, tra parti adiacenti o tra murature che si intersecano, sarà realizzata se necessaria



tra le pareti principali. L’intervento si realizza o attraverso elementi puntuali di cucitura (tecnica scuci e cuci

con elementi lapidei o in laterizio) o collegamenti locali con elementi metallici o in altro materiale.

Figura 8: Interventi di consolidamento murario Convento di Santa Monica Cremona (di Studio Calvi s.r.l.)

Cordolature

Cordoli in sommità alla muratura possono costituire una soluzione efficace per collegare le pareti.

Laddove mancanti i cordoli saranno realizzati con profili in acciaio ammorsati nella muratura tramite barre

con ancoraggio nascosto o passanti. In presenza di eventuali lacune nella muratura, l’intervento deve essere

accompagnato da un’opera di consolidamento della fascia di muratura interessata.




Figura 9: esempi di connessioni e cordolature di piano (Studio calvi P.O. Chiari -Bs-)

4.3.2. INTERVENTI IN COPERTURA

Si opera nel totale mantenimento dei tetti in legno, in quanto capaci di limitare le masse nella parte più

alta dell'edificio e di garantire un’elasticità simile a quella della compagine muraria sottostante.

Ove i tetti presentano orditure spingenti, come nel caso dei puntoni inclinati privi di semicatene in piano,

la spinta sarà compensata con sistemi di tipo metallico. Sarà verificato la presenza un buon collegamento

nei nodi, necessario ad evitare scorrimenti e distacchi in presenza di azioni orizzontali.

Nelle catene già presenti sarà verificato l’idoneo stato di tensione.

4.3.3. INSERIMENTO ARCHITRAVI

Per tutte le nuove aperture e le aperture esistenti non dotate di architravi efficienti si prevede

l’inserimento di nuove architravi realizzate con elementi metallici correttamente ammorsati nelle spalle

dell’apertura ed adeguatamente appoggiate su piastre di ripartizione in acciaio allettate con malte antiritiro.

L’inserimento di architravi si inserisce nella categoria di interventi volti a rinforzare le pareti intorno alle

aperture Laddove sono presenti aperture, a seconda della luce e del tasso di lavoro, si procederà con

l’inserimento di architravi costituiti da:

L'intervento mira a far recuperare alla parete una resistenza sostanzialmente uniforme e una continuità

nella rigidezza, anche realizzando gli opportuni ammorsamenti, qualora mancanti.

Figura 10: Inserimento di putrelle per la realizzazione di apertura: foto di un intervento tipo e schemi di realizzazione proposti in progetto



4.3.4. RISARCITURA DELLE PARTI DANNEGGIATE O MANCANTI

A seconda dei casi e di quanto emergerà successivamente alla rimozione degli intonaci si procederà:

- a riparazioni localizzate di parti lesionate o degradate;

- a ricostituire la compagine muraria in corrispondenza di manomissioni quali cavità, vani di varia natura

(scarichi e canne fumarie, ecc.).

Figura 11: – Intervento volto a ricostruire un’apertura in una parete muraria

L’intervento di scuci e cuci è finalizzato al ripristino della continuità muraria lungo le linee di fessurazione

ed al risanamento di porzioni di muratura gravemente deteriorate o mancanti. Si utilizzeranno elementi e

tecniche costruttive che ricerchino la compatibilità con i materiali ad oggi in opera.




Figura 12: Schema di intervento di scuci e cuci

4.3.5. INTERVENTI IN FONDAZIONE

Il consolidamento del sistema fondazionale esistente prevede la realizzazione di cordoli in c.a. realizzati

nella parte interna degli elementi murari connessi fra loro nel piano della cappa soprastante il vespaio aerato

costituito da cupole in plastica rigenerata. La funzione di tali collegamenti è rivolta al solo miglioramento della

collaborazione fra gli elementi di fondazione in quanto, data l’assenza di patologie ascrivibili a carenze

fondazionali ed al sostanziale mantenimento dell’entità di carico al piede della struttura, non si ritiene

necessario l’ampliamento delle dimensioni delle fondazioni.

Figura 13: Vespaio aerato con cupole in plastica rigenerata e travi di consolidamento fondazioni in muratura

edificio esistente Caritas Pv (di Studio Calvi s.r.l.)



Figura 14: Sequenza d’intervento consolidamento cedimenti fondazionali con micropali e trave testapalo

ammorsata nella muratura e successivo intervento di restauro conservativo

– Edificio storico Via Perelli Pavia (Intervento di Studio Calvi srl)

4.3.6. RINFORZO DELLA MURATURA CON SISTEMA “RETICOLATO”

Il sistema di rinforzo “Reticola” consiste nell’inserimento nei giunti di malta della muratura da rinforzare,

precedentemente scarniti per una profondità di circa 6 cm, di una maglia continua realizzata con trefoli in

acciaio inossidabile, i cui nodi sono fissati al paramento murario mediante barre trasversali anch’esse in

acciaio inossidabile.

I trefoli sono trattenuti dai connettori senza essere ad essi solidali così che sia possibile applicare loro un

tensionamento e rendere la maglia attiva.

I trefoli metallici devono essere disposti secondo traiettorie sub-verticali e sub-orizzontali a formare

maglie approssimativamente quadrate le cui dimensioni, normalmente comprese fra i 300 e i 500 mm,

dipendono dalla grandezza degli elementi lapidei che costituiscono la muratura e comunque di regola non

devono essere superiori allo spessore del pannello sul quale si interviene.

I collegamenti dei trefoli alla muratura devono essere previsti in ragione di circa 5 al m2 secondo uno

schema a quinconce irregolari che interessi i nodi della maglia in modo alternato (figura seguente).




Figura 15: Schematizzazione della disposizione delle connessioni trasversali

Il rinforzo assumerà caratteristiche diverse, in base alle dimensioni degli elementi lapidei che

costituiscono la muratura. Il rabbocco finale di malta, che ricopre completamente sia i trefoli metallici che le

teste delle barre trasversali, permette di

conservare la finitura "faccia a vista" della muratura

La connessione dei trefoli alla muratura si esegue con connettori di lunghezza pari a circa 2/3 dello

spessore murario

Figura 16: Reticola su muratura di pietre e particolare del connettore trasversale adottato.

N.B.: Quando la finitura “faccia a vista” deve essere conservata solo su una faccia della muratura si

ricorre alla tecnica di rinforzo Reticola Plus che adotta il sistema “ReticolatusTM” descritto precedentemente

per una faccia muraria mentre sull’altra prevede l’applicazione di un intonaco armato con rete in GFRP.

L’asimmetria dell’intervento è determinata dalla volontà di coniugare l’efficacia dell’intonaco armato con il

soddisfacimento dell’istanza di conservazione del “faccia a vista” per uno dei lati della muratura.

Le due facce rinforzate sono fra loro collegate attraverso dei connettori trasversali in acciaio inox, previsti

in ragione di circa 5 al m2 e disposti secondo uno schema a quinconce irregolari determinato dalla posizione

dei nodi della maglia di trefoli in acciaio inox (figura 2). Attraverso l’estremità sagomata ad anello del

connettore vengono fatti passare i trefoli metallici, così che, serrando il dado posto sull’estremità opposta del

connettore, è possibile applicare un leggero pre-tensionamento dei trefoli in acciaio inox (figura 6).

I trefoli del sistema “ReticolatusTM” dovranno essere disposti seguendo i principi già illustrati

precedentemente.



Figura 17: Reticola Plus su muratura di pietre di grandi dimensioni e particolare dei connettori trasversali

adottati

Nonostante il sistema “ReticolatusTM” sia stato concepito come soluzione di intervento su murature di

conci irregolari con finitura “faccia a vista”, per le quali le “classiche” tecniche di intervento risultavano

inapplicabili, è possibile realizzare i sistemi di rinforzo “Reticola” “Reticola Twin” e “Reticola Plus” anche su

murature di conci regolari per le quali si voglia mantenere la muratura “faccia a vista”.

Gli interventi differiscono da quanto descritti per le murature irregolari solamente nella modalità di

realizzazione della maglia di trefoli in acciaio inox inserita nei giunti scarniti.

Dovranno infatti essere disposti dei trefoli orizzontali, tipicamente ogni tre corsi di malta, collegati fra loro

da coppie di trefoli verticali disposte a una distanza di circa 80 cm l’una dall’altra. Le fasi esecutive che

caratterizzano l’applicazione del Reticola Plus su una muratura di laterizio, pur ricalcando quelle già illustrate

per una muratura irregolare, vengono di seguito riproposte per ragioni di completezza (figura 7).

Figura 18: Reticola Plus su murature in laterizio




Figura 19: Schematizzazione dell’intervento “Reticola Plus” su murature in laterizio

Modalità di posa di reticola plus

1. studio della tessitura muraria della faccia “B” al

fine di determinare l’andamento secondo cui

disporre i trefoli in acciaio in modo da ottenere delle

maglie quanto più regolari

2. faccia “A”: rimozione dell’intonaco preesistente e

della malta fra gli elementi di muratura per una

profondità di 10-15 mm, lavaggio e bagnatura della

superficie a saturazione ed applicazione di un primo

strato di rinzaffo;

faccia “B”: scarnitura dei giunti di malta per una

profondità di circa 6 cm e loro successivo lavaggio;

3. realizzazione, mediate trapano a rotazione, delle

perforazioni trasversali, pulizia dei fori per mezzo di

getto d’aria ed alloggiamento dei connettori;

4. faccia “B”: esecuzione di un primo rabbocco di

malta nei giunti scarniti e successiva disposizione

dei trefoli in acciaio inox, passandoli attraverso gli

anelli terminali dei connettori trasversali;



5. pretensionamento dei trefoli mediante il serraggio

di un dado posto sulla barra filettata sul paramento

murario opposto;

6. faccia “A”: applicazione della rete e dei fazzoletti

di ripartizione in GFRP, verificando che non siano

aderenti alla parete;

7. faccia “A”: piegatura ad L del connettore trasversale 8. faccia “A”: applicazione dell’intonaco mantenendo la rete in mezzeria allo spessore dell’intonaco;

faccia “B”: realizzazione della ristilatura finale




4.3.7. CUCITURA E CERCHIATURA ATTIVA DELLA MURATURA

La cucitura attiva della muratura (CAM o similare) consiste in un “impacchettamento” della muratura con

nastri in acciaio inox disposti nelle direzioni orizzontale e verticale, passanti attraverso lo spessore murario, e

richiusi su se stessi attraverso reggette previa applicazione di una pretensione.

È una prevenzione della disgregazione della tessitura muraria. Può essere applicato in caso di necessità

di rinforzi diffusi. Adatto ad interventi di messa in sicurezza temporanea per la sua celerità di applicazione.

L’intervento incrementa la resistenza e la duttilità degli elementi in muratura, in modo analogo

all’intervento con intonaco armato. Differentemente da quest’ultimo, però, non ne presenta le

controindicazioni: comporta, infatti, una variazione di massa trascurabile, presenta interazioni minime con gli

impianti e permette una regolare evaporazione dell’acqua di risalita capillare.

Incremento di capacità nei confronti del collasso per schiacciamento grazie all’azione benefica delle forze

di coazione. Per adeguamenti definitivi il sistema può essere integrato con altri interventi.

Il sistema determina quindi un rafforzamento diffuso delle pareti/colonne in muratura mediante

realizzazione di cuciture metalliche presollecitate realizzate con nastri in acciaio inossidabile di spessore

0.75 mm, larghezza 19 mm, di resistenza a snervamento e a rottura rispettivamente superiori a 220 e 500

Mpa e allungamento a rottura almeno pari al 40%.

Le cuciture devono essere poste in opera secondo un reticolo continuo, attraverso forature trasversali

nella muratura in numero di 0.8 - 2 fori per m2 di parete, del diametro non superiore a Φ35.

Ogni singola maglia è chiusa su se stessa e può essere costituita da uno o più nastri sovrapposti. La

chiusura delle singole maglie deve essere effettuata per mezzo di apposita macchina in grado di imprimere

al nastro una pretensione calibrata pari almeno al 40% della resistenza a rottura del nastro medesimo. La

resistenza della giunzione deve essere superiore al 70% della resistenza del nastro, con allungamento a

rottura superiore al 10%, misurato su una base di misura di 100 mm a cavallo del giunto.

Alle estremità di ogni foro, deve essere posizionata, a diretto contatto con il paramento murario,

un'apposita piastra imbutita ripartitrice in acciaio inossidabile, allettata con malta, di dimensioni minime

125*125 mm e spessore di 4 mm.

In corrispondenza degli spigoli devono essere posti in opera, a diretto contatto con il paramento murario,

angolari ripartitori in acciaio inossidabile a spigoli smussati con raggio superiore ad 8 mm, allettati con malta,

aventi ali di dimensioni minime 60*125 mm e spessore 4 mm.



Di seguito si danno prescrizioni generali sulle fasi di lavorazione dell’intervento in oggetto.

1. Preparazione degli elementi da rinforzare, attraverso rimozione dell’intonaco e stuccatura di eventuali

lesioni;

2. Tracciamento del percorso dei nastri e esecuzione dei fori;

3. Allettamento dei fori e delle zone di angolo;

4. Posizionamento dei nastri pretesi e chiusura/sigillatura.

Figura 20: Intervento di cerchiatura attiva CAM (di Studio Calvi s.r.l.)




Figura 21: Intervento di cucitura attiva CAM

4.3.8. CUCITURE ARMATE

Per intervenire in punti in cui la tessitura muraria deve essere ricostituita e localmente rinforzata si

prevede l’utilizzo di barre elicoidali in acciaio inossidabile incrudita mediante trafilatura a freddo. Le barre

possono essere inserite a secco mediante la realizzazione di foro pilota con l’utilizzo di un classico trapano a

rotopercussione con punta di diametro minore/uguale a 8 mm ed installate all’interno del perforo mediante

apposito mandrino. Questo sistema di rinforzo presenta ottima resistenza alla corrosione; ottima aderenza e

resistenza al taglio; ed è facilmente da mascherabile.

Lo stesso tipo di barra può anche essere utilizzato in combinazione con malta a base di calce naturale

per realizzare la cerchiatura ed il rinforzo di elementi con la stilatura armata dei giunti

Figura 22: Esempi di modalità di impiego delle cuciture armate



5. CRITERI PROGETTUALI

Il progetto prevede un nuovo utilizzo dell’edificio come campus universitario con una vita nominale pari a

50 anni e una classe d’uso III con un conseguente periodo di riferimento per l’azione sismica pari a 75 anni.

In relazione alla verifica sismica il tipo di intervento previsto, con riferimento alle “Linee guida per la

valutazione e la riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle Norme Tecniche

per le costruzioni” (D.P.C.M. 12 ottobre 2007”) è quello di miglioramento.

Gli obiettivi principali della progettazione riguardano la verifica per azioni da gravità e sismiche degli

elementi strutturali. Nei confronti delle azioni sismiche sono individuati quattro stati limiti, riferiti alle

prestazioni della costruzione (§3.2.1 delle NTC).

STATI LIMITE DI ESERCIZIO

- Stato Limite di Operatività (SLO): a seguito del terremoto la costruzione non deve subire danni ed

interruzioni d’uso significativi.

- Stato Limite di Danno (SLD): a seguito del terremoto la costruzione subisce danni tali da non

mettere a rischio gli utenti e da non compromettere significativamente la capacità di resistenza e

di rigidezza nei confronti delle azioni verticali ed orizzontali, mantenendosi immediatamente

utilizzabile pur nell’interruzione d’uso di parte delle apparecchiature.

STATI LIMITE ULTIMI

- Stato Limite di salvaguardia della Vita (SLV): a seguito del terremoto la costruzione subisce

rotture e crolli dei componenti non strutturali ed impiantistici e significativi danni dei componenti

strutturale cui si associa una perdita significativa di rigidezza nei confronti delle azioni orizzontali;

la costruzione conserva invece una parte della resistenza e rigidezza per azioni verticali e un

margine di sicurezza nei confronti del collasso per azioni sismiche orizzontali.

- Stato Limite di Collasso (SLC): a seguito del terremoto la costruzione subisce gravi rotture e crolli

dei componenti non strutturali ed impiantistici e danni molto gravi dei componenti strutturali; la

costruzione conserva ancora un margine di sicurezza per azioni verticali ed un esiguo margine di

sicurezza nei confronti del collasso per azioni orizzontali.

Il soddisfacimento dei requisiti prestazionali sopra descritti in funzione della classe d’uso dell’edificio

(come descritto più in dettaglio al §11.1 della presente relazione) si ottiene mediante lo sviluppo delle

verifiche presentate nella tabella C7.1.I della Circolare)

Dal punto di vista della resistenza al fuoco la resistenza richiesta per le strutture è pari a R45.




Tabella 2 Verifiche di sicurezza in funzione della classe d’uso (Tabella C7.1.I della Circolare)



6. METODI DI CALCOLO

La valutazione delle sollecitazioni agenti sui differenti elementi strutturali è stata ricavata da valutazioni

condotte sulla base delle formule analitiche classiche secondo i dettami della Scienza delle Costruzioni e da

analisi condotte secondo il metodo degli elementi finiti implementando modelli lineari. Per le verifiche dei

meccanismi di fuori piano sono state condotte analisi cinematiche lineari e non lineari.

6.1. PROGRAMMI DI CALCOLO UTILIZZATI

La struttura in oggetto è stata verificata avvalendosi dei seguenti programmi di calcolo:

− SAP 2000 (Computers and structures) per analisi dei carichi a gravità e analisi non-lineare di tipo time-history

6.1.1. SAP2000

Le analisi a gravità e non lineari a plasticità concentrata sono ottenute implementando un modello

tridimensionale della struttura mediante il software a elementi finiti SAP2000, prodotto dalla Computers and

Structures, Inc, Berkeley, California, USA. Tale programma permette l’analisi a elementi finiti di strutture

attraverso l’analisi statica lineare e non lineare, dinamica lineare e non lineare, P-delta; consente l’utilizzo di

spettri di risposta o accelerogrammi, l’inserimento di carichi mobili con il calcolo delle linee d’influenza, la

modellazione di elementi frame, shell, plane, solid, link. Al fine di controllare i risultati, a corredo del codice di

calcolo sono disponibili manuali d’uso sia in forma cartacea sia su supporto informatico, in cui è indicata la

teoria di base di tutte le procedure implementate dal codice. E’ presente anche un elenco esauriente di

esempi per la verifica dell’affidabilità del programma, come disposto al capitolo 10.2 delle NTC, relativi a tutti

gli elementi di modellazione (es. frame, shell, ecc.) per diverse configurazioni di carico Maggiori informazioni

sono reperibili al sito web di riferimento.

6.2. VALIDAZIONE DEI PROGRAMMI

La validazione dei programmi è effettuata con verifiche semplificate al fine di controllare il periodo del

sistema, le reazioni alla base del manufatto e le principali azioni sui diversi elementi.

6.3. CONVENZIONI DI SEGNO

Per i dati di sollecitazione ottenuti dal programma SAP2000 si utilizza la stessa convenzione adottata dal

programma di calcolo (come indicato in Figura 23). Si osserva che gli assi locali sono indicati come segue:

asse 1 = rosso; asse 2 = bianco, asse 3 = azzurro.

Figura 23 Convenzione segni per frame e shell (SAP2000)




Per i dati di sollecitazione ottenuti dal programma SeismoStruct si utilizza la stessa convenzione adottata

dal programma di calcolo (come indicato in Figura 24): i risultati sono definiti nel sistema di coordinate

globale dove si nota che le variabili rotazione/momento, definite rispetto ad un particolare asse, si riferiscono

sempre alla rotazione/momento "intorno", e non "lungo" tale asse.

Figura 24 Convenzione segni (SeismoStruct)

Per le verifiche effettuate utilizzando il programma “Verifica C.A. S.L.U” (Gelfi) si utilizzano le

convenzione relative: l’azione assiale è positiva se di compressione mentre i momenti flettenti Mx e My sono

positivi se comprimono le fibre dalla parte degli assi positivi (spigolo in alto a destra); sono positive le

tensioni di trazione sia nel calcestruzzo che nell’acciaio; i segni sono inoltre indicati dal colore blu per le

trazioni e rosso per le compressioni. Per le verifiche allo SLE le tensioni di compressione sono negative e

quelle di tensione sono positive.

7. ANALISI CONDOTTE

7.1. TIPI DI ANALISI

La struttura in oggetto è stata studiata sia dal punto di vista del comportamento globale sia verificando

localmente gli elementi più significativi. In particolare le analisi svolte sono state così organizzate:

1. Analisi per i carichi da gravità

2. Analisi lineari e non lineari dei meccanismi fuori piano.

Per quanto riguarda il comportamento strutturale nei confronti delle azioni orizzontali si precisa che gli

interventi progettati si inquadrano nell’ambito degli interventi locali e che sono finalizzati alla eliminazione dei

comportamenti fragili, dei ribaltamenti fuori piano ed al miglioramento del comportamento globale mediante

la collaborazione fra le pareti ortogonali e gli impalcati e la costituzione di diaframmi rigidi a livello degli

orizzontamenti.



8. RELAZIONE SUI MATERIALI

8.1. MURATURA

Per quanto riguarda la muratura, in assenza di test sulle murature degli edifici della zona nord, si

considerano i valori di tabella C8A.2.1 della Circolare alle NTC2008.

In particolare, si fa riferimento ai valori per la Muratura in mattoni pieni e malta in calce come riportati

nella tabella sottostante dove:

�� = resistenza media a compressione della muratura �� = resistenza media a taglio della muratura � = valore medio del modulo di elasticità normale � = valore medio del modulo di elasticità tangenziale � = peso specifico medio della muratura

Tabella 3: Valori di riferimento dei parametri meccanici (minimi e massimi) e peso specifico medio per diverse tipologie di muratura (Circolare alle NTC2008; tab C8A.2.1)

Data l’assenza di test specifici sul materiale, si fa riferimento a un livello di conoscenza LC1 che porta

non solo a un fattore di confidenza FC = 1.35, ma anche a considerare come resistenza i valori minimi

dell’intervallo indicato in tabella e i valori medi per i moduli elastici.

Risulta quindi:

• Resistenza media a compressione: �� = 240 /�� • Resistenza media a taglio: �� = 6 /�� • Modulo di elasticità normale: � = 1500 �� • Modulo di elasticità tangenziale: � = 500 ��




• Coefficiente di sicurezza: cγ = 1 (=2 per rotture di tipo fragile) • Fattore di confidenza: FC = 1.35

8.2. LEGNAME ESISTENTE

Il legname esistente nella copertura del deposito delle biciclette è stato classificato come Larice (C18) e

Rovere (C42), mentre nella casa del custode si tratta di due tipi diversi di larice (C24 e C30). I parametri

sono riportati di seguito:

Porticato biciclette Casa custode Caffetteria

C18 C42 C18 C42 C18

Resistenza a flessione ��,� 18 MPa 42 MPa 18 MPa 42 MPa 18 MPa Resistenza a trazione parallela alla fibratura ��,�,// 11 MPa 25 MPa 11 MPa 25 MPa 11 MPa Resistenza a trazione ortogonale alla fibratura ��,�,┴ 0.4 MPa 0.6 MPa 0.4 MPa 0.6 MPa 0.4 MPa Resistenza a compr. parallela alla fibratura ��,�,// 18 MPa 27 MPa 18 MPa 27 MPa 18 MPa Resistenza a compr. ortogonale alla fibratura ��,�,┴ 3.6 MPa 11 MPa 3.6 MPa 11 MPa 3.6 MPa Resistenza a taglio ��,� 3.4 MPa 4 MPa 3.4 MPa 4 MPa 3.4 MPa

8.3. ALTRI MATERIALI

Per la verifica delle strutture di nuova realizzazione riguardanti il manufatto in esame, si sono utilizzati i

seguenti materiali, le cui caratteristiche di resistenza sono stabilite in base alle Norme Tecniche per le

Costruzioni.

8.3.1. ACCIAIO PER CARPENTERIA E PIASTRE D’APPOGGIO

Denominazione: S275J0

Resistenza allo snervamento: fyk ≥ 275 MPa

Resistenza a rottura: ftk ≥ 430 MPa

Modulo elastico E = 210000 MPa

Coefficiente di espansione termica lineare α = 12 x 10-6 per °C-1

8.3.2. CALCESTRUZZO PER SOLETTE E GETTI DI COMPLETAMENTO

Denominazione: C25/30

Resistenza caratteristica cubica: Rck = 30 MPa

Resistenza caratteristica cilindrica: fck = 25 MPa

Legge costitutiva: parabola rettangolo

Modulo elastico: 31,476 GPa

Accorciamento ultimo a flessione: 0,35 %

Accorciamento ultimo a compressione: 0,20 %

Coefficiente di sicurezza: = 1,5

Resistenza di progetto: fcd = 14,17 MPa

8.3.3. ACCIAIO PER C.A.

Denominazione B450C

Legge costitutiva bilineare



Allungamento ultimo di progetto 1.00 %

Resistenza allo snervamento fy = 450 MPa

Resistenza a rottura ft = 540 MPa

Coefficiente di sicurezza γs = 1.15

Resistenza di progetto fyd = 391.3 MPa

8.3.4. BULLONI PER CARPENTERIA

Denominazione vite 8.8 (alta resistenza)

Denominazione dado 8 (alta resistenza)

Allungamento ultimo di progetto 1.00 %

Resistenza allo snervamento fyb = 649 MPa

Resistenza a rottura ftb = 800 MPa

Coefficiente di sicurezza γs=1.25(giunzioni)

8.3.5. SALDATURE

Saldature in base alla norma UNI EN ISO 4063:2001 (arco elettrico). I saldatori e le saldature devono

essere qualificate secondo indicazioni in 11.3.4.5 delle NTC2018.

9. RELAZIONE GEOLOGICA – GEOTECNICA

Le informazioni geologico-geotecniche fanno riferimento ai seguenti elaborati disponibili:

- “PROGETTO PER LA RISTRUTTURAZIONE DEL MONASTERO DI S. MONICA (EX CASERMA

GOITO) SITO IN VIA BISSOLATI A CREMONA” RELAZIONE GEOGNOSTICA redatto dal Dott.

Poli nel gennaio 2005 ed integrazione: “PROGETTO PER LA RISTRUTTURAZIONE DEL

MONASTERO DI S. MONICA (EX CASERMA GOITO) SITO IN VIA BISSOLATI A CREMONA -

INTEGRAZIONE ALLA RELAZIONE GEOGNOSTICA - ADEGUAMENTO ALLE NUOVE

NORMATIVE ANTISISMICHE nel febbraio 2005.

- “indagine sismica MASW e elaborazioni HVSR” all’interno della relazione “Indagini e controlli non

distruttivi sulle strutture del complesso del monastero di S. Monica – Ex Caserma Goito,

Cremona – Campus universitario – Università del Sacro Cuore - Primo Lotto: Magazzino Carri”

eseguito dalla ditta InSitu – febbraio 2018.

I luoghi in studio sono ubicati nel centro storico di Cremona, ad una quota topografica di circa 38 m sul

livello del mare. La morfologia dell’area è quella tipica della pianura lombarda, con deboli pendenze orientate

verso Sud, ovvero verso il fiume Po che lambisce la parte meridionale del territorio comunale di Cremona, a

circa 1 km di distanza dall’area indagata.

Ai fini della definizione dei lineamenti geologici, stratigrafici e geotecnici del sottosuolo, nell’area in esame

sono stati eseguiti 3 sondaggi a carotaggio continuo nelle posizioni indicate nella figura seguente:




Figura 25 Posizione sondaggi geologici

La profondità raggiunta è stata di 15 m per i sondaggi 1 e 2, e di 12 m per il sondaggio 3.

Il piano campagna di S3 è più basso di circa 1,50 mt rispetto a S1 e S2.

All'interno dei fori di sondaggio sono state effettuate n°06 prove SPT a punta conica, per un totale

complessivo di n. 18 prove, al fine di determinare i principali parametri geotecnici dei terreni attraversati.

I sondaggi, spinti fino alla profondità massima di -15,0 m da p.c., hanno evidenziato la presenza di

materiale di riporto, costituito da sabbie limose, fino ad una profondità media di 3,5 m da p.c; al di sotto del

quale inizia il terreno in posto costituito prevalentemente da sabbie medie e fini, localmente anche con

frazione limosa.

Nel febbraio 2018 e agosto 2018 sono state eseguite delle indagini geofisiche su quattro stendimenti

(prospezioni sismiche MASW e misurazione del rumore sismico ambientale HVSR) per la classificazione

sismica del suolo. Tali procedure hanno dato come risultato una velocità equivalente di propagazione delle

onde di taglio entro i primi 30 m di profondità pari a Vs,30 = 278 m/s, Vs,30 = 299 m/s, Vs,30 = 254 m/s e Vs,30 =

290 m/s. In conformità ai risultati ottenuti, il suolo può essere assimilato a una categoria di sottosuolo di tipo

C (“depositi di sabbie e ghiaie mediamente addensate, o di argille di media consistenza, con spessori

variabili da diverse decine fino a centinaia di metri, caratterizzati da valori di VS30 compresi tra 180 e 360

m/s”).



10. ANALISI DEI CARICHI

I sovraccarichi agenti sulla struttura sono definiti in base da quanto disposto dalle Norme Tecniche per le

Costruzioni (NTC2018).

10.1. CLASSIFICAZIONE DELLE AZIONI

Il D.M. 14 gennaio 2008 classifica le azioni agenti sulla struttura come elencato di seguito (§2.5.1.3 –

NTC2018).

a) permanenti (G): azioni che agiscono durante tutta la vita nominale della costruzione , la cui

variazione di intensità nel tempo è così piccola e lenta da poterle considerare con sufficiente

approssimazione costanti nel tempo:

- peso proprio di tutti gli elementi strutturali; peso proprio del terreno, quando pertinente;

forze indotte dal terreno (esclusi gli effetti di carichi variabili applicati al terreno); forze

risultanti dalla pressione dell’acqua (quando si configurano costanti nel tempo) (G1);

- peso proprio di tutti gli elementi non strutturali (G2);

- spostamenti e deformazioni imposti, previsti dal progetto e realizzati all’atto della

costruzione;

- pretensione e precompressione (P);

- ritiro e viscosità;

- spostamenti differenziali;

b) variabili (Q): azioni sulla struttura o sull’elemento strutturale con valori istantanei che possono

risultare sensibilmente diversi fra loro nel tempo:

- di lunga durata: agiscono con un’intensità significativa, anche non continuativamente, per

un tempo non trascurabile rispetto alla vita nominale della struttura;

- di breve durata: azioni che agiscono per un periodo di tempo breve rispetto alla vita

nominale della struttura;

c) eccezionali (A): azioni che si verificano solo eccezionalmente nel corso della vita nominale della

struttura:

- incendi;

- esplosioni;

- urti ed impatti;

d) sismiche (E): azioni derivanti dai terremoti.




10.2. AZIONI PERMANENTI

10.2.1. Peso proprio degli elementi

Il peso proprio degli elementi strutturali è calcolato in funzione del peso specifico dei materiali di seguito

riassunto:

calcestruzzi armati 25,00 kN/m3

legname da costruzione 6,00 kN/m3

acciaio profilati 78,50 kN/m3

muratura 18,00 kN/m3

10.3. CARICHI A LIVELLO DELLA COPERTURA

La copertura è costituita da capriate lignee appoggiate alle murature perimetrali, di luce 8.3 m, altezza 2,3

m poste ad interasse di 4.0 m. Su di esse si appoggiano delle terzere, travetti, pianelle e coppi:

10.3.1. Sovraccarico accidentale da neve:

regione Lombardia

zona I - Mediterranea

quota sul livello del mare 40 m circa

copertura falde con inclinazione 23°

Carico di neve di riferimento: qsk = 1.50 kN/m2

Coefficiente di forma: µ1 = 0.80

Coefficiente di esposizione: CE = 1

Coefficiente termoco: Ct = 1

Sovraccarico accidentale da neve: qsk = µ1 x qsk x CE x Ct = 1.20 kN/m2

10.3.2. Sovraccarico accidentale da vento:

In relazione all’entità dell’azione sismica non risultano significative le verifiche globali sotto l’azione del

vento. Per eventuali verifiche locali il valore risulta pari a: q = 0.4 kN/m2

10.3.3. Peso Proprio copertura Corpi D ed E:

Doppio strato di coppi 1,20 KN/m2

Ondulina 0,05 KN/m2

Pannello isolante in fibra di legno + telo acqua 0,12 KN/m2

Doppio pannello in fibra di legno 0,24 KN/m2

Doppio assito incrociato + telo aria 0,12 KN/m2

Incidenza travetti 0.36 KN/m2

Incidenza orditura lignea (capriate, arcarecci..) 0,29 KN/m2

Totale proprio + permanente 2,53 KN/m2

10.3.4. Peso Proprio copertura Corpo C:

Pannello in lamiera 0,16 KN/m2

pannello aerante e antirombo 0,05 KN/m2

tavolato 0,15 KN/m2



isolante, impermeabilizzazione e barriera al vapore 0,15 KN/m2

doppio tavolato 0,30 KN/m2

Incidenza travetti 0.13 KN/m2

Incidenza orditura lignea (capriate, terzere..) 0,13 KN/m2


Peso capriata metallica rompitratta 78.5 kN/mc

10.3.5. Soppalco Corpo E:

Accidentale solaio A 1,50 KN/m2

Accidentale solaio B 0,50 KN/m2

Carico permanente 1,00 KN/m2

Carico permanente concentrato (puntuale impianti) 1,50 KN

Pero proprio soletta con lamiera grecata

e getto collaborante sp 5,5 cm + 4,5 cm 2,0 KN/m2





11. AZIONI SISMICHE

L’azione sismica è calcolata come indicato nelle Norme tecniche per le Costruzioni (NTC2018),

approvate col D.M. 17 gennaio 2018. Gli edifici oggetto di questa relazione sono ubicati all’interno del

comune di Cremona (CR, Lombardia)

La pericolosità sismica del sito di costruzione è definita in termini di accelerazione orizzontale massima

attesa ag in condizioni di campo libero su sito di riferimento rigido con superficie topografica orizzontale

(categoria A secondo §3.2.2 delle NTC2018), nonché di ordinate dello spettro di risposta elastico in

accelerazione ad essa corrispondente Se(T), con riferimento a prefissate probabilità di eccedenza PVR nel

periodo di riferimento VR.

11.1. PERIODO DI RIFERIMENTO DELL’AZIONE SISMICA

La vita nominale dell’opera strutturale rappresenta il numero di anni nel quale la struttura, purché

soggetta a manutenzione ordinaria, debba poter essere usata per lo scopo al quale è destinata; in questo

caso si ipotizza un tipo di costruzione 2 (“Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni

contenute o di importanza normale”) per il quale è proposta VN ≥ 50 (tabella 2.4.I delle NTC2018). La vita nominale è quindi assunta pari a VN = 50 anni.

Gli edifici in oggetto sono riferibili a due diversi tipi di classe d’uso. In particolare secondo §2.4.2 delle

NTC2018: la caffetteria (Edificio B) rientra nella classe d’uso III, essendo una costruzione dove è previsto

un affollamento significativo, mentre il deposito delle biciclette (Edificio L) e la casa del custode (Edificio I)

rientrano nella classe d’uso II. Questo porta alla definizione di CU coefficiente d’uso e del periodo di

riferimento per l’azione sismica pari a �� = � × "# come mostrato in tabella: Tabella 4: CU e TR

Classe d’uso CU VR II 1 50

III 1.5 75

Tabella 5: Parametri sismici per i vari stati limite e le diverse classi d’uso

STATO LIMITE

Classe d’uso II Classe d’uso III

TR ag F0 TC* TR ag F0 TC*

[anni] [g] [-] [s] [anni] [g] [-] [s]

SLO 30 0.032 2.549 0.209 45 0.037 2.574 0.229

SLD 50 0.039 2.58 0.235 75 0.045 2.554 0.256

SLV 475 0.082 2.597 0.3 712 0.092 2.613 0.309

SLC 975 0.101 2.626 0.316 1462 0.114 2.624 0.324

11.2. CATEGORIA DI SOTTOSUOLO E CONDIZIONI TOPOGRAFICHE

Per le informazioni geologiche-geotecniche si fa riferimento alla relazione geologica per la valutazione

della risposta sismica locale redatta dal geol. Dott. Poli nel gennaio - febbraio 2005..

Sono state eseguite inoltre delle indagini geofisiche (prospezioni sismiche MASW e misurazione del

rumore sismico ambientale HVSR) per la classificazione sismica del suolo. Tali procedure hanno dato come

risultato una velocità equivalente di propagazione delle onde di taglio entro i primi 30 m di profondità pari a

Vs,30 = 278 m/s e Vs,30 = 299 m/s. In conformità a entrambi i risultati, il suolo può essere assimilato a una

categoria di sottosuolo di tipo C (“depositi di sabbie e ghiaie mediamente addensate, o di argille di media

consistenza, con spessori variabili da diverse decine fino a centinaia di metri, caratterizzati da valori di VS,30

compresi tra 180 e 360 m/s”).



Si considera, inoltre, una categoria topografica T1 (“Superficie pianeggiante, pendii e rilievi isolati con

inclinazione media i ≤ 15°”), per il quale si ottiene un coefficiente topografico ST =1.0.

11.3. SPETTRI DI RISPOSTA ELASTICI

Lo spettro di risposta elastico è definito dalle equazioni seguenti:

BTT




11.4. SPETTRI DI RISPOSTA ELASTICI – APPROCCIO SEMPLIFICATO

Come indicato nella sezione §3.2.2 delle NTC2018, l’azione sismica di progetto deve essere definita

tramite la valutazione dell’effetto della risposta sismica locale o, in assenza di tali analisi, in maniera

semplificata sulla base dell’individuazione delle categorie di sottosuolo di riferimento.

Si riportano di seguito gli spettri elastici in accelerazione e spostamento in superficie ottenuti tramite

l’approccio semplificato con riferimento alla categoria di sottosuolo C, come ricavata dalle indagini

geotecniche a disposizione e in accordo con il paragrafo §3.2.2 delle NTC2018.

SPETTRO ELASTICO IN ACCELERAZIONE (NTC

2018)

SPETTRO ELASTICO IN SPOSTAMENTO (NTC 2018)

CL

AS

SE

D’U

SO

II

CL

AS

SE

D’U

SO

III

Figura 26 Spettro di risposta in accelerazione (a sinistra) e spostamento (a destra) su suolo di tipo C per le due classi d’uso citate

Tabella 7 Parametri sismici – suolo tipo C – Classe d’uso II

SLO SLD SLV SLC

ag 0.032 0.039 0.082 0.101 g

F0 2.549 2.580 2.597 2.626 -

TC* 0.209 0.235 0.3 0.316 s

SS 1.5 1.5 1.5 1.5 -

CC 1.76 1.694 1.562 1.535 -

ST 1 1 1 1 -

q 1.5 1.5 1.5 1.5 -

S 1.5 1.5 1.5 1.5 -

η 0.667 0.667 0.667 0.667 -

TB 0.123 0.133 0.156 0.162 s

TC 0.368 0.398 0.469 0.486 s



TD 1.73 1.755 1.926 2.003 s

Tabella 8 Parametri sismici – suolo tipo C – Classe d’uso III

SLO SLD SLV SLC

ag 0.037 0.045 0.092 0.114 g

F0 2.574 2.554 2.613 2.624 -

TC* 0.229 0.256 0.309 0.324 -

SS 1.500 1.500 1.500 1.500 -

CC 1.707 1.647 1.547 1.523 -

ST 1.000 1.000 1.000 1.000 -

q 1.200 1.200 1.200 1.200 -

S 1.500 1.500 1.500 1.500 -

η 0.833 0.833 0.833 0.833 -

TB 0.130 0.140 0.159 0.164 s

TC 0.391 0.421 0.478 0.493 s

TD 1.750 1.781 1.967 2.054 s




11.5. SPETTRI DI RISPOSTA PROGETTO – APPROCCIO SEMPLIFICATO

Il fattore di struttura viene assunto in via cautelativa pari a 1.5. Lo spettro di progetto viene riportato nelle

figure seguenti:

SPETTRO DI PROGETTO IN ACCELERAZIONE (NTC 2018) SPETTRO DI PROGETTO IN SPOSTAMENTO (NTC

2018)

CL

AS

SE

D’U

SO

II

CL

AS

SE

D’U

SO

III

Figura 27 Spettro di progetto in accelerazione (a sinistra) e spostamento (a destra) su suolo di tipo C per le classi d’uso citate



12. COMBINAZIONI DI CARICO

Ai fini delle verifiche degli stati limite si definiscono le seguenti combinazioni di azioni.

Combinazione fondamentale, generalmente impiegata per gli stati limite ultimi (SLU)

==

⋅⋅+⋅+⋅+⋅+⋅+⋅n

jkjjQjkQ

m

ikiiPGG QQPGG

2011

1,2211 ψγγεγγγγ ε

Combinazione caratteristica (rara), generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio (SLE)

irreversibili:

==

⋅+++++n

jkjjk

m

iki QQPGG

201

121 ψε

Combinazione frequente, generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio (SLE) reversibili:

==

⋅+⋅++++n

jkjjk

m

iki QQPGG

22111

121 ψψε

Combinazione quasi permanente (SLE), generalmente impiegata per gli effetti a lungo termine:

==

⋅++++n

jkjj

m

iki QPGG

12

121 ψε

Combinazione sismica, impiegata agli stati limite ultimi e di esercizio connessi all’azione sismica E:

==

+ ⋅++++n

jkjj

m

iki QPGGE

12

121 ψε

Combinazione eccezionale, impiegata agli stati limite ultimi connessi alle azioni eccezionali di progetto Ad:

==

+ ⋅ψ+ε+++n

1jkjj2

m

1iki21d QPGGA

in cui:

G1 peso proprio di tutti gli elementi strutturali, del terreno e dell’acqua

G2 peso proprio di tutti gli elementi non strutturali

Pk pretensione e precompressione

εi deformazioni impresse

Qk1 valore caratteristico dell'azione variabile dominante di ogni combinazione

Qki valori caratteristici delle azioni variabili che possono agire contemporaneamente a quella

dominante

E azione sismica

Ad azione eccezionale

Come indicato al §7.10.5.3 delle NTC, le componenti dell’azione sismica si considerano agenti

simultaneamente.

I coefficienti parziali di sicurezza per le combinazioni γ sono riportati nella tabella seguente, come definiti

al §2.6.1 delle NTC2018.




Tabella 9 Coefficienti parziali di sicurezza per le combinazioni di carico agli SLU

Gli effetti dell'azione sismica sono valutati tenendo conto delle masse associate ai carichi gravitazionali,

calcolate attraverso la seguente espressione:

< = �= + �� + > ?�@@

A�@

dove:

G1 e G2 sono i valori dei carichi permanenti

A�@ è il valore del carico accidentale ?�@ è il coefficiente di combinazione dell’azione variabile Qkj, che tiene conto della

probabilità che tutti i carichi ?�@A�@ siano presenti sull’intera struttura in occasione del sisma



13. ANALISI CINEMATICA MECCANISMI FUORI PIANO

Come prescritto dalle “Linee guida per la valutazione e la riduzione del rischio sismico del patrimonio

culturale con riferimento alle Norme Tecniche per le costruzioni (D.P.C.M. 12 ottobre 2007)” - paragrafo

5.4.3”, per edifici con grandi aule senza orizzontamenti intermedi è preferibile procedere, una volta

individuati i macro-elementi strutturali, con verifiche di tipo locale basate su metodi di analisi cinematica

lineare o non lineare. In particolare collassi fuori dal piano possono interessare singoli elementi o più vaste

porzioni dell’edificio come indicato al paragrafo C8.7.1.6 della Circolare n. 617 del 2 febbraio 2009.

Si sono pertanto scelti i meccanismi di ribaltamento più significativi ed è stata svolta una verifica nei

confronti del ribaltamento considerando lo stato limite di danno e lo stato limite di salvaguardia della vita sia

con metodo semplificato lineare che con spettro di capacità (analisi cinematica non lineare) (paragrafo

C8A.4.2.3 - Circolare n. 617 del 2 febbraio 2009)

I macro-elementi (blocchi) sono modellati con una connessione a cerniera alla base mentre il materiale è

ipotizzato con infinita resistenza a compressione; per questo motivo non è stato applicato nessun

arretramento della cerniera. Inoltre a favore di sicurezza non è stato considerato nessun tipo di dissipamento

dell’energia nella separazione dei blocchi.

Con l’analisi cinematica lineare, l’equilibrio del meccanismo è studiato per mezzo del principio dei lavori

virtuali. In questo modo si ottiene il moltiplicatore dei carichi necessario per attivare il meccanismo. A questo

punto si valuta la corrispondente accelerazione del sistema equivalente a un grado di libertà che viene

confrontata con la domanda in accelerazione. La verifica si ritiene soddisfatta se la domanda in

accelerazione è minore della capacità in accelerazione del macro-elemento. Per la verifica SLV la norma

prevede che venga applicato un fattore di struttura pari a 2.

L’analisi cinematica non lineare studia passo dopo passo l’equilibrio del macro-elemento in configurazioni

deformate. L’equilibrio è sempre studiato tramite il principio dei lavori virtuali. Ad ogni configurazione

deformata corrisponde una coppia di punti accelerazione (necessaria per innescare il meccanismo) e

spostamento del punto di controllo. La curva ottenuta da tutte queste coppie di valori, costituisce la capacità

di un sistema non lineare equivalente a un grado di libertà. Questa curva è usata per valutare il periodo

secante del macro-elemento che mette in relazione curva di capacità e spettro di domanda. A seconda della

quota della cerniera attorno a cui il macro-elemento ruota, viene applicato un fattore di amplificazione della

domanda come definito nella Circolare esplicativa. La verifica si ritiene soddisfatta se la domanda in

spostamento valutata è minore della capacità in spostamento del macro-elemento.

Si riportano nel seguito le schede riassuntive delle verifiche svolte:




13.1. RIBALTAMENTO PORZIONE DI MURATURA – CASA DEL CUSTODE



14. ANALISI DA GRAVITA’ GLOBALE

14.1. METODI DI CALCOLO

Per la valutazione del tasso di lavoro della muratura si è proceduto a calcolo delle azioni gravanti nei

punti più sollecitati della muratura.

14.1.1. Tasso di lavoro delle colonne del corpo D:

area di influenza: 16 mq

carico per unità di superficie allo SLU: 1,2 x 1,5 + 1,9 x 1,5 + 0,7 x 1,3 = 5,56 kN/mq

peso della colonna: area 1800 cmq, altezza 340 cm: 11 kN

carico totale alla base della colonna (SLU gravitazionale) 5.56 x 16 + 11 x 1,3 = 103 kN

tasso di lavoro nella colonna espresso come pressione media:

103 x 100 / 1800 = 5,73 kg/cmq = 0,57 MPa

resistenza a compressione di riferimento per il tipo di muratura ipotizzato: fm = 2,4 MPa,

FC = 1,35

Υm = 2 per meccanismi fragili fcd = 0.88 MPa > 0,57 MPa

Si prevedono interventi di sola pulitura per le colonne in buono stato d conservazione, ed interventi di

rinforzo per le colonne che presentano rotture, marcati fuoripiano e lacune gravi nella tessitura muraria.

15. VERIFICHE GRAVITAZIONALI FONDAZIONI

In relazione al disposto dell’Allegato 2 all’Ordinanza 3274 come modificato dall’OPCM 3431 del 3/5/05 si

osserva che:

a) nelle costruzioni sono presenti dissesti attribuibili a carenze localizzate di fondazioni che risultano

assenti a tratti al piede della struttura;

b) gli interventi progettati non comportano sostanziali alterazioni dello schema strutturale del fabbricato;

c) gli stessi interventi non comportano rilevanti modificazioni delle sollecitazioni trasmesse alle fondazioni;

d) sono esclusi fenomeni di ribaltamento della costruzione per effetto delle azioni sismiche.

Pur non essendo previsti incrementi di carichi verticali si ritengono necessari interventi di cordolatura

delle fondazioni esistenti ed un collegamento delle stesse a livello della soletta realizzata sopra il vespaio

per costituire un miglioramento della collaborazione delle strutture di fondazione.




16. VERIFICHE ELEMENTI LIGNEI

Sono state verificate le strutture lignee delle coperture degli edifici nella zona Nord considerati.

Le verifiche sono state svolte in base alle prescrizioni delle NTC2018 con riferimento alle condizioni

espresse nelle seguenti tabelle:

Con riferimento ai carichi presentati nel capitolo 11 e alle caratteristiche dei materiali, vengono riportate in

modo schematico le seguenti valutazioni:

NB.: la validità delle seguenti verifiche è subordinata all’effettivo stato di conservazione degli elementi

lignei che sarà possibile constatare in fase di esecuzione delle lavorazioni.

ACCORDO DI PROGRAMMA PER LA VALORIZZ

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AMPUS UNIVERSITÀ CATTOLICA DEL SACRO CUORE · ACCORDO DI PROGRAMMA PER LA VALORIZZAZIONE DELL ’EX MONASTERO DI S. MONICA - CHIOSTRO MINORE CREMONA - CAMPUS UNIVERSITÀ CATTOLICA