MAGNETI MARELLI – INTERVENTO DI ADEGUAMENTO SISMICO SULLA PALAZZINA UFFICI

L’EVENTO SISMICO E I DANNI SUBITI

La palazzina uffici e servizi annessa al comparto industriale della Magneti Marelli di Crevalcore (BO) si annovera tra i numerosi edifici danneggiati dagli eventi sismici del Maggio 2012. Si è quindi provveduto alla verifica della sicurezza strutturale e la progettazione degli interventi di adeguamento sismico. L’opera finale adegua al 100%, attraverso un “esoscheletro d’acciaio in gerarchia delle resistenze”, l’importante vulnerabilità sismica di un edificio concepito all’inizio degli anni ’70 per resistere ai soli carichi verticali.
La palazzina uffici, insieme all’intero comparto produttivo, fu costruita tra il 1973 e il 1974. Nel corso degli anni non ha subito modifiche sostanziali né eventi sismici rilevanti.
L’edificio è composto da 2 piani fuori terra e un piano seminterrato, conformazione planimetrica rettangolare allungata con dimensioni pari a 56mx12.25m per il piano rialzato con interrato e 55.55mx13.75m per piano 1°.
A seguito dei due eventi sismici del Maggio 2012 si sono sviluppati i seguenti danni:

• Danni strutturali in corrispondenza dei due corpi scala
• Lesioni sui tamponamenti esterni dovute a compressione contro i pilastri
• Lesioni su circa il 70% dei tramezzi murari
• Lesione sulla testata di un pilastro al piano 1°
• Lesioni sulle pannellature esterne in c.c.a
• Fenomeni di martellamento sulle pannellature esterne adiacenti la passerella di collegamento con l’edificio produttivo.

LO STUDIO DI RISPOSTA SISMICA LOCALE DEL COMPARTO INDUSTRIALE

Teleios ha deciso di eseguire un’analisi di risposta sismica locale specifica per il sito sede dello stabilimento. Sono stati scelti i criteri di analisi che sarebbero stati impiegati, in quanto solo conoscendo i parametri geotecnici sarebbe stato possibile progettare in modo coerente ed efficace la campagna di indagini geognostiche.
È stata quindi eseguita una campagna di prove in sito ed in laboratorio ampia e specialistica, che ha previsto l’esecuzione di:

• Sondaggio fino alla profondità di 31m
• Prove penetro metriche statiche con piezocono CPTu
• Indagini geofisiche: prova down-hole DH in foro di sondaggio, indagini geofisiche superficiali tipo MASW, misure di microtremore tipo HVSR
• Prove di laboratorio: prova di taglio diretto, prove udometriche, prove triassiali consolidate drenate TX CD, prove consolidate e non drenate TX CIU, prove cicliche in colonna risonante RC

Eseguite le analisi sono stati ricavati, relativamente ai segnali sismici di input, i corrispondenti accelerogrammi e spettri di risposta agenti a livello del piano campagna. Scopo dell’analisi RSL in oggetto era non solo l’accurata caratterizzazione sismica del sito ma anche, e soprattutto, l’ottenimento di strumenti per la progettazione degli interventi che avrebbero interessato lo stabilimento Magneti Marelli.

Il progetto di adeguamento sismico: un esoscheletro d’acciaio in “gerarchia delle resistenze”

La concezione strutturale
Alla luce delle vulnerabilità evidenziate nella verifica di sicurezza strutturale, la concezione strutturale dell’intervento è stata fondata sull’idea di deputare le strutture esistenti alla sola funzione statica per le quali sono state effettivamente progettate, ossia la resistenza prevalente ai soli carichi verticali. Invec per le azioni non consone alla struttura esistente si è deciso di affiancarle ad un “esoscheletro” d’acciaio, fondato su micropali valvolati, sismoresistente al 100% della prestazione prevista dal D.M. 14/01/2008 così come da volontà della Committenza la quale non si è limitata al 60% richiesto dal D.lgs.06/06/2012. Dal momento che una struttura, suo malgrado, reagisce per rigidezza, si è cercato di rispettarne ulteriormente le attitudini proprie, escludendone l’involontaria capacità reattiva verso le forze sismiche attraverso la modifica del grado di vincolo alla base dei pilastri dei due piani in elevazione effettuata con la formazione di cerniere tipo Mesnager. In tal modo si sono anche svincolate le risposte sismiche delle due tipologie strutturali costituite appunto dalle nuove strutture e da quelle esistenti. I nuovi sistemi sismo resistenti sono stati dimensionati anche in funzione dello stato limite di danno (SDL) assumendo come limite di spostamento d’interpiano per le colonne esistenti quello dello 0,5% dell’altezza nonostante sia stato previsto di sostituire tutte le pannellature rigide e le contropareti in laterizio di tamponamento con elementi più flessibili e meno soggetti a danneggiamenti. Inoltre si è optato per la demolizione e sostituzione dei due corpi scala interni in c.c.a danneggiati con nuove scale metalliche, più leggere, appese alle travate principali in c.c.a o a nuove travi d’acciaio.

Progetto delle fondazioni
Le condizioni geotecniche riscontrate e le sollecitazioni principalmente flessionali in campo sismico da trasmettere al terreno non permettono l’impiego di fondazioni superficiali. La scelta progettuale è stata quindi quella di impiegare plinti su pali disposti in maniera puntuale in corrispondenza delle strutture sismo resistenti.
L’esoscheletro presenta due tipi di tralicci sismo resistenti. Per ognuna delle due tipologie è stata prevista una diversa fondazione: plinti con due pali per quelli “longitudinali” e plinti con 12 pali per i “trasversali”.

Viste le condizioni geotecniche e la necessità di operare in adiacenza a strutture esistenti si è scelto di impiegare micropali trivellati dotati di valvole nel tratto finale, così da incrementarne la resistenza.

Progetto delle strutture
Le strutture sismo resistenti sono costituite da tralicci d’acciaio, di tipo dissipativo, disposti secondo le due direzioni ortogonali principali individuate dai lati maggiore e minore dell’edificio. Ciascun traliccio è costituito da tubi tondi CHS ed è stato concepito come un unico gruppo saldato che arriva in cantiere zincato a caldo e verniciato in officina, pronto per l’alloggiamento sui tirafondi.
Lo schema strutturale dei tralicci è tale da potere dissipare sia come struttura a telaio, sia come struttura a controventi concentrici, grazie alla formazione del meccanismo tipo Vierendel fra colonne e traversi e di quello tipo diagonale tesa attiva dei controventi a croce di S. Andrea.
La disposizione dei setti reticolari sui lati maggiori dell’edificio coincide con l’interasse dei telai principali in c.a. esistenti in modo che ogni setto assorba l’aliquota sismica competente al singolo telaio in c.a. la distribuzione dei setti sui due lati corti è invece prevista per bloccare i movimenti dei telai sia in corrispondenza delle testate e delle basi delle colonne, sia in posizione intermedia alla travate principali.
Per sgravare i solai da azioni di piano parassite e rendere uniforme la distribuzione delle forzanti sismiche nel piano, sono stati previsti sistemi di puntoni e piccole reticolari piane, subito sotto i solai, collegati alle travi principali ed alle colonne.

Tutti i nuovi sistemi di controvento sismico possiedono le medesime geometrie esterne in modo da avere una coerenza architettonica. Le differenti esigenze in termini di resistenza, deformabilità e gerarchia delle resistenze sono state risolte giocando sugli spessore dei tubi e sulle qualità dei materiali.
I collegamenti di base dei setti reticolari sono realizzati mediante perni e tirafondi annegati nei plinti in c.c.a. Le connessioni fra nuove strutture ed esistenti sono realizzate con profili tubolari funzionanti come puntoni o tiranti grazie ai collegamenti tipo cerniera ed ancoraggi con sistemi a contrasto o a ripristino d’ancoraggio con le armature esistenti. La scelta di utilizzare per il collegamento di base le cerniere perfette a perno consente da un lato di assegnare a ciascun setto reticolare la specifica direzione sismica di lavoro e dall’altro di ottimizzare il giunto nel momento in cui vi si applicano le regole di GdR evitando così notevoli differenze fra sollecitazione derivante dall’analisi e sollecitazione di calcolo derivante appunto dal criterio di sovraresistenza.

I setti reticolari hanno bisogno di essere stabilizzati in senso ortogonale al loro piano ed a tal fine sono stati previsti ulteriori sistemi di controvento di parete (ubicati sui prospetti dell’edificio) mediante correnti orizzontali e controventi a croce di S.Andrea. La chiusura d’angolo fra i livelli dei traversi sei setti intorno alla palazzina ha solo una funzione estetica.
Le forme ellittiche delle unioni ottimizzano le distanze dai bordi previste dall’Eurocodice 3 – UNI EN 1993 per le unioni con perni fornendo anche una certa valenza estetica.
Da quanto riportato può emergere che l’apprezzamento estetico riscosso dall’opera è derivato in misura preponderante da un’adeguata risposta progettuale alle sue esigenze strutturali.