Intervento di demolizione e sostituzione di copertura in legno.

- Vista 3D dello stato di fatto dell'edificio.

















- Carpenteria stato di fatto della copertura dell'edificio.











- Vista 3D della copertura di progetto dell'edificio.












- Vista 3D dello stato di progetto dell'edificio.




















- Carpenteria stato di progetto della copertura.











- Ancoraggio pilastro in legno con trave in c.a. mediante connettori in acciaio e piastra a scomparsa.








- Unione trave-trave mediante attacco laterale con viti in acciaio.





















- Carpenteria di progetto del piano secondo.













- Particolari travi di progetto inserite nel piano secondo per la creazione di un vano scala.


















L’edificio oggetto della relazione di calcolo si sviluppa per quattro piani fuori terra ed un piano interrato, adibiti a civile abitazione. 
L’intervento in oggetto prevede la demolizione della struttura di copertura in latero-cemento esistente e la sostituzione della stessa con una copertura piana in legno costituita da una prima parte adibita a copertura dei vani abitabili ed una seconda parte che costituisce un pergolato finalizzato alla copertura del terrazzo.
Con la creazione della nuova copertura è stato creato anche un nuovo piano abitabile, inaccessibile e non abitabile prima che avvenisse la costruzione della nuova copertura. 
Per accedere al piano secondo è stato opportuno creare un ulteriore vano scala internato rispetto al vano scala preesistente, creando una bucatura nel solaio, opportunamente dimensionata e calcolata, che permettesse l'accesso al nuovo piano.
Nel solaio del piano secondo sono state introdotte, in seguito alla bucatura del solaio e dopo aver effettuato precisi calcoli strutturali, due travi in c.a. come bilancino per il sostegno dei travetti tagliati.
Le due travi di progetto sono state collegate ad altre travi esistenti mediante ferri di ripresa della lunghezza di 1,00 m, con 0,30 m di profondità nella trave esistente ed altri 0,70 m in quella di progetto, l'ancoraggio inoltre è stato ottimizzato applicando un tipo di resina (HILTI HIT - HY200-R) giusto per questo tipo di intervento. La lunghezza delle barre è stata scelta proprio per garantire una giusta rigidezza delle travi e quindi un buon ancoraggio a quelle esistenti, inoltre, per ottenere un buon risultato a livello statico sono state scelte barre aventi un diametro di 16 mm.
Come tutte le travi in c.a. sono state inserite, ad entrambe le travi, delle barre in acciaio con diametro di 16 mm disposti nel lato superiore ed inferiore delle travi.
La trave progettata e costruita per il sostegno dei travetti tagliati contiene, oltre alle barre superiori, anche delle barre inferiori le quali però hanno una forma differente dalle barre dell'altra trave proprio perchè la trave in questione deve sostenere dei travetti e quindi non sarebbe possibile inserire una barra lunga come quella superiore ma bensì è stata scelta un'altra tipologia, ovvero, le barre inferiori come si può ben notare dall'ultima figura allegata sul lato sinistro della pagina, hanno una forma molto simile alla figura di un trapezio e sono agganciate alle barre superiori proprio perchè nel lato inferiore della trave tra una barra e l'altra c'è la presenza dei travetti. 
Inoltre, ad entrambe le travi di progetto sono state inserite delle staffe in acciaio con diametro di 8 mm inserite ogni 0,20 m.

PROCEDURE PER LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E LA REDAZIONE DEI PROGETTI

• Analisi storico-critica

Ai fini di una corretta individuazione del sistema strutturale esistente e del suo stato di sollecitazione è stato importante ricostruire il processo di realizzazione e le successive modificazioni subite nel tempo dal manufatto, nonché gli eventi che lo hanno interessato. Viene di seguito indicata la documentazione reperita e vengono esplicitate le informazioni desunte da ciascuno dei documenti esaminati. 
- Progettuale Strutturale Originale
- Progetto Architettonico Originale

• Rilievo geometrico-strutturale

Il rilievo geometrico-strutturale è stato riferito sia alla geometria complessiva dell’organismo che a quella degli elementi costruttivi, comprendendo i rapporti con le eventuali strutture in aderenza. Nel rilievo sono state rappresentate le modificazioni intervenute nel tempo, come desunte dall’analisi storico-critica.
Il rilievo ha avuto come fine l'individuazione dell’organismo resistente della costruzione, tenendo anche presente la qualità e lo stato di conservazione dei materiali e degli elementi costitutivi.
Sono stati rilevati anche gli eventuali dissesti, in atto o stabilizzati, ponendo particolare attenzione all’individuazione dei quadri fessurativi e dei meccanismi di danno.

• Caratterizzazione meccanica dei materiali

Per conseguire un’adeguata conoscenza delle caratteristiche dei materiali e del loro degrado, ci si è basati sull'eventuale documentazione già disponibile e su verifiche visive in situ. I valori delle resistenze meccaniche dei materiali sono state assunte pari a quelle prescritte dalla normativa.

- TERRENO DI FONDAZIONE

Le indagini effettuate, mirate alla valutazione della velocità delle onde di taglio (VS30) e/o del numero di colpi dello Standard Penetration Test (NSPT), permettono di classificare il profilo stratigrafico, ai fini della determinazione dell’azione sismica, di categoria C [C - Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti]. 
Tutti i parametri che caratterizzano i terreni di fondazione sono riportati nei tabulati di calcolo, nella relativa sezione. 

- VALUTAZIONE DELL’AZIONE SISMICA

In particolare il procedimento per la definizione degli spettri di progetto per i vari Stati Limite per cui sono state effettuate le verifiche è stato il seguente:

• definizione della Vita Nominale e della Classe d’Uso della struttura, il cui uso combinato ha portato alla definizione del Periodo di Riferimento dell’azione sismica.
• Individuazione, tramite latitudine e longitudine, dei parametri sismici di base ag, F0 e T*c per tutti e quattro gli Stati Limite previsti (SLO, SLD, SLV e SLC); l’individuazione è stata effettuata interpolando tra i 4 punti più vicini al punto di riferimento dell’edificio.
• Determinazione dei coefficienti di amplificazione stratigrafica e topografica.
• Calcolo del periodo Tc corrispondente all’inizio del tratto a velocità costante dello Spettro.

Il calcolo degli effetti dell’azione sismica è stato eseguito con riferimento alla struttura spaziale, tenendo cioè conto degli elementi interagenti fra loro secondo l’effettiva realizzazione escludendo i tamponamenti. Non ci sono approssimazioni su tetti inclinati, piani sfalsati o scale, solette, pareti irrigidenti e nuclei. Si è tenuto conto delle deformabilità taglianti e flessionali degli elementi monodimensionali; muri, pareti, setti, solette sono stati correttamente schematizzati tramite elementi finiti a tre/quattro nodi con comportamento a guscio (sia a piastra che a lastra).
Sono stati considerati sei gradi di libertà per nodo; in ogni nodo della struttura sono state applicate le forze sismiche derivanti dalle masse circostanti.
Le sollecitazioni derivanti da tali forze sono state poi combinate con quelle derivanti dagli altri carichi come prima specificato.

- AZIONI SULLA STRUTTURA

I carichi agenti sui solai, derivanti dall’analisi dei carichi, vengono ripartiti dal programma di calcolo in modo automatico sulle membrature (travi, pilastri, pareti, solette, platee, ecc.).
I carichi dovuti ai tamponamenti, sia sulle travi di fondazione che su quelle di piano, sono schematizzati come carichi lineari agenti esclusivamente sulle aste.
Su tutti gli elementi strutturali è inoltre possibile applicare direttamente ulteriori azioni concentrate e/o distribuite (variabili con legge lineare ed agenti lungo tutta l’asta o su tratti limitati di essa).
Le azioni introdotte direttamente sono combinate con le altre (carichi permanenti, accidentali e sisma) mediante le combinazioni di carico di seguito descritte; da esse si ottengono i valori probabilistici da impiegare successivamente nelle verifiche.


- VERIFICHE DI INSTABILITA' (Aste in legno)

Per tutti gli elementi strutturali sono state condotte verifiche delle membrature nei confronti di possibili fenomeni di instabilità, quali lo sbandamento laterale degli elementi compressi o pressoinflessi.

- VERIFICHE DI DEFORMABILITA' (Aste in legno)

Per la verifica di deformabilità, occorre determinare preventivamente la deformazione iniziale e la deformazione finale.
Per il calcolo della deformazione iniziale occorre valutare la deformazione istantanea con riferimento alla combinazione di carico rara. Per il calcolo della deformazione finale occorre valutare la deformazione a lungo termine per la combinazione di carico quasi permanente e sommare a quest’ultima la deformazione istantanea dovuta alla sola aliquota mancante, nella combinazione quasi permanente, del carico accidentale prevalente (da intendersi come il carico variabile di base della combinazione rara).

- Verifiche delle unioni legno-legno e degli appoggi

Le unioni legno-legno sono rappresentate da intagli opportunamente sagomati per consentire la realizzazione, ad esempio di travature reticolari e simili. Un'asta può pertanto presentare alle estremità diverse facce variamente orientate, per le quali vengono effettuate verifiche a compressione generalmente inclinata rispetto alle fibre, previa ripartizione della componente di sforzo normale tra le facce stesse.
In maniera analoga si procede per gli elementi appoggiati, per i quali si valuta la resistenza a compressione inclinata rispetto alle fibre.