PROGETTO DEFINITIVO
n. prog
prog
009
DEF
formato
scala
tipo
A4
RT
sezione
ST
revisione
ver.
001
RELAZIONE SUGLI
INTERVENTI STRUTTURALI
coord
vald
Tav.
RT
09
Gruppo di progettazione
Collaboratori:
Ing. Walter Quarto
Ing. Carlo Garau
Ing. Rosaria Serreli
P.I. Rinaldo Cotza
Geom. Anna Pala
Geom. Pierlugi Sanna
Data :
17/02/2015
Protocollo:
1073
Perizia n:
780
Coordinamento progettuale
Ing. Walter Quarto
Responsabile Unico del Procedimento
Ing. Silvia Carta
Progetto Architettonico e di Restauro Conservativo
Prof. Arch. Tatiana Kirova
Ordinario di Restauro Architettonico
Lavori di risanamento conservativo ed adeguamento
normativo di alcuni edifici della caserma Cascino
Cagliari
Consulenza strutturale
Ing. Stefano De Vito
Roma
Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti
Provveditorato Interregionale per le Opere Pubbliche per il Lazio, l'Abruzzo e la Sardegna
Sede coordinata di Cagliari
Lavori di risanamento conservativo ed adeguamento normativo di alcuni edifici della
caserma Cascino - Cagliari
Progetto Definitivo
INDICE
1. Premessa
2 Interventi locali di sottofondazione
3 Interventi sulle coperture
4 Interventi di risarcitura delle lesioni
5 Costruzione del traliccio per telecomunicazioni
6 Costruzione della nuova scala metallica
7 Sostituzione del solaio del piano 1°, edificio 12 e interventi minori.
8 Verifiche sismiche locali per le aree di intervento significative.
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Lavori di risanamento conservativo ed adeguamento normativo di alcuni edifici della
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Progetto Definitivo
1. Premessa
L’area in cui sorge la Caserma si estende su circa 5 ettari di terreno e ospita
l’alloggiamento del IX° Battaglione Carabinieri, cui verrà aggiunto il Comando
Provinciale Carabinieri di Cagliari.
Alcuni degli edifici oggetto della progettazione sono attualmente in funzione, mentre
altri sono in parziale o totale disuso. In tutti i casi è però necessario un intervento
organico di recupero architettonico unitario che conservi e valorizzi le importanti
caratteristiche estetiche, costruttive e morfologiche dei fabbricati, tutti risalenti ad una
specifica e ristretta epoca di costruzione, risalente all’uso dell’area come bagno penale
del Regno di Sardegna prima e poi del Regno d’Italia.
Gli edifici risultano vincolati ex legge 1089/39, e pertanto tutte le lavorazioni previste
sono state definite nell’ambito di una sostanziale compatibilità con le Raccomandazioni
MIBAC per gli interventi sui beni storico architettonici. In tale ottica sono comunque
stati individuati interventi che interessano l’ambito del consolidamento strutturale e, per
quelle parti ove si interviene, anche di un miglioramento sismico che non comporti
spese rilevanti.
Gli edifici interessati, anche marginalmente, da interventi di carattere strutturale sono
indicati nella planimetria di Fig. 1. Ad essi è stata attribuita la medesima numerazione
convenzionale utilizzata per il progetto preliminare precedentemente redatto.
Al fine di disporre di dati geotecnici di riferimentoe poter effettuare una classificazione
corretta dei terreni di sedime è stata eseguita, a cura del provveditorato, una campagna
di saggi e indagini coordinata con lo strutturista.
Nelle fasi progettuali precedente e attuale sono state effettuate ricognizioni visive e
mappature del degrado che si sono tradotte nella definizione di interventi di riparazione
e ripristino di lesioni, fessure e lacune, di risanamento di alcune locali deficienze delle
fondazioni, peraltro in zone assai limitate del complesso edilizio, nella ricucitura
muraria di alcuni varchi non più utilizzati e nel restauro o ricostruzione di alcune
coperture a falda.
L’entità degli interventi è stata limitata oltrechè da esigenze economiche anche da
quelle legate alle possibili interferenze dei lavori di consolidamento con l’operatività
della struttura militare che dovrà essere costantemente garantita.
Per gli edifici ove si è intervenuti con interventi di limitato miglioramento sismico è
stata eseguita sia una verifica globale del fabbricato che le verifiche dei meccanismi di
rottura che potrebbero potenzialmente portare al collasso porzioni considerevoli di
muratura.
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Progetto Definitivo
Fig.1 Planimetria dell’area della Caserma Cascino interessata dai lavori di
riqualificazione.
Vista dallo spigolo Nord della Caserma Cascino.
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2 Interventi locali di sottofondazione
Le strutture murarie del complesso edilizio appaiono nel complesso esenti da evidenti
dissesti riconducibili ad assestamenti o deficienze strutturali delle fondazioni; tuttavia
essi sono presenti localmente in alcuni edifici del quadrante Sud Ovest della Caserma.
In fase di progetto definitivo, con le informazioni ad ora disponibili, è stato previsto di
intevenire in corrispondenza della parete lato accesso al fabbricato n.30, in cui sono
presenti fessure in tra le porte di ingresso ai due vani in cui è attualmente suddiviso
l’edificio.
Edificio n.30 - Esterno Parete Ovest
Si rileva che la presenza di un pozzetto nelle immediate adiacenze della zona interessata
dal danneggiamento richiede un controllo delle eventuali interferenze idrauliche dovute
a perdite o convogliamenti incauti. Peraltro non si rilevano, al momento, tracce di
umidità stagnante nei muri.
Edificio n.30 - Interno Parete Ovest
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Ulteriori limitate possibilità di leggeri assestamenti fondali sono state riscontrate in
corrispondenza di muri interni ed esterni al fabbricato 10ab, peraltro fortemente
rimaneggiato in un reccente passato.
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In questo fabbricato sono già presenti alcuni presidi statici (catene e profilati metallici)
che non hanno risolto definitivamente il problema, considerato il riproporsi di un esteso
quadro fessurativo di recente evoluzione.
Le fessure sono passanti e presenti anche nei muri inteni dell’edificio (non
documentabili per la presenza di locali non accessibili).
Poiché le fondazioni sono certamente di tipo superficiale è stato previsto di eseguire un
allargamento della base fondale con eventuale bonifica delle zone non idonee. La
profondità ipotizzata è tra 90 e 140cm, in accordo con le risultanze delle indagini
geotecniche.
Naturalmente, per la particolarità dell’area, in epoca antica caratterizzata da sorgenti di
acqua, dovrà essere verificata la eventuale inteferenza con il regime idrogeologico
superficiale.
Poiché, per problemi di contrasto con l’umidità ascendente, è prevista la realizzazione di
un vespaio areato con consegunete rimozione del pavimento esistente, la
sottofondazione potrà essere realizzata da entrambi i lati e collegata attraverso la
muratura esistente con barre passanti.
det. 05
det. 05
det. 01
det. 05
det. 05
det. 05
det. 03
det. 05
94
106
20
30
20
20
4Ø18 correnti
30
4Ø18 correnti
Staffa Tipo 2
41
50
Staffa Tipo 2
Nuovo riempimento
Staffa Tipo 1
10
10
30
30
Staffa Tipo 1
6Ø18 Correnti
6Ø18 Correnti
Perforazioni Ø35 mm da
riempire con malta tipo Albaria
Staffe Tipo 3 sfalzate di 25 cm
per il collegamento dei cordoli
109
169
5
Cls magro di fondazione
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3 Interventi sulle coperture
La condizione di conservazione delle coperture,ed in particolare delle strutture portanti
risulta alquanto differenziata a seconda del livello di manutenzione cui sono state
sottoposte.
Trattandosi di un progetto di risanamento conservativo su strutture storiche sottoposte a
vincolo di tutela si è deciso di intervenire solo ove le condizioni delle strutture erano di
grave ammaloramento complessivo. Pertanto negli edifici ove la manutenzione, anche
recente, aveva interessato le coperture non sono stati previsti interventi di
miglioramento se non assolutamente indispensabili. In taluni casi si è proceduto a delle
ricostruzioni dei tetti a falda precentemente demoliti e, probabilmente per ragioni
funzionali, sostituiti con lastrici solari del tutto estranei alla conformazione
architettonica del complesso edilizio.
In sintesi la situazione degli interventi in copertura può essere così riassunta:
Edificio 7: Copertura oggetto di altro appalto in corso. – Nessun intervento;
Edificio 8. Edificio temporaneamente abbandonato con grave livello di deterioramento.
- Revisione totale della struttura lignea e del manto di copertura;
Edificio 16: Copertura originale del ‘900 a lastrico solare con struttura a profili metallici
e laterizi in ottimo stato di conservazione. - Nessun intervento;
Edifici 14 ab e 14 cd: Copertura a falde con capriate metalliche sottili di notevole luce,
aggiunta nella prima metà del XX° secolo e priva di controventamento in pianta. Realizzazione di un controvento reticolare a livello del sottotetto. Nessun intervento
esterno in quanto il manto di copertura è stato recentemente revisionato.
Edificio 10 ab. Edificio rimaneggiato con copertura piana in luogo di quella originale
(documentata) a doppia falda. – Realizzazione di un nuovo tetto a falde in legno
conservando l’attuale orizzontamento per l’alloggiamento delle macchine
impiantistiche.
Edificio 12. Edificio temporaneamente abbandonato con grave stato di dissesto delle
strutture lignee e della copertura. - Revisione totale della struttura lignea e del manto di
copertura.
Edificio 11. Edificio oggetto di recente opera di sostituzione totale delle coperture. –
Nessun intervento.
Edificio 13f. Edificio oggetto di recente opera di sostituzione totale delle coperture. –
Nessun intervento.
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Edifici 13ae e 13 cd. Edifici oggetto di recente opera di revisione totale dei manti di
copertura. Sottotetti non accessibili. – Nessun intervento previsto in progetto definitivo
ma dovrà essere verificata la condizione della struttura portante del tetto in fase di
esecutivo-esecuzione.
Edificio 13 b. Edificio rimaneggiato con copertura piana in luogo di quella originale
(documentata) a doppia falda. – Realizzazione di un nuovo tetto a falde in legno
conservando l’attuale orizzontamento per l’alloggiamento delle macchine
impiantistiche.
Edifici 15 e 30. Edifici oggetto di recenti opere di revisione parziale dei manti di
copertura. Sottotetti non accessibili. – Nessun intervento previsto in progetto definitivo
ma dovrà essere verificata la condizione della struttura portante del tetto in fase di
esecutivo-esecuzione.
La progettazione in oggetto si è pertanto limitata a considerare i seguenti edifici:
Edificio 8.
Oltre alla bonifica igienica e allo smaltimento di alcuni elemento contenenti fibre di
amianto è previsto lo smontaggio totale delle coperture, delle strutture secondarie
(travicelli per il sostegno di ogni singolo coppo) e di alcune travi non spingenti, disposte
secondo lo schema alla lombarda, poggianti su timpani in muratura. Verranno verificate
le condizioni di ciascun elemento (attualmente l’area non è accessibile) con sostituzione
di quelli eccessivamente degradati e rinforzo di quelli recuperabili. Per migliorare il
comportamento strutturale del tetto si prevede la realizzazione di un cordolo metallico
superiore e di un doppio tavolato sfalzato connesso alla muratura perimetrale. Il manto
verrà ricollocato sopra una guaina ardesiata avendo cura di recuperare tutti gli elementi
riutilizzabili, previa verifica e pulizia.
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Edifici 14 ab e 14 cd.
Si tratta di edifici originariamente ad un solo piano, sopraelevati nella prima metà del
novecento. I muri perimetrali sono in pietra mente quelli interni sono in mattori forati
non strutturali. Di conseguenza la nuova copertura è stata realizzata con capriate
reticolari metalliche piuttosto sottili (e leggere) di notevole luce. Considerata la forma
planimetrica di rettangolo con lati fortemente disuguali è stato ritenuto indipensabile
intervenire inserendo una controventamtura metallica leggera, disposta in pianta alla
quota dell’appoggio delle capriate. Inoltre, per migliorare il comportamento scatolate
dell’edificio a livello del tetto, il controventamento è stato integrato con un profilo a C
disposto lungo il perimetro e collegato con la muratura retrostante.
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Edificio 10 ab.
In questo caso le problematiche statiche sono marginali e correlate al sostegno del solo
manto di copertura, che dovrà essere opportunamente sagomato per ricavare delle tasche
non visibili all’esterno per l’alloggiamento delle unità esterne dei sistemi VRF. Verrà
infatti mantenuto (perché costoso da demolire e perché utile in caso di pioggia e di
perdite di liquido dai sistemi di condizionamento) l’attuale solaio piano, sul quale
verranno appoggiate le macchine, in prossimità del muro centrale. La struttura lignea
sarà del tipo a cariate con tetto a padiglione tranne che per il lato che termina contro
l’edificio 11.
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Edificio 12.
Questo edificio, al pari del n.8, era stato temporaneamente abbandonato e,
conseguentemente le condizioni di degrado del tetto sono ormai critiche, con
infiltrazioni incontrollate di acqua, percolata anche ai livelli inferiori, pregiudicando
l’efficienza del sottostante solaio. Edificio temporaneamente abbandonato con grave
stato di dissesto delle strutture lignee e della copertura. E’ pertanto necessaria una
completa revisione della copertura, con rimozione completa del manto in coppi (da
conservare in vista del successivo rimontaggio), sostituzione delle ossature lignee
compromesse e consolidamento di tutte quelle recuperabili, compatibilmente con i costi
del recupero. Prima del rimontaggio verrà realizzato un cordolo metallico perimetrale
ancorato alla muratura. Al cordolo verranno connesse sia le capriate che il doppio
tavolato sfalsato, previsto per realizzare un diaframma rigido di falda. Verrà così
completato un orizzontamento indeformabile pressochè completo anche al secondo
livello del fabbricato.
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Edificio 13 b.
In questo caso si interverrà come per l’edificio n. 10ab, ricostituendo il tetto a due falde
nella configurazione originale, ma lasciando delle “tasche” nella copertura per
consentire la circolazione d’aria in corrispondenza della macchina condizionatrice
esistente e di un’altra da montare in posizione simmetrica alla precedente. Verranno
inoltre reintegrati i lacerti dei timpani murari di testata ancora parzialmente
sopravvissuti. Il solaio piano in cemento armato verrà mantenuto, sia per ragioni
economiche sia perché utilizzabile per lo smaltimento dell’acqua piovana in
corrispondenza delle “tasche” nel tetto.
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4 Interventi di risarcitura delle lesioni
Le lesioni presenti in alcuni dei fabbricati della Caserma Cascino non pregiudicano la
staticità degli edifici o di parti di essi. Esse rappressentano comunque degli elementi di
discontinuità della muratura che devono essere riomossi per riconferire al tessuto
murario l’originale resistenza, specie in corrispondenza degli spigoli o delle facciate.
Per la risarcitura delle lesioni verranno utilizzate tecniche tradizionali compatibili con le
linee guida MIBAC per i beni architettonici vincolati, usando malte prive di cemento e
procedendo a limitati scuci cuci per le parti che presentano anche lacune murarie.
Le aree in cui sono presenti le fessure sono, ovviamente, gli edifici n.30 e n. 10 ab già
menzionati al paragrafo rlativo alle sottofondazioni e l’edificio 11 per la parte superiore
del 2° piano. In questo caso le lesioni sono state originate dai carichi concentrati
trasmessi alla muratura dalle testate delle precedenti capriate. Dal punto di vista statico
complessivo il problema è stato in gran parte risolto con il rifacimento della struttura
lignea del tetto (in un precedente appalto). E’ora è rimasta da eseguire la risarcitura
delle fessure e il collegamento di qualche dormiente in legno degli spigoli.
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Poche altre isolate fessure sono presenti in alcuni edifici senza particolare valore statico.
In talune zone in corrispondenza di archi o spigoli è stato comunque previsto
l’inserimento di catene di acciaio per eliminare la spinta degli archi fessurati in chiave.
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5. Costruzione del traliccio per telecomunicazioni
Tra le esigenze tecniche inderogabili espresse dagli Utilizzatori (Arma dei carabinieri)
risulta prioritari a quella di realizzare un traliccio per antenne di trasmissione dati avente
una piattaforma in sommità, delle dimensioni 4 x 4 m. Tale traliccio deve consentire di
traguardare visivamente l’edificio della Prefettura o meglio il suo traliccio in cui sono
allocate le antenne. Per fare ciò sarebbe necessario raggiungere un’altezza complessiva
di m. 16 nella zona ove è già presente un corpo aggiunto in cemento armato che ospita il
vano ascensore esterno all’edificio 10 ab (ora non funzionante). Utilizzando la struttura
già esistente e montando al di sopra di essa il traliccio sarà possibile ridurne l’impatto
visivo e architettonico. L’accesso al traliccio sarà possibile attraverso una scala
metallica protetta, a partire dalla copertura del vano ascensore. Qualora si volesse
utilizzare il vano ascensore si potrà garantire l’accesso direttamente da terra, montando
un ulteriore scala verticale protetta sul lato sinistro del prospetto Ovest dell’edificio 10
ab.
Partenza del nuovo traliccio
metallico per telecomunicazioni
Posizione scala esterna
con accesso diretto da terra
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In sede di progetto esecutivo potranno essere definite, in dettaglio, ulteriori esigenze di
posizionamento ottimale tuttavia la struttura progettata può essere sopraelevata di
diversi metri utilizzando le medesime maglie strutturali già ora dimensionate.
Per il traliccio è previsto l’ancoraggio con piastre di collegamento e inghisaggi di barre
metalliche all’interno dei getti di calcestruzzo utilizzati per l’ascensore. In sede
esecutiva dovrà essere verificata, o tramite prove o per mezzo delle certificazioni di
collaudo statico, la capacità portante della struttura esistente, considerato il modesto
incremento dei carichi previsto.
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6 Costruzione della nuova scala metallica
Nell’ambito delle poche modifiche strutturali previste in progetto assume una relativa
importanza la realizzazione di una nuova scala metallica in corrispondenza dello spigolo
Ovest dell’edificio 10 ab, in sostituzione di quella ora presente nello spigolo Nord del
medesimo fabbricato. Al fine di limitare l’invasività dell’intervento, di semplificarne la
realizzazione e di fornire un elemento di connessione delle murature esistenti nello
spigolo Ovest, oggi afflitte da diversi problemi statici, è prevista la realizzazione della
struttura portante della scala con profili metallici HE140A, a formare i cosciali sui quali
verranno saldate le lamiere dei gradini e dei pianerottoli. Verranno realizzate quattro
rampe, ciascuna dotata di pianerottolo quadrato, gradini con pedata da 30cm e alzata tra
16 e 17 cm.
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7 Sostituzione dei solai del piano 1° edificio 12 e interventi minori.
Nei controlli eseguiti nel corso dei sopralluoghi è emersa la precaria condizione di
conservazione di alcuni tratti del solaio intermedio dell’edificio 12. Tale ala della
caserma fu dismessa, probabilmente in attesa di lavori di ristrutturazione, e, a seguito
della continua infiltrazione d’acqua causata dall’inefficienza della copertura, le travi
portanti del solaio in acciaio si sono ammalorate e non garantiscono la piena efficienza
strutturale del solaio. L’attuale schema della struttura resistente consiste in profili
NP200, disposti lungo il lato corto del fabbricato, ad interasse di circa 75cm. Tra essi
sono presenti file di tre laterizi, di cui i due laterali leggermente inclinati per consentire
di sviluppare un effetto ad arco. Sopra di essi un riempimento di massetto di calce e
pezzame di pietra fino al livello del pavimento.
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Il nuovo solaio manterrà lo stesso interasse di quello da rimuovere per evitare di
eseguire nuove asole nella muratura. Per consentire un più agevole passaggio degli
impianti a pavimento del 1° piano è stato previsto di ridurre l’ingombro degli elementi
in acciaio adottando profili HE160A con interposti tavelloni e alleggerimento in
polistirolo. In corrispondenza dell’estradosso delle travi è prevista una soletta in
cemento armato di 5 cm di spessore, armata con rete elettrosaldata a sua volta saldata
all’ala dei profili HEA per garantire il trasferimento degli sforzi di taglio.
In questo modo rimarrà disponibile per l’impiantistica un franco netto di almeno 7cm,
incrementabile fino a 10 cm riducendo gli spessori di intonaco e pavimento.
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Oltre agli interventi indicati si opereranno locali riparazioni delle murature dissestate e
di alcuni elementi metallici inseriti nella struttura in fase costruttiva e successivamente
deteriorati a seguito dell’ossidazione favorita dall’esposizione all’aerosol marino. In
particolare si rilavano elementi da sostituire in corrispondenza di alcuni architravi (oltre
quelli da inserire nei nuovi vani di passaggio) di porte e, soprattutto, finestre.
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Inoltre risultano assolutamente inefficienti alcune catene a pavimento i cui terminali,
inclusi i bolzoni, sono del tutto inconsistenti.
8 Verifiche sismiche locali per le aree di intervento significative.
Nell’ambito del progetto di risanamento conservativo e adeguamento normativo gli
interventi di tipo strutturale sono sostanzialmente limitati ad alcune sostituzioni,
consolidamenti locali e a qualche installazione impiantistica che richiede un calcolo
statico.
In pochi casi limitati, quando sono state riscontrate deficienze sostanziali o è stata
ravvisata la possibilità di migliorare il comportamento sismico di alcuni edifici
adottando piccoli accorgimenti costruttivi di costo trascurabile, si è proceduto ad una
verifica numerica del possibile beneficio. Premesso che si tratta di edifici di importanza
storica e vincolati, sui quali si interviene in molti casi solo parzialmente, le possibilità di
migliorare il comportamento sismico sono state individuate in corrispondenza degli
edifici nn. 14 ab e 14 cd, realizzando un controventamento orizzontale a livello di base
delle capriate reticolari, in grado di far collaborare a taglio le pareti perimetrali, ridurre
la luce di inflessione nel piano orizzontale delle pareti longitudinali, oggi prive di muri
trasversali strutturalmente considerabili e di collegare diffusamente le testate delle
capriate alle murature evitando le concentrazioni di tensione attuali e bloccando di fatto
la sommità dei muri con evidente beneficio per il contrasto al meccanismo di collasso
per rotazione rigida delle facciate longitudinali dei due edifici.
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Tali interventi potranno essere eseguiti senza smontare la copertura, durante le fasi di
ristrutturazione del primo piano, orizzontamento aggiunto nel 1900, dopo il cambio di
destinazione d’uso degli edifici.
L’altro gruppo di edifici ove è stato previsto un limitato miglioramento del
comportamento sismico è quello dei nn.12 (lato sx) 11 e 13f (centro) e 10 ab (lato dx).
In realtà è previsto di operare sulle coperture solo nei corpi di fabbrica laterali e, in tale
occasione di realizzare un tetto con falde connesse con un doppio tavolato sfalsato per
rendere la struttura della copertura equiparabile ad un diaframma di piano. Dal punto di
vista dell’aggregazione muraria da considerare nel calcolo è stata però inclusa anche la
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parte centrale strutturalmente connessa con i corpi di fabbrica laterali ove si va a
intervenire. Anche in questo caso è stato valutato il beneficio in termini di
miglioramento sismico e verificati i possibili meccanismi di collasso verosimilmente
attivabili dal sisma.
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A livello di miglioramento sismico globale degli edifici 10ab e 10 cd, con la
realizzazione del controvento alla base delle capriate, potendosi considerare tale livello
come diaframma di paino, si passa da un rapporto Ag/g di 0,65 della situazione attuale
ad un rapporto Ag/g di 0,77. Per gli edifici nn.12,11,13f,10 ab, il completamento del
diaframma di piano con la realizzazione del nuovo tetto con doppio tavolato comporta
un passaggio, in termini globali, da Ag/g=0,51dello stato attuale a Ag/g=0,65 dello stato
di progetto. In entrambi i casi sono stati anche verificati i meccanismi di collasso
corrispondenti alle rotazioni delle facciate libere di ruotare, raggiungendo un
coefficiente superiore a 1 garantendo il bloccaggio delle testate delle capriate metalliche
(edificio 10 ab e 10 cd) e l’inserimento di alcune catene nel secondo corpo di fabbrica
considerato.
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