Archivio al piano terra di un edificio in c.a. del 1978: aumento dei carichi e livello di conoscenza
Un edificio per uffici di tre piani, costruito nel 1978 in zona sismica 2 (domanda sismica dell'ordine di 0,25 g su suolo C), ha struttura in c.a. gettato in opera: pilastri 30×40 cm, travi 30×60 cm su luce di 6,00 m e solaio pieno di 20 cm. Il committente intende destinare il piano terra ad archivio cartaceo, portando il sovraccarico da 3,0 a 7,5 kN/m². La documentazione originale è incompleta: mancano i disegni delle armature, si dispone solo di un progetto parziale e di fotografie di cantiere. Le prove sclerometriche indicano Rck ≈ 22 N/mm²; la carbonatazione misurata è di 18 mm con copriferro di 25 mm, senza armature ossidate in vista. Il solaio da verificare è a semplice appoggio, con armatura inferiore stimata Ø12/150 (754 mm²/m) e altezza utile 170 mm. Il candidato deve inquadrare l'intervento rispetto alle norme tecniche vigenti e stabilire se la struttura possa essere riutilizzata tal quale, indicando verifiche e possibili soluzioni.
1. Come si classifica l'intervento ai sensi delle NTC e quale livello di conoscenza è sostenibile con le indagini disponibili?
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L'aumento del sovraccarico è del 150% (da 3,0 a 7,5 kN/m²) e, sommandosi al cambio di destinazione d'uso, supera largamente la soglia del 10% oltre la quale le NTC impongono una valutazione della sicurezza estesa alla struttura nel suo complesso: non è quindi proponibile qualificare l'operazione come semplice intervento locale, perché cambia il stato di sollecitazione globale (e la massa sismica).
Sul livello di conoscenza: la norma parte da LC1 quando la documentazione è assente o insufficiente, con factor di confidenza FC = 1,35. Con l'attuale dotazione (progetto parziale, foto, solo prove sclerometriche) siamo ancora in LC1. Per salire a LC2 (FC = 1,20) servono, come minimo: rilievo geometrico completo, saggi che accertino numero e posizione delle armature in almeno il 10–15% degli elementi (pacometro più verifiche localizzate), un numero limitato ma significativo di carotaggi per integrare gli indici non distruttivi, e una verifica della corrispondenza tra progetto e opera. La scelta del FC va poi applicata ai valori di resistenza: con LC1 i parametri vanno ridotti e non è ammesso tarare le resistenze sui soli risultati sclerometrici.
Errore tipico: assumere LC2 sulla base delle sole prove non distruttive, oppure classificare l'intervento come locale per evitare la verifica sismica.
2. Eseguire la verifica a flessione del solaio ad appoggio semplice nella nuova configurazione di archivio.
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Carichi caratteristici: g1 = 0,20 × 25 = 5,0 kN/m²; g2 = 1,2 kN/m² (massetto, pavimento, intonaco; tramezzi assenti al piano terra); G = 6,2 kN/m²; Q = 7,5 kN/m².
SLU (coefficienti 1,3 e 1,5): q = 1,3 × 6,2 + 1,5 × 7,5 = 8,06 + 11,25 = 19,31 kN/m². Momento in mezzeria: MEd = q·l²/8 = 19,31 × 36/8 ≈ 86,9 kN·m/m.
Materiali: Rck = 22 → fck ≈ 0,83 × 22 ≈ 18,3 MPa → fcd = 18,3/1,5 ≈ 12,2 MPa; acciaio FeB44k, fyd = 430/1,15 ≈ 374 MPa. x = As·fyd/(0,8·b·fcd) = 754 × 374/(0,8 × 1000 × 12,2) ≈ 28,9 mm; z = d − 0,4x ≈ 170 − 11,6 = 158,4 mm. MRd = As·fyd·z = 754 × 374 × 158,4 ≈ 44,7 × 10⁶ N·mm ≈ 44,7 kN·m/m.
Rapporto MRd/MEd ≈ 0,51: la sezione resiste poco più della metà del momento richiesto. Il solaio non è riutilizzabile tal quale e neppure con un semplice irrigidimento: servono rinforzi di tipo strutturale, preceduti dalle verifiche di taglio (lastra priva di armatura specifica, critica vicino agli appoggi) e di deformabilità, che con l'archivio risultano probabilmente più severe della flessione.
Ordine di intervento consigliabile: (1) ridurre il carico reale con scaffalature distribuite e limite contrattuale del sovraccarico; (2) irrigidire il solaio con soletta collaborante in c.a. (getto di 8–10 cm con pioli/connettori, +3 kN/m² di peso proprio ma con braccio utile molto maggiore); (3) in alternativa, rinforzo a flessione con lamine o fibre di carbonio, verificando l'ancoraggio alle estremità e l'incremento di taglio all'appoggio. La soluzione va confrontata anche con l'incremento di massa sismica, che penalizza l'alternativa del getto integrativo.
3. Sulla base dell'esito delle verifiche, come si imposta la strategia di sicurezza sismica dell'edificio e con quali obiettivi?
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Una volta accertata l'inadeguatezza statica, il quadro sismico diventa determinante: l'edificio è del 1978, con probabile progetto alle sole condizioni gravitazionali, armature lisce, staffe rade e nessuna capacità duttile nei nodi. Poiché è attivata una valutazione globale, la verifica sismica va eseguita con analisi statica lineare o, meglio, con analisi modale a spettro di risposta su modello a telaio, controllando i meccanismi fragili (taglio nei pilastri, nodi, tamponature) e non solo quelli duttili.
Obiettivi: non è ragionevole puntare all'adeguamento completo. La strada realistica è un intervento di miglioramento, che deve incrementare in modo misurabile il livello di sicurezza rispetto alla configurazione ante-operam; nella pratica si assume come traguardo di riferimento il 60% della sicurezza richiesta per una nuova costruzione, soglia adottata anche per l'accesso alle detrazioni sismiche. Se il committente ha bisogno di continuità d'esercizio, l'intervento locale diffuso va comunque accompagnato dal monitoraggio dei meccanismi fragili.
Strategia tecnico-economica: alleggerire (archivio su scaffalature non compattabili, riduzione dei massetti), incamiciare o fasciare con FRP i pilastri dei due piani inferiori, sostituire/aggiungere staffe nei nodi, introdurre pareti in c.a. o controventi metallici nei due sensi per contenere gli spostamenti interpiano; verificare gli elementi non strutturali (tamponature, controsoffitti) rispetto ai limiti di danno SLD.
Il tutto va documentato in una relazione che dichiari classe di conoscenza, FC adottato, modello, esiti e livello raggiunto: è questo il punto su cui si concentra il giudizio della commissione.