Demolizione e ricostruzione di un tetto in legno in un edificio in muratura: la relazione tecnica dell’intervento

Intervento di miglioramento sismico di un edificio in muratura

L’intervento riguarda il rifacimento di una copertura esistente con demolizione e ricostruzione di un solaio esistente di un fabbricato di un’abitazione civile.

L’attuale soletta di separazione tra il sottotetto e la zona di deposito comune condominiale verrà demolita e ricostruita con pannelli di X-LAM per consentire un alleggerimento dei carichi rispetto allo stato di fatto, senza alterare il comportamento di piano rigido.

Tale intervento viene classificato come "Intervento di Miglioramento" in quanto gli interventi in progetto accrescono la capacità di resistenza delle strutture esistenti alle azioni considerate. Il miglioramento sismico è stato analizzato svolgendo le verifiche di vulnerabilità sismica su due modelli di calcolo distinti, uno pre intervento ed uno post intervento.

Descrizione dell’intervento: Rifacimento di una copertura con demolizione e ricostruzione di un solaio in XLAM in un edificio in muratura

 Le opere realizzate sull’immobile, situato ai piedi del Monte Bianco, consistono nel completo rifacimento del manto di copertura del corpo di fabbrica condominiale e nell’ampliamento, tramite l’inserimento di un frontone, del 20% della superfice dell’unità immobiliare interessata dai lavori.

Con un volume totale di progetto di 185,73 mc, sarà così possibile procedere con una revisione degli spazi interni, una più funzionale distribuzione degli stessi e grazie alla realizzazione di un nuovo vano destinato ad ospitare una camera da letto sarà possibile ampliare il servizio igienico e trasformare l’attuale camera in studio.

La struttura del tetto per la quale è prevista la demolizione e la successiva ricostruzione, sarà in legno con alcuni elementi metallici non visibili dall’esterno mentre il manto di copertura sarà riproposto in lose e le nuove teste di camino avranno tipologia identica a quelle già presenti nel complesso edilizio.

Contestualmente saranno previste alcune altre piccole modifiche esterne consistenti essenzialmente nella diversa disposizione e forma delle aperture poste sul fronte nord.

Non sono invece previste modifiche a livello di rivestimenti di facciata. 

Descrizione dell'opera e collocazione nel territorio 

La presente relazione riguarda il rifacimento di una copertura esistente con inserimento abbaino e demolizione/ricostruzione solaio esistente di fabbricato civile abitazione. La costruzione è ubicata nel Comune di Courmayeur. La costruzione è ubicata nell’area V2 delle zone a rischio valanghe definita a “medio rischio” (le pressioni in questa zona sono comprese in un range di valori compresi tra 0,5 t/m² e 3,00 t/m². Le dimensioni di massima della costruzione sono di 8,5 m x 8,70 m in pianta e 12,50 m in altezza circa.

Esso è composto da: piano interrato ad uso cantine, piano terra e primo ad uso abitativo di terzi proprietari, sottotetto ad uso abitativo (oggetto di intervento).

L’edificio è collocato all’angolo di un complesso residenziale composto da molteplici unità abitative disposte in serie.

Per meglio simulare l’effettivo comportamento della struttura in oggetto, è stato modellato anche l’edificio adiacente strutturalmente connesso e, a sua volta, le pareti portanti di quest’ultimo sono state vincolare lungo la verticale per mezzo di cerniere attorno all’asse z per simulare la continuità strutturale con le successive unità abitative.

La tipologia costruttiva è a pareti portanti in laterizio lungo il perimetro del fabbricato e pilastri interni in C.A. a sostegno dei solai.

Il progetto prevede la demolizione della copertura esistente in legno con successiva realizzazione mantenendo lo stesso schema statico. Il tetto sarà realizzato sempre in lose locali come allo stato di fatto, la struttura portante sarà in legno massiccio. Sulla testa delle murature verrà realizzato un cordolo per conferire alla struttura maggiore comportamento d’insieme rispetto allo stato di fatto e consentire una legatura adeguata tra le strutture del tetto e quelle verticali.

Oltre a ciò, nel piano della copertura verrà realizzato un abbaino di circa 16 m2 in pianta e, l’attuale soletta di separazione tra il sottotetto e la zona di deposito comune condominiale, verrà demolita e ricostruita con pannelli di X-LAM per consentire un alleggerimento dei carichi rispetto allo stato di fatto, senza alterare il comportamento di piano rigido.

A fronte delle considerazioni suddette, l'intervento ai sensi del par. 8.4.2 delle NTC 2008, viene definito come "Intervento di Miglioramento" in quanto gli interventi in progetto sono stati concepiti al fine di accrescere la capacità di resistenza delle strutture esistenti alle azioni considerate.

Il miglioramento sismico è stato analizzato svolgendo le verifiche di vulnerabilità sismica su due modelli di calcolo distinti, uno pre intervento ed uno post intervento. 

Analisi dei carichi 

I carichi in base ai quali sono state calcolate le varie parti delle strutture delle opere in oggetto sono quelli indicati dalle normative vigenti relative ai "Norme Tecniche per le Costruzioni" (D.M. 14 gennaio 2008); tralasciamo in questo estratto l’analisi dei carichi permanenti e variabili. 

Scelta del fattore di struttura 

La scelta del fattore di struttura è stata eseguita andando ad analizzare la regolarità della struttura.

In particolare, per quanto riguarda la parte di edificio emergente dal terreno, massa e rigidezza variano gradualmente fino in copertura e i sistemi resistenti verticali si estendono per tutta l'altezza della costruzione fino al tetto.

Per tali motivi, secondo la tabella 7.8.1 delle NTC 2008, considerando un valore di q0 pari a 2 ed un valore di αu/ α1 pari a 1,8 il risultato che si ottiene risulta essere q0 = 3,6.

Per edifici regolari in altezza si assume Kr = 1, pertanto q = q0 x Kr = 3,6 x 1 = 3,6. 

Criterio di verifica

Le verifiche sono effettuate con il metodo degli Stati Limite secondo le prescrizioni di NTC 2008 e degli Eurocodici specifici. Vengono effettuate le verifiche di resistenza a Stato Limite Ultimo e le verifiche in esercizio secondo gli Stati Limite di Esercizio. Le combinazioni di carico sono quelle contemplate dalla normativa.

Definizione delle caratteristiche di resistenza dei materiali impiegati

L'analisi strutturale è stata eseguita sulla base delle informazioni raccolte sopra riportate.

Secondo la Circolare del 2 Febbraio 2009 n° 167, al C8A.1.A.4 non avendo svolto prove a rottura sui materiali, è stato possibile adottare il livello di conoscenza LC1.

Tale livello si intende raggiunto quando: siano stati effettuati il rilievo geometrico, verifiche in situ limitate sui dettagli costruttivi ed indagini in situ limitate sulle proprietà dei materiali; il corrispondente fattore di confidenza è FC=1,35. Per definire le proprietà meccaniche dei materiali si è fatto riferimento alla tabella C8A.2.1 di normativa.

Definite le proprietà dei materiali, il passo successivo è stato l'individuazione del coefficiente ɤM necessario ad ottenere le resistenze di progetto dei materiali impiegati.

In base al paragrafo 11.10.1 delle NTC 2008 si è definito che gli elementi resistenti utilizzati sono di categoria II (Gli elementi di categoria I hanno un controllo statistico, eseguito in conformità con le citate norme armonizzate, che fornisce resistenza caratteristica dichiarata a compressione riferita al frattile 5%. Gli elementi di categoria II non soddisfano questi requisiti.

Successivamente, al paragrafo 4.5.6.1 delle NTC 2008, in tabella 4.5.II è stato individuato il valore di ɤM necessario ai fini dei calcoli da eseguire.

Schema di calcolo

Per il calcolo delle sollecitazioni e per la verifica di travi e pilastri in cemento armato si è fatto ricorso all'elaboratore elettronico utilizzando il seguente programma di calcolo: MasterSap, prodotto, distribuito ed assistito dalla AMV srl, con sede in Ronchi dei Legionari (GO). Di seguito vengono rappresentate alcune viste pre (a sinsitra) e post (a destra) intervento.

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