Nuove Tecnologie: adeguamento sismico della scuola secondaria di primo grado “Don Agostino Battistella” di Schio (VI) con il geniale cappotto sismico: progettazione ed esecuzione

Stato di fatto

La scuola è composta da un insieme di fabbricati, per un totale di circa 20.000 m³, che si sviluppano su tre livelli fuori terra ed un piano interrato. La struttura portante è un telaio in calcestruzzo armato tamponato, le cui travi sono per la maggior parte in altezza. Per quanto riguarda la palestra, la sua struttura portante è costituita da pilastri in cemento armato, il solaio di copertura è formato da pannelli Trirex e la copertura è in travi precompresse. Tutte le fondazioni sono realizzate a trave rovescia. I diversi corpi risultano essere strutturalmente indipendenti e separati da dei giunti termici.

Vulnerabilità sismica

Schio (VI) risulta essere in zona sismica 3 ed il suolo su cui sorge l’edificio è di tipo B con categoria T1. La scuola è d’interesse strategico, perciò la Classe d’uso è la IV (C_U=2.0), mentre la vita utile nominale è stata assunta pari a 50 anni.

Confrontando i parametri dell’edificio in esame e di quello adeguato, si nota come gli indicatori α, risultano essere inferiori all’unità, caratterizzando la scuola come una struttura ad alto rischio sismico.

Ulteriori criticità riscontrate erano:

• I giunti di dilatazione termica avevano uno spessore adeguato;
• La cappa dei solai di interpiano debolmente armata non garantiva un’adeguata rigidezza al piano;
• I vani scala sugli impalcati del Corpo 1 e del Corpo 3, riducevano le dimensioni del piano rigido.

Stato di progetto

Lo scopo principale era di rendere la scuola un posto più sicuro, senza perdere di vista le problematiche energetiche, di sostenibilità ambientale ed estetiche ad oggi sempre più rilevanti.

Le pareti verticali aventi trasmittanza termica di 0.93 W/m²K non presentavano fenomeni di condensa superficiale, ma si verificava condensa interstiziale. Sfruttando l’installazione del cappotto sismico, si è scelta una stratigrafia in grado di abbattere queste carenze. Con un pannello di 5 cm di lana di roccia accoppiato a 5 cm di EPS, 20 cm di lastra in calcestruzzo armato ed internamente un pannello di 5 cm di EPS, si è raggiunta una trasmittanza pari a 0.18 W/m²K ed eliminato ogni problema di condensa.

Il solaio di copertura in laterocemento non era senza coibentazione: aveva una trasmittanza pari a 1.78 W/m²K e presentava fenomeni di condensa superficiale. L’installazione di un pannello in fibre minerali di roccia di 16 cm ha abbattuto la trasmittanza ad un valore di 0.219 W/m²K ed eliminato la condensa.

L’adeguamento è stato sfruttato per rinnovare l’aspetto estetico e migliorare il confort visivo degli utenti: le forometrie sono state modificate riducendo l’abbagliamento. Invece, i fori presenti nei vani scala sono stati disposti per dare un motivo architettonico che vada a distinguersi dal resto della facciata, donando dinamicità e svecchiando l’istituto.

Descrizione degli interventi antisismici

1. Il cappotto sismico

L’involucro esterno sismo-resistente è formato da una lastra di calcestruzzo gettata in opera all’interno dei casseri Ecosism formati da una maglia tridimensionale in acciaio, nella quale viene preassemblato il materiale isolante in stabilimento: le lastre, aventi fondazioni proprie adiacenti alle esistenti, vengono rese solidali alla struttura mediante ancoraggi a livello di fondazione e sui cordoli di piano, garantendo la collaborazione fra il cappotto ed il telaio della sede scolastica. I setti cielo-terra vengono collegati fra di loro con delle travi di accoppiamento posizionate ad ogni impalcato ottenendo un sistema strutturale a pareti accoppiate.

La nuova struttura resistente garantisce la resistenza alle azioni sismiche, mantenendo inalterate le azioni dovute dai carichi gravitazionali sulle strutture esistenti. Questo sistema costruttivo risulta essere un’ottima soluzione nel trasferimento delle sollecitazioni alle fondazioni: essendo setti molto estesi, le azioni sismiche non risultano gravose, consentendo la realizzazzione di una nuova fondazione di dimensioni contenute.

Dal punto di vista progettuale, la nuova struttura viene dimensionata per un comportamento non dissipativo conducendo un’analisi lineare: il fattore di comportamento è pari a q=1.5, infatti, questa struttura non andrà a dissipare energia mediante deformazione, e per limitare tale aspetto si è garantito il comportamento elastico dei materiali.

Una criticità risultava essere la presenza dei giunti inadeguati, ma il guscio esterno realizzato solidarizza i corpi, impedendone gli spostamenti relativi. Inoltre, la progettazione adottata, non consente lo sviluppo di elevate deformazioni in quanto non viene concesso il raggiungimento della duttilità.

2. I nuovi solai

Nella parte centrale erano presenti dei fori sugli impalcati che riducevano le dimensioni del piano rigido: si sono realizzati due solai, migliorando la distribuzione delle sollecitazioni e donando un nuovo ambiente calpestabile.

3. Catene tiranti

La cappa dei solai di interpiano risultava piccola e debolmente armata: insufficiente a garantire la rigidezza del piano. Vengono inserite quattro catene tiranti ad ogni livello in una posizione tale da non interferire con le opere da realizzare all’esterno e garantendo la massima efficienza.

Fase esecutiva di posa in opera del cappotto sismico

Inizialmente sono state realizzate le fondazioni del cappotto sismico in adiacenza al perimetro del fabbricato ed ancorate al sistema di travi rovesce che formano le fondazioni esistenti.

Installati i connettori strutturali a livello dei cordoli di piano, si sono posizionati i pannelli prefabbricati del cappotto sismico Ecosism: una volta fissati i casseri alle murature con dei tasselli da cappotto, si sono posizionate le barre di armatura dei setti e delle travi di accoppiamento, all’interno dell’intercapedine fra i due pannelli isolanti. Successivamente si è gettato il calcestruzzo con classe di lavorabilità S4 per il riempimento di tutti i vuoti tramite pompaggio e vibrazione: la spinta generata viene compensata dalla rete metallica del cassero, perciò la tassellatura installata serve a garantire la verticalità dei pannelli e ad evitarne il loro movimento reciproco durante i vari procedimenti.

La fase finale consiste nella rifinitura esterna, realizzata con rinzaffo, intonaco di fondo e finitura a intonachino colorato armato con rete in fibra: la maglia metallica esterna consente di realizzare una solida finitura che protegge i pannelli isolanti da urti e da eventi atmosferici di alta intensità. 

Conclusioni

A lavori ultimati la scuola di Schio sarà interamente adeguata sismicamente, inoltre vedrà un contenimento dei consumi energetici grazie alla coibentazione delle pareti e della copertura. Tutti gli interventi, rispettano i seguenti criteri:

• Semplicità e velocità esecutiva dei lavori;
• Continuità delle attività scolastiche in sicurezza;
• Riduzione delle interferenze fra le opere e gli impianti esistenti;
• Riduzione della manutenzione;
• Miglioramento estetico;
• Rispetto della sostenibilità ambientale e riduzione del fabbisogno energetico.

In un unico intervento si è reso possibile il raggiungimento degli obiettivi sismici, energetici ed estetici voluti dalla committenza. Grazie alla rapidità dei tempi di esecuzione e alla sicurezza dei costi, il cappotto sismico Ecosism è la soluzione più efficiente fra le alternative presenti sul mercato.

Autori:

• Alice Polito – laureata magistrale in ingegneria civile

Progettazione generale e Direzione dei Lavori:

• Studio Associato di Ingegneria ed Architettura TIXA - Bassano del Grappa (VI)

Fornitore del cappotto sismico:

• ECOSISM SRL – Battaglia Terme (PD)

Impresa esecutrice:

• Riva Gaetano SAS – San Vito di Leguzzano (VI)

Per leggere l’articolo completo:

https://www.ecosism.com/wp-content/uploads/2021/02/Case-history-Schio-con-intestazione-DR.pdf

Per informazioni:

ECOSISM SRL

Via Rivella, 22 – 35041 BATTAGLIA TERME (PD)

Tel. +39 049 9101417 Fax +39 049 9114283

info@ecosism.com

www.ecosism.com