12 N. 1/2 - 2016

normativa sismica ha portato alla proposta di una serie di interventi di ristrutturazione che permettano il raggiungimento degli indici prestazionali imposti dalle NTC 2008 [1].Nel contempo, la dimensione degli spazi, inadeguata per accogliere l’attuale numero di alunni, comporta l’insorgere di problematiche sia dal punto di vista della sicurezza che della qualità e del benessere dello "stare a scuola".Nel presente studio, il primo obiettivo è stato quello di verificare se fosse possibile, sia dal punto di vista della fattibilità tecnica che della convenienza economica, effettuare l’adeguamento dell’edificio alle normative tecniche vigenti. Una volta verificata questa possibilità, si è proceduto alla progettazione di un intervento di ampliamento e riqualificazione

La tesi dell’ing. Margherita Migliorini ha per oggetto l’analisi di vulnerabilità sismica ed il progetto di adeguamento sismico, ampliamento e riqualificazione della scuola primaria Sant’Andrea a Colle di val d’Elsa. Il lavoro è iniziato con uno studio di tipo conoscitivo volto all’identificazione della geometria, dei dettagli costruttivi e dei materiali della struttura esistente; a ciò è seguita l’analisi dello stato di sollecitazione della struttura per carichi verticali e per carichi sismici, ed infine è stato proposto un progetto di adeguamento sismico e di riqualificazione dell’edificio. Il progetto di adeguamento è stato sviluppato in modo da eliminare le criticità riscontrate nella fase di analisi e l’efficacia degli interventi proposti è stata confermata dalle analisi numeriche svolte sulla struttura rinforzata. Si è proceduto al progetto di ampliamento e di riqualificazione dell’edificio, tenendo conto delle funzioni a cui lo stesso è destinato e alla sua valenza simbolica di edificio pubblico destinato a durare nel tempo e ad assumere un ruolo nei confronti della cittadinanza. In tutte le sue fasi il lavoro è stato svolto con molta accuratezza, ponendo la giusta attenzione sugli aspetti dell’analisi strutturale e sui temi della progettazione architettonica dello spazio scolastico. Nel complesso la tesi rappresenta un ottimo esempio di progetto di adeguamento sismico e di riqualificazione architettonica di una villa ottocentesca, dove si è riusciti a creare un ambiente scolastico ispirato alle metodologie pedagogiche più innovative e dove lo spazio diventa soggetto attivo della didattica.

I relatori

INTRODUZIONE

Il lavoro di tesi è incentrato sul progetto di adeguamento sismico, ampliamento e riqualificazione della scuola primaria Sant’Andrea a Colle di val d’Elsa. L’edificio scolastico ha sede in una villa padronale di fine ottocento, posta nella piccola località rurale di Sant’Andrea, distante circa 3 km dal centro storico di Colle di val d’Elsa.ll bene, che fu donato nel 1939 all’Amministrazione comunale perché vi venisse realizzata una casa di riposo per anziani, rimase inutilizzato fino al 1972, anno in cui la villa venne destinata a sede della scuola elementare. Ad oggi, la necessità dell'Amministrazione comunale di adeguare la struttura all'attuale

sintesi di tesi di laurea

Università degli Studi di Pisa - DESTeCCorso di Laurea Magistrale in Ingegneria Edile- Architettura – Anno Accademico 2013/2014

“PROgETTO DI AMPLIAMENTO E DI RIqUALIfICAZIONE CON RECUPERO STRUTTURALE DELLA SCUOLA PRIMARIA SANT'ANDREA A COLLE DI VAL D'ELSA (SI)”

Autore: Ing. Margherita MiglioriniRelatori: Prof. Ing. Maria Luisa Beconcini, Prof. Arch. Domenico Taddei, phD. Arch. Caterina Calvani

13N. 1/2 - 2016

dell’edificio, tenendo conto delle funzioni a cui lo stesso è destinato e alla sua valenza simbolica di edificio pubblico destinato a durare nel tempo e ad assumere un ruolo nei confronti di tutta la cittadinanza. Lo studio è stato articolato in diverse fasi:

• studio storico-archivistico, indagini conosci-tive, rilievo dell'edificio nello stato attuale;

• determinazione della vulnerabilità sismica dell'edificio;

• valutazioni riguardo al comportamento strut-turale in fase sismica, e problemi di modella-zione e analisi di edifici esistenti in muratura;

• progettazione degli interventi di recupero con il raggiungimento del completo adeguamen-to sismico;

• sviluppo del progetto di ampliamento e ri-qualificazione secondo tre tematiche fon-damentali: la fruibilità intesa come ricerca di comfort e benessere, lo spazio pedagogico come soggetto che partecipa al progetto educativo stimolando la conoscenza e la creatività, l’ecologia come attenzione al con-testo e alla sostenibilità [2].

L' EDIfICIO OggETTO DI STUDIO

La scuola primaria Sant'Andrea ha sede in una villa padronale di fine '800 ubicata nell'omonima località agreste, situata nel comune di Colle di

Val d'Elsa, in provincia di Siena (fig.1).

La villa, oggi detta di Sant'Andrea, sorse in adiacenza ad un edificio preesistente, probabilmente di epoca medievale, forse per

sfruttarne il sistema distributivo verticale (fig. 2).

Nonostante gli interventi ai quali è stato sottoposto il manufatto edilizio negli ultimi anni, possiamo ancora oggi riconoscere l'impianto originale della villa che si sviluppava su tre piani fuori terra e cantina, con i locali adibiti a tinaia e uso agricolo al piano terra, con il piano nobile al primo livello e con il sottotetto accessibile utilizzato in origine per la conservazione delle uve e delle sementi.Dal 1 ottobre 1972 la Villa di Sant'Andrea venne concessa in locazione al comune di Colle di Val d'Elsa per essere destinata a sede della scuola elementare. Nel 1976, per far fronte alle necessità della scuola, l'Amministrazione comunale provvide all'ampliamento della Villa con la realizzazione di un nuovo volume a sud del fabbricato originale. L'edificio oggetto di studio, che comprende la villa e l'ampliamento, ha dimensioni complessive di 48x17 m in pianta e altezza massima 11 m, è costituito da un piano seminterrato e da tre piani fuori terra. Esso è completamente libero su tre lati, mentre ad est, per un breve tratto è adiacente ad un edificio adibito a civile abitazione.Sui tre livelli fuori terra dell'edificio sono organizzati tutti i servizi della scuola, il cui spazio di pertinenza si estende al grande parco alberato su cui si affaccia il prospetto principale. Nel locale seminterrato, posto nel volume di ampliamento moderno, si trovano i locali tecnici e alcune stanze utilizzate da privati come rimessa. A queste si accede tramite un ingresso indipendente posto sul lato sud dell'edificio,

figura 1 - La località di Sant' Andrea, in rosso è eviden-ziata la scuola primaria (google Maps)

figura 2 - Pianta e prospetto ovest del nucleo originario della Villa di S. Andrea

14 N. 1/2 - 2016

che risulta completamente fuori terra grazie all'andamento discendente del terreno.Anche al di sotto della struttura più antica, nel lato ovest, è presente un vano interrato posto a quota -3,00 m rispetto al piano del parco. Questo locale, in origine adibito a cantina, è oggi utilizzato in piccola parte come centrale termica ed è accessibile tramite delle scale esterne poste sul fronte ovest ed una scala interna raggiungibile dall'attuale palestra.Al piano terra della scuola si trovano un locale per l'accoglienza, la palestra di circa 135 m2, ricavata nell'area dell'antica tinaia, alcuni locali di servizio per i collaboratori scolastici, i servizi igienici e quattro aule inserite nel volume di ampliamento moderno.La quota della palestra si trova a -1,20 m rispetto al piano di calpestio del corridoio di ingresso e non risulta accessibile da parte degli utenti diversamente abili. L'ambiente è frazionato da cinque grandi archi di 4,55 m di luce, poggianti su contrafforti di dimensione massima pari a 1,20 m. L'altezza della palestra è pari a 4,25 m all'intradosso del solaio in putrelle e voltine e 3,65 m alla chiave degli archi (fig. 4).Al piano terra, inoltre, trovano spazio la cappella e l'aula ad essa adiacente, dove è organizzata la biblioteca.L’accesso ai vari ambienti avviene tramite un corridoio centrale scandito dagli archi, con altezza in chiave di 2,25 m, che frazionano il piano terra e rammentano la sua originaria destinazione agricola.I locali di servizio del personale e i servizi igienici sono posti ad un livello superiore rispetto alla

quota di calpestio del corridoio, poiché si trovano sopra al locale interrato della vecchia cantina. Questi locali sono caratterizzati da un'altezza

all'intradosso di solaio pari a 2,40 m.Al primo piano, al quale si accede tramite un'antica scala in pietra rivestita in marmo e rinforzata con putrelle in acciaio, si trovano sei aule, tre laboratori, una piccola aula insegnanti ed i servizi igienici.

Al secondo livello, nel piano sottotetto, avente altezza minima 2,40 m e massima 4,50 m, è organizzata la mensa. Il refettorio (fig. 5), di 260 m2 di superficie, accoglie tutti gli alunni della scuola in un unico turno, usufruendo di una piccola cucina di distribuzione, di 17 m2.

figura 3 - Prospetto ovest scuola primaria Sant'Andrea. Rilievo fotografico

figura 4 - La palestra.

figura 5 - Il refettorio.

15N. 1/2 - 2016

principi si parte dal ripensare la cellula base dello spazio scolastico: l'aula.

Per l'organizzazione dell'aula ed il suo dimensionamento, mi sono ispirata al progetto "Senza Zaino" [4], ideato dal prof. Marco Orsi, dirigente scolastico e docente universitario, che propone una riconfigurazione degli spazi della scuola primaria. Il progetto prende il nome dall’esigenza di eliminare, nell’ambito scolastico, lo zaino, strumento destinato agli eserciti o agli escursionisti, che devono far fronte all'inospitalità dell’ambiente in cui si trovano ad operare, ma non agli alunni di una scuola, che dovrebbe essere di per sé accogliente e organizzata in modo da garantire il loro benessere. Nel progetto “Senza zaino”, l'aula, di dimensione minima 55 m2, è pensata come luogo dove sono articolate più aree di lavoro e nella quale si svolgono attività scolastiche plurime (fig. 7).

L'ultimo piano è dotato di doppie scale di accesso per permettere un più rapido deflusso in caso di emergenza. Sono presenti delle scale antincendio esterne, nel lato sud dell'edificio, a servizio del piano terra e del primo piano della scuola.

LA SCUOLA DI SANT'ANDREA VERSO UNA RINNOVATA DIDATTICA

L'obiettivo del lavoro è riuscire a realizzare all’interno della villa di Sant’Andrea uno spazio scolastico di qualità ed un ambiente sociale in grado di poter soddisfare le necessità dei suoi utenti.In molti casi, si ha l’impressione che le scuole siano strutturate per soddisfare le esigenze di altri soggetti e non di quelle degli studenti; come se lo "stare bene a scuola" fosse un'esigenza secondaria rispetto alla priorità di una gestione meramente economica. Nelle scuole si tende, ad esempio, ad incrementare il numero di alunni per classe, così da ridurre il corpo docente, ma causando il sovraffollamento delle aule. Tutto ciò incide, oltre che sul malessere degli alunni e degli insegnanti, anche sul mancato rispetto delle norme di igiene e sicurezza imposte dal D.M. del 18.12.1975.

Oltre al corretto dimensionamento dal punto

di vista del cubaggio di un’aula, o del numero

di alunni che questa può contenere, si può

andare oltre e considerare la funzione che

lo spazio didattico può assumere nella sfera

affettiva, sociale e cognitiva di uno studente.

In questo senso acquistano importanza quegli

ambienti che troppo spesso, nell'organizzazione

dell'attività scolastica in edifici esistenti, vengono

sacrificati o addirittura eliminati, come palestre

o laboratori, essenziali invece per la formazione

psicofisica del bambino.

Per riorganizzare lo "spazio scuola", così

che l'ambiente di per sé risulti formativo

ovvero lo spazio diventi elemento costitutivo

della didattica, per prima cosa si abbandona

l'impostazione tradizionale delle discipline

parcellizzate. Ci si oppone alla separazione tra

corpo e mente, tra apprendimento razionale/

formale e apprendimento percettivo/motorio,

tra tecnologie/strumenti e contenuti/saperi,

tra conoscere e agire [3]. Per concretizzare tali

figura 6 - L'aula, passaggio da uno spazio gerarchico ad una didattica dialogica.

figura 7 - Aula tipo "Senza Zaino", distribuzione delle funzioni.

16 N. 1/2 - 2016

In questo modo si supera l'egemonia della lezione frontale, al fine di stimolare l'autonomia ed il senso di responsabilità dello studente. Le aule sono dotate di materiali didattici, per cui l'apprendimento è sempre supportato, per qualsiasi disciplina, da stimoli percettivi. Estensione dell'aula è il corridoio, visto non solo come luogo di transito ma come luogo di riposo e svago, con una propria funzione didattica.Poiché lo spazio distributivo, in un edificio scolastico, occupa un'alta percentuale della superficie totale, a causa dei criteri di aggregazione più o meno standardizzati dei vari nuclei funzionali, è possibile, attrezzandolo con arredi come sedute, zone lettura, postazioni multimediali, trasformarlo in modo da costituire, oltre che il fulcro delle mobilità scolastiche, anche un luogo di riposo, accoglienza e relazione (fig. 8).

Per lo specifico caso di studio, oltre che pensare ad una riorganizzazione degli spazi secondo tali criteri, si è previsto di realizzare un volume di ampliamento, strutturalmente indipendente dalla preesistenza, in modo che sia possibile spostare le funzioni di mensa e palestra in ambienti volumetricamente adeguati e al contempo ricavare, nei volumi attualmente occupati, aule speciali, adatte ad accogliere attività pubbliche esterne alla didattica, grazie alla loro disposizione planimetrica e alla presenza di un sistema distributivo che può essere reso autonomo.Nell'edificio storico trovano così posto al piano terra l'auditorium e, al piano sottotetto, i laboratori artigianali e multimediali, rispettivamente nelle attuali palestra e spazio mensa (fig. 9).

La scelta di rendere alcuni spazi della scuola fruibili per l'intera comunità è dettata dal desiderio di valorizzarne la valenza simbolica e motivarne l'ampio intervento di recupero strutturale. A questo si aggiunge poi la volontà di realizzare un edificio pubblico in un contesto paesaggistico di grande valore.

LA CONOSCENZA DELLA COSTRUZIONE PER L’ANALISI STRUTTURALE

Il primo problema affrontato nello studio è stato

quello relativo alla possibilità di conferire alle

strutture portanti dell’edificio un adeguato livello

di sicurezza nei confronti delle azioni connesse

con l’ambiente in cui si trova e con l’utilizzo a cui

si intende destinare.

Il primo passo in vista dell’analisi strutturale è

consistito nello studio dell’organismo costruttivo,

attraverso la documentazione storica, i rilievi ed i

saggi sui materiali.

L’edificio nel suo complesso può essere distinto

in più parti in relazione alla fase costruttiva.

Le strutture portanti verticali ed il sistema delle

fondazioni sono quelli originari in muratura;

gli orizzontamenti, ad esclusione di quelli del

piano sottotetto, sostituiti in epoca moderna,

presentano tipologie costruttive tipiche

dell'epoca di realizzazione, con elementi lignei o

figura 8 - I corridoi delle Scuole primarie Erika Mann e Carl Bolle a Berlino. Progetto di riqualificazione a cura degli architetti Susanne Hofmann e “Baupiloten”

figura 9 - Il sistema dei percorsi. Distinzione tra percor-si utenti e alunni, individuazione in pianta delle funzioni pubbliche

17N. 1/2 - 2016

profilati metallici e voltine.Negli ultimi anni, a partire dal 2003, è stata eseguita una serie di interventi di carattere locale e di miglioramento:

• ristrutturazione e sostituzione dei solai in legno con solai in acciaio al piano sottotetto;

• interventi di consolidamento strutturale delle travi principali (puntoni) della copertura;

• inserimento di un cordolo in traccia a livello del piano di copertura.

Relativamente ai materiali, da una campagna di saggi effettuata nel 2011 per evidenziare le tipologie costruttive degli elementi strutturali, è risultato che, in generale, le pareti murarie non sono efficacemente connesse fra loro, data l'assenza di cantonali alle intersezioni (fig. 10). Le murature sono in pietrame sbozzato (indicate in rosso in fig.11), di pezzatura irregolare, con corsi non sempre orizzontali e giunti non sempre sfalsati. Le pareti esterne, di spessore netto 60 cm, sono intonacate su entrambi i lati, per uno spessore totale di 65 cm. Alcune pareti, frutto di alterazioni planimetriche moderne, sono invece realizzate con blocchi in laterizio semipieno (indicate in blu in fig.11).

Lo spessore di queste ultime è variabile: si hanno pareti divisorie prive di funzione portante di spessore netto di 20 cm e 30 cm, ed una parete esterna portante di 30 cm. L'edificio presenta,

lungo il corridoio del piano terra, dei "pilastri cruciformi" in laterizio pieno 25x12x5 cm (indicati in arancione in fig.11).

Numerose sono le tipologie di solaio rintracciate nell'edificio (fig.12). Al livello del primo orizzontamento si conserva il solaio originale, in putrelle e voltine. Non sono presenti cordoli di piano ad esclusione del livello di copertura, in cui il cordolo è stato realizzato durante il lavoro di rifacimento delle gronde nel 2010.Per quanto riguarda gli architravi, sui muri esterni e sulle pareti storiche sono realizzati mediante piattabanda in laterizio; nel caso delle aperture realizzate in epoca moderna, gli architravi sono costituiti da elementi in acciaio.Le uniche catene presenti nell'edificio sono poste al piano sottotetto, inserite nell'intervento di rinforzo dei puntoni della copertura, così da assorbire la spinta del tetto a padiglione.

figura 10 - Ammorsamenti fra pareti murarie

figura 11 - Tipologie delle pareti murarie

18 N. 1/2 - 2016

Relativamente alle caratteristiche meccaniche delle murature, per le diverse tipologie evidenziate con i saggi si sono assunti i valori riportati in tabella 1, ricavati da quelli indicati nella Tabella C8A.2.1 [5], con i seguenti criteri:

• Resistenze: pari alle medie dei valori di Tab. C8A.2.1;

• Moduli elastici: pari ai valori minimi degli

intervalli riportati nella Tabella C8A.2.1.

VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA NELLO STATO ATTUALE

I solaiDalle verifiche eseguite sui solai è risultato che per il 40% i solai presenti nell'edificio non risultano verificati allo stato limite ultimo. In fig. 13 i solai non verificati sono indicati con

campitura in rosso.

figura 12 - Tipologie dei solai

Tabella 1 - Caratteristiche meccaniche delle murature

figura 13 – Risultati delle verifiche dei solai

19N. 1/2 - 2016

Le pareti portantiA causa dell'assenza di solai rigidi e di collegamenti adeguati tra le pareti, i maschi murari sono stati considerati privi di vincolo allo spostamento fuori piano se non al livello delle fondazioni e della copertura, dove è presente un cordolo in calcestruzzo armato. La snellezza dei maschi murari è stata dunque valutata considerando un'altezza libera di inflessione pari all'altezza totale dell'edificio. Secondo tale modello, anche nel caso più favorevole, la snellezza del maschio murario risulta pari a:

Tali valori di snellezza sono molto elevati, tanto

che si è tralasciato di eseguire le verifiche per

i carichi gravitazionali e da vento, presumendo

che siano ovunque non soddisfatte.

Ugualmente per le azioni sismiche, stando

alle attuali condizioni di vincolo strutturale,

si è ritenuto superfluo effettuare il calcolo

dell'accelerazione di collasso per ribaltamento

della parete ortogonalmente al proprio piano,

supponendo un rapido raggiungimento di tale

condizione ultima.

A titolo di studio, in vista della valutazione di

vulnerabilità pre- e post-intervento di adeguamento,

si può però supporre di considerare dei

collegamenti fra le diverse pareti, in modo da

ridurre il rischio di instabilizzazione fuori piano

e condurre una verifica alle azioni sismiche

nel piano della parete di controvento. Così

facendo sarà possibile individuare le criticità

della struttura portante e proporre i necessari

interventi per l’adeguamento sismico.

Le azioni sismiche di progetto sono state valutate

secondo le NTC 2008 in termini di spettro di

progetto dell’accelerazione orizzontale.Per i parametri di riferimento si sono assunti i seguenti valori:vita nominale VN = 50 anniclasse d’uso IIIcoefficiente d’uso CU = 1,5periodo di ritorno per lo stato limite ultimoTR,SLV = 712 anni

Per la zona di costruzione, si sono ricavati i seguenti parametri:

Le prove down-hole eseguite nel terreno antistante l'ingresso della scuola, hanno fornito i seguenti risultati:

pertanto il sottosuolo è classificato in categoria B, con categoria topografica T1. Lo spettro di progetto in accelerazione è stato valutato mettendo in conto il fattore di struttura così come definito al cap C8.7.1.2 [2] per edifici non regolari in elevazione:

Trattandosi di un edificio esistente si è assunto

in via cautelativa

pertanto

Data l’assenza di diaframmi rigidi di piano, si è ritenuto opportuno modellare ciascuna parete isolata, soggetta ai carichi verticali di competenza

VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA NELLO STATO ATTUALE I solai Dalle verifiche eseguite sui solai è risultato che per il 40% i solai presenti nell'edificio non risultano verificati allo stato limite ultimo. In fig. 13 i solai non verificati sono indicati con campitura in rosso.

Figura 13 – Risultati delle verifiche dei solai Le pareti portanti A causa dell'assenza di solai rigidi e di collegamenti adeguati tra le pareti, i maschi murari sono stati considerati privi di vincolo allo spostamento fuori piano se non al livello delle fondazioni e della copertura, dove è presente un cordolo in calcestruzzo armato. La snellezza dei maschi murari è stata dunque valutata considerando un'altezza libera di inflessione pari all'altezza totale dell'edificio. Secondo tale modello, anche nel caso più favorevole, la snellezza del maschio murario risulta pari a:

Tali valori di snellezza sono molto elevati, tanto che si è tralasciato di eseguire le verifiche per i carichi gravitazionali e da vento, presumendo che siano ovunque non soddisfatte. Ugualmente per le azioni sismiche, stando alle attuali condizioni di vincolo strutturale, si è ritenuto superfluo effettuare il calcolo dell'accelerazione di collasso per ribaltamento della parete ortogonalmente al proprio piano, supponendo un rapido raggiungimento di tale condizione ultima. A titolo di studio, in vista della valutazione di vulnerabilità pre e post intervento di adeguamento, si può però supporre di considerare dei collegamenti fra le diverse pareti, in modo da ridurre il rischio

Pietrame disordinato 140 2,6 690 230 19

Blocchi laterizio

semipieno 500 35 3600 1080 12

Mattoni pieni 320 7,6 1200 400 18

Tabella 2 - Tabella parametri spettro elastico.

Tabella 3

di instabilizzazione fuori piano e condurre una verifica alle azioni sismiche nel piano della parete di controvento. Così facendo sarà possibile individuare le criticità della struttura portante e proporre i necessari interventi per l’adeguamento sismico. Le azioni sismiche di progetto sono state valutate secondo le NTC 2008 in termini di spettro di progetto dell’accelerazione orizzontale. Per i parametri di riferimento si sono assunti i seguenti valori: vita nominale VN = 50 anni classe d’uso III coefficiente d’uso CU = 1,5 periodo di ritorno per lo stato limite ultimo TR,SLV = 712 anni Per la zona di costruzione, si sono ricavati i seguenti parametri: STATO LIMITE

TR

[anni] ag [g] F0 T*c [s]

SLV 712 0,160 2,498 0,279

Tabella 2 - Tabella parametri spettro elastico. Le prove down-hole eseguite nel terreno antistante l'ingresso della scuola, hanno fornito i seguenti risultati

Geofono VS30

Orizzontale Sx 368,5

Orizzontale Sy 371,5

pertanto il sottosuolo è classificato in categoria B, con categoria topografica T1. Lo spettro di progetto in accelerazione è stato valutato mettendo in conto il fattore di struttura così come definito al cap C8.7.1.2 [2] per edifici non regolari in elevazione:

Trattandosi di un edificio esistente si è assunto in via cautelativa

pertanto

di instabilizzazione fuori piano e condurre una verifica alle azioni sismiche nel piano della parete di controvento. Così facendo sarà possibile individuare le criticità della struttura portante e proporre i necessari interventi per l’adeguamento sismico. Le azioni sismiche di progetto sono state valutate secondo le NTC 2008 in termini di spettro di progetto dell’accelerazione orizzontale. Per i parametri di riferimento si sono assunti i seguenti valori: vita nominale VN = 50 anni classe d’uso III coefficiente d’uso CU = 1,5 periodo di ritorno per lo stato limite ultimo TR,SLV = 712 anni Per la zona di costruzione, si sono ricavati i seguenti parametri: STATO LIMITE

TR

[anni] ag [g] F0 T*c [s]

SLV 712 0,160 2,498 0,279

Tabella 2 - Tabella parametri spettro elastico. Le prove down-hole eseguite nel terreno antistante l'ingresso della scuola, hanno fornito i seguenti risultati

Geofono VS30

Orizzontale Sx 368,5

Orizzontale Sy 371,5

pertanto il sottosuolo è classificato in categoria B, con categoria topografica T1. Lo spettro di progetto in accelerazione è stato valutato mettendo in conto il fattore di struttura così come definito al cap C8.7.1.2 [2] per edifici non regolari in elevazione:

Trattandosi di un edificio esistente si è assunto in via cautelativa

pertanto

di instabilizzazione fuori piano e condurre una verifica alle azioni sismiche nel piano della parete di controvento. Così facendo sarà possibile individuare le criticità della struttura portante e proporre i necessari interventi per l’adeguamento sismico. Le azioni sismiche di progetto sono state valutate secondo le NTC 2008 in termini di spettro di progetto dell’accelerazione orizzontale. Per i parametri di riferimento si sono assunti i seguenti valori: vita nominale VN = 50 anni classe d’uso III coefficiente d’uso CU = 1,5 periodo di ritorno per lo stato limite ultimo TR,SLV = 712 anni Per la zona di costruzione, si sono ricavati i seguenti parametri: STATO LIMITE

TR

[anni] ag [g] F0 T*c [s]

SLV 712 0,160 2,498 0,279

Tabella 2 - Tabella parametri spettro elastico. Le prove down-hole eseguite nel terreno antistante l'ingresso della scuola, hanno fornito i seguenti risultati

Geofono VS30

Orizzontale Sx 368,5

Orizzontale Sy 371,5

pertanto il sottosuolo è classificato in categoria B, con categoria topografica T1. Lo spettro di progetto in accelerazione è stato valutato mettendo in conto il fattore di struttura così come definito al cap C8.7.1.2 [2] per edifici non regolari in elevazione:

Trattandosi di un edificio esistente si è assunto in via cautelativa

pertanto

figura 14- Spettro di risposta e spettro di progetto in ac-celerazione

20 N. 1/2 - 2016

e alle azioni del sisma nella direzione parallela alla parete stessa generate dalle masse direttamente applicate e dalle pareti ortogonali per la quota di competenza.Tale scelta è giustificata dalla rapidità e dalla maggiore semplicità di calcolo rispetto ad un modello tridimensionale oltre che dall'assenza di ridistribuzione del taglio sismico possibile solo in caso di solai infinitamente rigidi.Ogni parete portante è stata modellata come un telaio equivalente con comportamento a mensole collegate da bielle (fig.15)

I pannelli di maschio, di altezza pari a quella totale della parete, sono modellati come elementi monodimensionali a comportamento bilineare elastico-perfettamente plastico, deformabili assialmente e a taglio.A titolo di studio su ogni parete costituente l'edificio è stata condotta sia l'analisi statica lineare che l'analisi statica non lineare, entrambe indicate dall'attuale normativa NTC 2008 come strumento per la valutazione della vulnerabilità sismica per edifici esistenti in muratura, così da stimare come si pongono i risultati dell'una rispetto all'altra.

I risultati delle analisi e delle verifiche sono riportati, a titolo di esempio, per la sola parete perimetrale rivolta ad ovest, ritenuta caratteristica per l'intero edificio grazie alla regolarità delle aperture.

Analisi statica linearePer l’analisi statica lineare è stato utilizzato dapprima lo spettro di progetto, ridotto rispetto allo spettro elastico del fattore di struttura q=1,8. Per le verifiche a pressoflessione sono stati impiegati rispettivamente i valori di progetto delle resistenze:

in cui:

- ƒm è la resistenza media a compressione della

muratura;

- ƒvm è la resistenza media a taglio della muratura;

- γM è il coefficiente di sicurezza per la muratura,

comprensivo delle incertezze di modello e di

geometria, assunto pari a 2;

- FC è il fattore di confidenza assunto pari ad 1

I risultati dell’analisi mostrano che le maggiori criticità sono legate alla resistenza a pressoflessione. Per la parete in esame è stato valutato l'indicatore di rischio sismico (IR) che, se prossimo all'unità, indica una resistenza sismica paragonabile a quella richiesta dalla

norma, mentre nel nostro caso assume i valori

IR(Tr) = 0,339

IR(PGA) = 0,372

figura 15- Comportamento con fasce infinitamente fles-sibili

figura 16- Parete ovest

Figura 16- Parete ovest

Analisi statica lineare Per l’analisi statica lineare è stato utilizzato dapprima lo spettro di progetto, ridotto rispetto allo spettro elastico del fattore di struttura q=1,8. Per le verifiche a pressoflessione sono state impiegate rispettivamente i valori di progetto delle resistenze:

in cui: - fm è la resistenza media a compressione della muratura; - fvm è la resistenza media a taglio della muratura; - γM è il coefficiente di sicurezza per la muratura, comprensivo delle incertezze di modello e di

geometria, assunto pari a 2; - FC è il fattore di confidenza assunto pari ad 1

Nelle figure 17, 18, sono riportati schematicamente i risultati delle verifiche a pressoflessione e a taglio nel piano dei maschi murari della parete ovest, nel caso di azioni sismiche spiranti nella direzione della parete stessa. I risultati dell’analisi mostrano che le maggiori criticità sono legate alla resistenza a pressoflessione.

Figura 17. Verifica a pressoflessione: in rosso sono indicati i maschi murari che non verificano e in verde quell i che verificano.

Figura 18. Verifica a taglio: in rosso sono indicati i maschi murari che non verificano e in verde quell i che verificano.

I risultati dell’analisi mostrano che le maggiori criticità sono legate alla resistenza a pressoflessione. Per la parete in esame è stato valutato l'indicatore di rischio sismico (IR) che, se prossimo all'unità, indica una resistenza sismica paragonabile a quella richiesta dalla norma: IR(Tr) = 0,339 IR(PGA) = 0,372 Analisi statica non lineare

figura 17. Verifica a pressoflessione: in rosso sono indi-cati i maschi murari che non verificano e in verde quelli che verificano.

figura 18. Verifica a taglio: in rosso sono indicati i ma-schi murari che non verificano e in verde quelli che ve-rificano.

21N. 1/2 - 2016

Analisi statica non lineare

L'analisi statica non lineare o pushover consiste

nell’applicare all’edificio i carichi gravitazionali ed

un sistema di forze orizzontali che, mantenendo

invariati i rapporti relativi fra le forze stesse,

vengono tutte scalate in modo da far crescere

monotonamente lo spostamento orizzontale di

un punto di controllo sulla struttura (solitamente

un punto posto in sommità dell’edificio), fino al

raggiungimento della condizione ultima.

Con tale analisi è possibile verificare la capacità

della struttura, sia in termini di resistenza che di

deformabilità, tenendo conto delle non linearità

sia geometriche, che di quelle del materiale.

Risultato finale dell’analisi è la curva di taglio

alla base–spostamento del punto di controllo,

che rappresenta la capacità della struttura, da

confrontare con la domanda di spostamento che

la struttura subirebbe qualora fosse sottoposta

ai diversi terremoti di progetto.

Per la parete oggetto di studio (figura 19) si

raggiunge la condizione di verificabilità con

indicatore di rischio sismico (IR) che assume il

valore di 1,32.

Tale risultato è in netto contrasto con quelli

forniti dall'analisi lineare. Pertanto si è ritenuto

interessante analizzare le differenze che

intercorrono tra l'analisi statica lineare e l'analisi

statica non lineare.

CONSIDERAZIONI SULLA MODELLAZIONE

ED ANALISI DI EDIfICI ESISTENTI IN

MURATURA

A partire dai risultati ottenuti nella presente tesi si discute sull’applicabilità dei vari metodi di verifica sismica, nello specifico analisi statiche lineari e non lineari, proposti dalla normativa italiana per edifici in muratura ordinaria. Si è infatti constatato, nel caso in esame come in molti altri, che i risultati delle due analisi sono molto lontani fra loro, con i risultati dell’analisi lineare molto più cautelativi rispetto a quelli della non lineare. Il problema ruota intorno alla definizione del livello di azione sismica di progetto da utilizzare nelle analisi lineari (definizione del fattore di struttura) e del significato da attribuire ai risultati delle analisi non lineari.Come prima cosa possiamo evidenziare che le NTC 2008 permettono, nel caso di analisi pushover, di considerare il coefficiente parziale di sicurezza sulla resistenza della muratura γM pari a 1, pertanto le due analisi risultano già non confrontabili e non paragonabili a livello di prestazione della struttura.A questo si aggiunge la possibilità, nel caso di analisi non lineare, di poter considerare la reale sovraresistenza della struttura, mentre nell’analisi lineare il fattore di struttura è condizionato da un valore limite superiore.Riferendoci ai risultati ottenuti dall'analisi del prospetto ovest, si riporta il calcolo esteso del fattore di struttura così da confrontarlo con

quello utilizzato nell’analisi statica lineare:

dove (v. fig. 20):

Fel,max è l'azione sismica che la struttura

subirebbe se la sua risposta fosse indefinitamente

elastica;

Fel è l'azione che può essere utilizzata nella

progettazione utilizzando un classico modello

elastico lineare;

Fy è la forza massima della curva bi-lineare di

riferimento, in genere corrispondente al 90÷95%

della forza massima nella curva di capacità del

sistema;

FSR è la sovraresistenza del sistema.

figura 19. Curva di capacità e spettri di risposta (do-manda sismica) per la parete ovest

(1)

22 N. 1/2 - 2016

Per la parete oggetto di studio, dalla curva di capacità (fig. 21) si ricavano i valori:• della sovraresistenza FSR, pari a 1,83, come

conseguenza della ridistribuzione delle forze che avviene a seguito del progressivo raggiungimento della capacità resistente dei diversi elementi strutturali;

• q* pari a 1,68;• del fattore di struttura q calcolato secondo

l’equazione (1), pari a 3,1, molto superiore al fattore di struttura raccomandato, q=1,8.

L'analisi statica lineare è stata nuovamente effettuata, ponendo il fattore di struttura q = 3,1; l’indice di rischio in questo caso risulta pari a 0,718, molto maggiore di quello ottenuto in precedenza, ma ancora nettamente distante da

quello ottenuto dall’analisi non lineare.Da tali risultati discende che l’analisi statica lineare, anche quando condotta con il fattore di struttura direttamente dedotto dall’analisi non lineare (peraltro superiore al massimo indicato per gli edifici esistenti in muratura nella Circ. 617, par. C8.7.2.4), è un metodo di verifica molto più cautelativo rispetto all’analisi non lineare. L'attuale normativa NTC 2008 in definitiva spinge il progettista ad affidarsi all'analisi statica non lineare. Non è un caso che le costruzioni in muratura siano state tra le prime per le quali si sia sentita la necessità di introdurre a livello operativo e normativo le metodologie di calcolo non lineare, per quanto semplificate.Senonché l’analisi non lineare è piuttosto complessa e insidiosa, sia per la difficoltà a implementare modelli adeguati a descrivere con sufficiente approssimazione il reale comportamento delle pareti, sia perché i software disponibili risultano alquanto incompleti e molto spesso criptici, tanto che il progettista difficilmente riesce a controllare la soluzione.Per il caso in esame, dopo aver condotto l’analisi con un software commerciale dedicato, se ne sono confrontati i risultati con quelli ottenuti implementando l’analisi con il programma SAP2000. Il confronto è stato fatto in termini di curve di capacità e di bilineari equivalenti (fig. 22), da cui appare evidente che, soprattutto in fase post-elastica, i due risultati si differenziano notevolmente, pur trattandosi di un modello relativamente semplice essendo relativo ad una parete piana.

figura 20. Parametri per la definizione del fattore di struttura q

figura 21. Curva di capacità e bilineare equivalente otte-nute per la parete ovest, combinazione 1, forze gruppo 1.

figura 22. Confronto curve di capacità ottenute con software commerciale e con Sap2000. Combinazione 1 forze gruppo 2.

23N. 1/2 - 2016

INTERVENTI DI RECUPERO

I risultati dell'analisi strutturale dell'edificio hanno evidenziato notevoli carenze. Oltre che l’inadeguatezza di molti solai a fronte dei carichi verticali e la mancanza di collegamenti fra le pareti verticali, si è rilevata una insufficiente resistenza delle strutture verticali dell’edificio a fronte delle azioni sismiche previste per la zona e per il tipo di edificio.In direzione longitudinale le pareti risultano vulnerabili a causa delle esigue dimensioni dei maschi murari del piano terra. La limitata estensione delle sezioni resistenti è dovuta al mancato allineamento delle aperture interne. In direzione trasversale, ci sono poche pareti di controvento continue dal piano di fondazione alla copertura, che pertanto risultano sollecitate da rilevanti azioni sismiche. Sulla base delle esposte criticità, si è proposta una serie di interventi atti al raggiungimento del completo adeguamento della struttura.

SolaiGli interventi proposti mirano ad incrementarne la resistenza e la rigidezza, oltre che a realizzare un buon collegamento con le pareti verticali.

I solai storici in putrelle e voltine ed in legno,

posti al piano primo, saranno rinforzati con una

soletta armata solidarizzata alle travi presenti

con connettori metallici, a passo variabile dai 20

ai 35 cm. I solai delle cantine, costituiti da travetti

in precompresso e pignatte, saranno stabilizzati

con travi rompitratta in acciaio.

Il collegamento dei solai alle murature e

l’irrigidimento dei piani sono ottenuti tramite

l’inserimento di cordoli e controventi a crociera,

costituiti da profilati in acciaio, a livello degli

orizzontamenti (fig. 23). I cordoli sono costituiti

da profilati L 150x100x14 posti all’estradosso dei

solai, connessi alla muratura con barre inghisate

con resina epossidica, e al solaio tramite cravatte

metalliche fissate alle travi principali oppure con

barre inserite nella nuova soletta armata.

Il secondo orizzontamento, completamente

ricostruito nel 2003, risulta già efficacemente

vincolato alla muratura tramite barre inghisate

con resine epossidiche.

MuratureIn relazione alla nuova distribuzione degli

ambienti, ai piani primo e sottotetto si prevede

di demolire alcune pareti divisorie e di realizzare

nuove pareti portanti in muratura armata.

A tutti i piani, si prevede un intervento diffuso

teso a migliorare le caratteristiche meccaniche

delle pareti tramite l'utilizzo dell'intonaco

armato in GFRP (fig.24). Questa tecnologia

di rinforzo prevede l’utilizzo di reti in fibra di

vetro applicate sulle superficie delle pareti

con malte a base di calce. L’intervento così

realizzato si è dimostrato migliore rispetto al

tradizionale intonaco cementizio armato con

rete elettrosaldata: la malta "cement free" è più

facilmente reversibile, ha buone caratteristiche

di duttilità, è compatibile sia chimicamente che

meccanicamente con i materiali delle murature

storiche; l’impiego di reti sottili permette di

realizzare intonaci di minor spessore, e quindi

minor peso. Le pareti così rinforzate mostrano

resistenza e duttilità notevolmente maggiori

rispetto alle analoghe non rinforzate, mentre

la rigidezza non risulta sensibilmente alterata,

cosicché, nel comportamento globale della

costruzione, il rinforzo di alcune delle pareti non

comporta sensibili concentrazioni di forze.figura 23 - Interventi di rinforzo e collegamento dei solai. In rosso le catene, in blu il cordolo in metallo.

24 N. 1/2 - 2016

Gli interventi strutturali in progetto tendono

a favorire il comportamento scatolare della

costruzione; pertanto, le analisi strutturali relative

allo stato di progetto sono state condotte su

un modello globale tridimensionale. La validità

degli interventi proposti per murature e solai

è stata valutata mediante analisi pushover su

modello tridimensionale a telaio equivalente con

comportamento shear-type.

Dai risultati ottenuti si è evidenziato il

raggiungimento del completo adeguamento

strutturale.

IL PROgETTO ARCHITETTONICO E LA RIORgANIZZAZIONE DELL'AMBIENTE SCOLASTICO

Una volta verificata la possibilità di adeguare

l'edificio ai livelli di sicurezza strutturale richiesti

dalle attuali normative, si è potuto procedere alla

redazione del progetto architettonico della nuova

scuola di Sant'Andrea, interamente ripensata in

funzione di una rinnovata didattica e arricchita

dei nuovi spazi ad uso pubblico di palestra,

auditorium biblioteca e laboratori.

Il processo progettuale, partito dal ripensare ex

novo gli ambienti della mensa e della palestra,

ritenute le principali criticità dell'edificio

scolastico, si è concretizzato nella definizione

strutturale, stilistica e architettonica di un nuovo

volume, in parte ipogeo, e nella riqualificazione

degli spazi interni della scuola. Il nuovo volume

si sovrappone alla villa di Sant'Andrea ad

ovest e sul lato sud, "nascondendo" la parte

di ampliamento degli anni'70, priva di pregio

storico-architettonico.

Si sfrutta il naturale declivio per la realizzazione

di un piano ipogeo con affaccio completamente

libero su tre lati. Per salvaguardare la struttura

esistente da eventuali cedimenti fondali, lo scavo

di circa 1,50 m di profondità per il getto delle

fondazioni della nuova struttura viene eseguito

previa realizzazione di una paratia in cemento

armato.

L'ingresso al polo scolastico è posizionato

in corrispondenza dell’area di collegamento

coperto fra i due nuovi fabbricati. Il cannocchiale

visivo che si crea da questo accostamento

permette l'accesso alla terrazza panoramica

figura 24 - Interventi sulle murature. In rosso l'intonaco armato in gfRP

figura 25 - Planimetria di progetto

figura 26 - Il nuovo ingresso degli alunni

25N. 1/2 - 2016

posta alla quota del parco della villa e, tramite

una scalinata, alle porte di servizio della palestra

e delle cucine.

Il vecchio ingresso continuerà ad essere utilizzato

dai docenti e dai collaboratori scolastici, oltre che

dagli utenti esterni, che potranno usufruire dei

locali pubblici dell'auditorium, della biblioteca e

dei laboratori.

Il nuovo volume non appare come un unico segno

contenente funzioni diverse ma, al contrario, si è

cercato di frammentare l'ampliamento per ridurre

l'impatto della nuova struttura sull'esistente e

limitare al minimo l’ingombro sul lato sud del

parco.

Il contesto paesaggistico, la campagna del

Chianti, in cui si inserisce la piccola comunità

di Sant' Andrea, non può che rappresentare un

valore aggiunto alla scuola; pertanto il nuovo

volume risulta caratterizzato da ampie vetrate

che valorizzano le relazioni con l’esterno,

mantenendo un senso di appartenenza, e

definendo le interazioni tra architettura e

“natura”. La natura intesa come vegetazione,

ma anche come luce e vento, diventa il "cuore"

dell'ampliamento, ovvero il cavedio che si

accosta all'esistente e intorno al quale si

organizza il nuovo edificio.

Nella progettazione degli ambienti si è posta

grande attenzione al tema dell'illuminazione e

areazione naturale, così che tutti i locali, anche

quelli di servizio, possano avere un contatto

diretto con l'esterno, nonostante che la struttura

sia in parte ipogea.

L’orientamento, assunto dal nuovo volume

all’interno del lotto di riferimento, ottimizza,

in rapporto alle aperture, alla ventilazione

interna e all’ombreggiamento/soleggiamento,

le condizioni climatiche interne. Ciò permette,

inoltre, di ottenere ottime prestazioni nei confronti

dell’energia necessaria al riscaldamento

dell’edificio, grazie all'inserimento di una serra

solare. L’effetto migliorativo di questo sistema

solare passivo è notevole nei mesi che vanno

da ottobre ad aprile, ovvero per la quasi totalità

dell’anno scolastico. In particolare in primavera,

a fronte di una temperatura dell’aria ancora

abbastanza bassa, si hanno elevati valori di

irraggiamento che attivano l’effetto serra,

positivo nei periodi freddi.

Le superfici esterne dell'ampliamento saranno

caratterizzate da un rivestimento in pietra locale

arenaria, come evocazione del vicino borgo

storico di Colle di Val d'Elsa, e in netto contrasto

con la superficie intonacata della villa.

Le bucature che caratterizzano i vari prospetti,

volutamente disposte in modo disordinato,

richiamano di nuovo alla vista del borgo,

costituito dall'aggregazione di numerose

piccole unità abitative, cresciute le une sulle

altre a creare un unicum eterogeneo. In realtà

il disordine è solo apparente in quanto la loro

disposizione e dimensione viene regolata in

funzione di una maglia geometrica, di dimensione

pari alla larghezza della finestra che ritma il

prospetto principale della villa. La regolarità e

la simmetria tipica delle facciate delle ville in

stile neorinascimentale rappresenta dunque una

base da cui si sviluppa l'idea progettuale per poi

conciliarsi con gli stimoli esterni e le necessità

funzionali.

Al piano seminterrato dell'ampliamento sono

collocate la mensa e la palestra. Il refettorio è

rivolto a sud e la cucina, che si affaccia sulla

distribuzione della mensa, è servita dall’esterno

così che i mezzi possano accedere senza

interferire con gli spazi della scuola.

La mensa è costituita da 3 zone su una superficie

di circa 370 m2, entro le quali si svolgono le

principali funzioni: sala mensa, servizi igienici,

cucina, spazi accessori.

L'ambiente della mensa instaura uno stretto

rapporto con il verde circostante che viene

interpretato quale suo prolungamento all’aperto,

attraverso la mediazione operata dalle grandi

vetrate.

La palestra, di superficie 220 m2, potrà essere

utilizzata anche fuori dall'orario scolastico grazie

all'ingresso indipendente. L'altezza della palestra

è pari a due piani degli spazi per l’istruzione,

dunque dal parco e dalla terrazza sarà visibile

l'area sport sottostante.

Al piano terra dell'ampliamento, sopra l'ambiente

della mensa, sono disposte quattro aule aperte

verso sud.

L'edificio esistente non subirà interventi

architettonici che altereranno la distribuzione

interna, ad eccezione della demolizione delle tre

pareti che dividono le aule al secondo piano.

26 N. 1/2 - 2016

Al piano terra della struttura esistente, ovvero nella cappella e ambiente limitrofo, sarà organizzata la biblioteca. Dove adesso si trova lo spazio destinato all'accoglienza dei bambini verrà posizionato un piccolo foyer funzionale anche per l'attività dell'auditorium, che, sfruttando l'attuale dislivello dovuto alla presenza della tinaia, sarà disposto su una struttura a gradoni, così da garantire una migliore visibilità.

Ancora al piano terra sarà ricavata un'area per i collaboratori scolastici con spogliatoi e refettorio, direttamente collegata con il nuovo spazio di accoglienza che si organizza intorno al cavedio centrale.Solo due aule con i relativi servizi igienici trovano posto al piano terra della villa, insieme ad ampi spazi attrezzati dove i bambini possono sostare in attesa dei genitori.

figura 27 - Layout funzioni al piano ipogeo

figura 28 - Nuovo auditorium

figura 29 - Ingresso alunni

figura 30 - Layout funzioni piano terra

figura 31 - Layout funzioni piano primo

27N. 1/2 - 2016

Il secondo piano della villa sarà destinato

esclusivamente all'attività didattica con quattro

aule, un laboratorio scientifico e l'aula dei docenti

con relativo piccolo refettorio.

L'ultimo piano della villa offre un grande spazio

grazie all'assenza di muri trasversali portanti,

suggerendo una certa flessibilità nella definizione

delle possibili attività da strutturarvi.

Considerando la difficoltà che spesso si incontra

nell'organizzare semplici laboratori grafici in

spazi dove superfici e attrezzature non sono

adeguate, se non progettate esplicitamente per

tale funzione, si decide di destinare uno spazio

del piano al laboratorio artigianale. Questo

diviene un luogo dove si è liberi di sperimentare

e dove si possono sviluppare i linguaggi grafici,

pittorici e plastici, strumenti di comunicazione

che per il bambino sono importanti quanto quelli

verbali e simbolici.

L'altra area del piano sottotetto della villa,

individuata dal corridoio longitudinale, verrà

adibita a laboratorio multimediale, realizzando

una struttura leggera, un'aula dentro l'aula, che

permetta di salvaguardare gli strumenti durante

le altre attività al piano.

L'edificio così organizzato mira al soddisfacimento delle necessità principali del bambino mettendolo al primo posto nella definizione degli ambienti.

CONCLUSIONI

Il lavoro presentato illustra il progetto di recupero

strutturale e riqualificazione architettonica della

scuola primaria Sant' Andrea a Colle di val d'Elsa.

Si è iniziato con un accurato rilievo architettonico

e strutturale, che ha costituito la base per

l'individuazione delle criticità.

Dai risultati ottenuti dalle verifiche di sicurezza

strutturale per le azioni statiche e sismiche,

si è giunti a formulare l’ipotesi di un percorso

di riqualificazione strutturale e funzionale

dell’edificio.

Queste le linee seguite nella stesura del progetto:

• consolidare la struttura esistente, con

interventi di recupero mirati alla realizzazione

del comportamento scatolare dell'edificio

e al miglioramento delle caratteristiche

meccaniche della muratura;

• realizzare, nell'area di pertinenza della scuola,

un nuovo volume dove inserire le funzioni

di mensa palestra e aule, integrandolo con

le caratteristiche storico-architettoniche

dell'edificio esistente;

• riqualificare l'intero complesso scolastico

mediante la riorganizzazione degli ambienti

pensati per un'innovativa architettura

didattica.

Lo studio strutturale e la riqualificazione

architettonica hanno permesso di realizzare,

all'interno della villa ottocentesca integrata con

il nuovo ampliamento, un ambiente scolastico

ispirato alle metodologie pedagogiche più

innovative dove lo spazio diventa soggetto attivo

della didattica.

RINgRAZIAMENTI

Le analisi strutturali sono state effettuate con

software Sismicad 12,5 messo a disposizione

dalla Concrete s.r.l. di Padova, che si ringrazia.

Per il materiale e la documentazione messi

a disposizione, si ringraziano l'Ing. Roberto

Bruttini e tutto lo staff dello studio, e il personale

del comune di Colle di Val d' Elsa.

figura 32 - Layout funzioni piano sottotetto

28 N. 1/2 - 2016

BIBLIOgRAfIA

[1] D.M. 14 Gennaio 2008: “Norme Tecniche per le Costruzioni”.[2] § 7.8.1 D.M. 14 Gennaio 2008: “Norme Tecniche per le Costruzioni”.[3] Un ambiente che diventa apprendimento. Lo spazio scolastico per educare alla socialità, all'ecologia e alla sicurezza. Maria Grazia Mura, da Indire_Innovazione e Ricerca.[4] Orsi M., A scuola senza zaino, Erikson , 2006.[5] Tabella C8A.2.1 della C.M. 2/2/2009 n. 617

Baldi I., Storia della città di Colle in Val d'Elsa, Firenze, G. B. Campolmi, 1859.

Boscotrecase L, Piccarreta F., Edifici in muratura in zona sismica, Dario Flaccovio Editore, Palermo, 2009

Conenna L., Pacini E. (a cura di),Vita in villa nel senese. Dimore, giardini e fattorie, Pacini, 2000.

Dudine A., Rinforzo strutturale di edifici esistenti con la tecnica dell’intonaco armato e sistemi in gfrp, Workshop "Miglioramento ed adeguamento sismico di strutture esistenti attraverso l’utilizzo di materiali compositi in f.r.p.", Maggio 2013.

Fargnoli N. , Rotundo F., Edilizia civile a Colle di Val d’Elsa nel Cinquecento:cantieri e committenti in Colle di Val d’Elsa nell’età dei granduchi medicei ‘la terra in Città et la Collegiata in Cattedrale, Firenze 1992, pp. 89-140

Gattesco N, Dudine A., Efficacia di una tecnica di rinforzo per murature con intonaco e rete in gfrp

Gottfried A., Quaderni del Manuale di progettazione edilizia, L' edilizia scolastica, universitaria e per la ricerca, Hoelpi, Milano, 2010.

L. Zevi (a cura di), Manuale del restauro architettonico, Mancosu editore, Roma, 2001.

Lagomarsino S.;Magenes G, “Valutazione e riduzione della vulnerabilità di edifici in muratura”, Lancio Progetto Triennale: Dipartimento Protezione Civile - Consorzio RELUIS - Università Federico II di Napoli, 15-11-2005.

Lotti G., Alcune pratiche agrarie della comunità di Colle Val d' Elsa, in "giornale agrario toscano " 1881, pp. 378-387.

Magenes G., Bolognini D., Braggio C. (a cura di), Metodi semplificati per l'analisi sismica non lineare di edifici in muratura, CNR gruppo nazionale per la difesa dai terremoti, Roma, 2000.

Magenes G., Morandi P., (a cura di), Valutazione della risposta sismica di edifici in muratura: modelli e normative, Workshop WONDER masonry, 01/2006

Mezzedimi M. Cominciò così, L'istruzione Pubblica elementare a Colle di Val d'Elsa durante il Regno d' Italia, Vanzi editrice, Colle di Val d' Elsa, 2008.

Milano L., Comprensione ed analisi del comportamento sismico degli edifici storici in muratura: importanza di una modellazione consapevole e di un uso critico dei software di calcolo, AIST 2011 - 15.

Milano L., Mannella A., Morisi C, Martinelli A. (a cura di), Schede illustrative dei principali meccanismi di collasso locali negli edifici esistenti in muratura e dei relativi modelli cinematici di analisi, Allegato alle Linee Guida per la Riparazione e il Rafforzamento di elementi strutturali, Tamponature e Partizioni, RELUIS.

Morandi P.,Magenes G., (a cura di), Experimental and numerical researches in support of seismic design of masonry buildings, da Simposio "Future trends in Civil Engineering", 02/2014

Mura M.G., Un ambiente che diventa apprendimento, Lo spazio scolastico per educare alla socialità, all'ecologia e alla sicurezza, da Indire Innovazione e Ricerca

Orsi M., A scuola senza zaino, Erikson , 2006.

Regione Toscana, Programma regionale VSM, "Vulnerabilità sismica degli edifici in muratura", criteri per l’esecuzione delle indagini sugli edifici in muratura, la redazione della relazione tecnica e la compilazione della scheda di vulnerabilità" II liv. gndt/cnr con riferimento alle nuove norme tecniche per le costruzioni (D.M. 14 gennaio 2008), 2012.

Regione Toscana, Servizio Sismico Regionale, Rilevamento della vulnerabilità sismica degli edifici in muratura – Manuale per la compilazione della scheda GNDT/CNR di II livello, novembre 2003.

Rotundo F. Ville settecentesche nel contado di Colle di Val d'Elsa, Società storica della Valdelsa,1994.

Stopani R., La Casa Colonica Toscana, Storia cultura e architettura, ed. Le Lettere, Firenze, 2006.