Miglioramento strutturale del Collegio Universitario ADISU “F. Innamorati” a Perugia

 

Stefano Agnetti, Responsabile Ufficio Tecnico Kimia
Federico Picuti, Responsabile Comunicazione Kimia

 

Il tema degli interventi di recupero dell’edilizia pubblica e scolastica merita una particolare attenzione. Abbiamo infatti un patrimonio immobiliare vasto e in gran parte vetusto, quindi bisognoso di cure. In questa categoria rientrano anche i collegi universitari che ospitano, ogni giorno, migliaia di studenti.

Quello del recupero delle “case per studenti”, tuttavia, non è un argomento così diffuso in letteratura seppur oggi sia percepito come un tema caldo anche a livello politico per questioni legate alla disponibilità di posti letto per gli universitari, soprattutto nelle grandi città. Nel presente articolo, dunque, illustreremo il recente intervento di manutenzione straordinaria e di miglioramento sismico dello storico Collegio ADISU “Francesco Innamorati” a Perugia, situato nel cuore della cittadella universitaria del capoluogo umbro.

Vedremo in particolare quali parti dell’edificio sono state interessate dai lavori, quali sono state le scelte progettuali ed esecutive adottate e quali soluzioni hanno trovato impiego nell’intervento.

Fig.1 – Planimetria generale

 

L’edificio e gli obiettivi dell’opera

L’opera di manutenzione straordinaria e di rinforzo strutturale del Collegio F. Innamorati ha riguardato i padiglioni “C” e “D”, due ampi complessi di un edificio che, seppur realizzato in epoche differenti, costituisce una testimonianza importante dell’identità storica e culturale della città. La progettazione esecutiva è stata affidata all’Ing. Massimo Vasapollo, mentre l’intervento è stato eseguito dall’impresa di costruzioni Calzoni SpA., mediante soluzioni, tecnologie e assistenza tecnica di Kimia S.p.A..

L’obiettivo primario dei lavori è stato quello di eliminare il maggior numero di carenze strutturali, cercando al tempo stesso, di ottenere un miglioramento del comportamento della struttura, a livello di contrasto a possibili eventi sismici. Parallelamente, il progetto ha previsto il mantenimento dell’attuale destinazione d’uso, migliorando però il servizio offerto agli studenti, per quanto riguarda le funzioni residenziali, culturali, ricreative e di supporto alla didattica.

Il complesso ospitava precedentemente 243 posti letto con servizi igienici di piano e quattro sale studio. L’intervento ha comportato per i due padiglioni una riduzione a 157 posti con servizi igienici esclusivi e il mantenimento delle sale studio e della biblioteca. Il tutto garantendo un livello di accessibilità tale da consentire la fruizione dell’edificio anche a persone con disabilità fisiche.

 

Gli interventi effettuati

Per il Collegio F. Innamorati è stato ipotizzato un intervento volto a rinforzare le strutture e a migliorarne la sicurezza sismica. Le fasi operative hanno previsto:

  • l’introduzione di elementi verticali per irrigidire la struttura, mediante setti in cemento armato all’interno dell’ingombro dell’edificio;
  • il rafforzamento delle travi e dei pilastri esistenti mediante fibre di carbonio;
  • il consolidamento dei nodi trave-pilastro con piastre in acciaio;
  • l’introduzione delle travi secondarie in acciaio ancorate ai pilastri esistenti;
  • la creazione di un solaio areato a livello fondale e di un’intercapedine;
  • la demolizione di alcuni solai in “SAP” e il rifacimento degli stessi in acciaio e soletta;
  • gli interventi di riparazione degli elementi in cemento armato degradati, asportando il copriferro deteriorato, trattando i ferri d’armatura e ricostruendo il calcestruzzo.

I lavori hanno riguardato quindi il consolidamento sia degli elementi verticali che degli orizzontamenti, per tutti i livelli di entrambi gli edifici, ovvero il padiglione C, costituito da sei piani di cui uno seminterrato, e il padiglione D, costituito invece da otto piani di cui due seminterrati.

Fig. 2 – Esecuzione degli interventi

 

I due padiglioni erano molto simili tra loro per tipologia costruttiva, sia a livello di schema strutturale e dimensionamento delle sezioni, sia nei materiali impiegati in origine. In entrambe le strutture a livello fondale risultavano essere presenti dei plinti su pali, ricollegati nella sola direzione principale da cordoli in calcestruzzo armato. Gli orizzontamenti invece erano realizzati con elementi in latero-cemento tipo “SAP”. Nell’edificio C avevano un’altezza pari a 16+5 con soletta e rete, mentre nel l’edificio D aveva un’altezza di 20+2cm senza caldana armata. La copertura era anch’essa in laterocemento, con travi dalla geometria parzialmente spingente.

 

L’opera di ripristino del calcestruzzo degradato

Per gli elementi in calcestruzzo ammalorato è stato previsto un preliminare ciclo di ripristino volto a ricostituire l’integrità materica e strutturale delle travi e dei pilastri, sui quali è stato successivamente applicato un rinforzo con sistemi compositi FRP in fibra di carbonio certificati.

Si è deciso, quindi, di eliminare tutto il calcestruzzo degradato e inconsistente, mediante martellinatura, fino a trovare il supporto compatto. Successivamente sono state effettuate attività di pulizia delle armature e di lavaggio a saturazione delle zone da trattare. Sulle armature è stata poi applicata una malta idraulica anticorrosione, Betonfix KIMIFER, ed è stato eseguito il ripristino corticale con l’ausilio di una malta idraulica antiritiro, addizionata con fibre sintetiche e inibitori di corrosione chiamata Betonfix FB. Infine, la rasatura protettiva è stata realizzata con il rasante cementizio a grana fine, Betonfix RS.

Fig. 3 – Fasi operative del ripristino del cls

 

Il rinforzo degli elementi strutturali e l’uso delle piastre

Le murature interne agli edifici erano composte da mattoni pieni portanti a due teste su tutti i livelli dei telai trasversali delimitanti la scala. Questi, che all’epoca della costruzione avevano una funzione portante per la scala, apportavano una notevole azione irrigidente rispetto alle azioni sismiche, non considerate all’epoca della progettazione.

Fig.4 – Esecuzione delle fasciature con FRP dei pilastri

 

Le murature emergenti dalle travi del quinto livello invece erano sia a una che a due teste e avevano la funzione di portare il soprastante solaio di copertura in latero cemento. Queste sono state consolidate e collegate alla struttura del telaio in cemento armato con il sistema a matrice cementizia Betonfix AQM GG e con rete preformata in fibra di vetro alcali-resistente Kimitech Wallmesh MR.

Per migliorare l’adesione del sistema ai supporti in mattoni e in cemento armato, sono stati inseriti connettori ad “L” chiamati Kimisteel Connect. Si tratta di elementi in acciaio inossidabile AISI 304 ad aderenza migliorata, fissati con malta cementizia. Tale intervento ha consentito di realizzare il collegamento delle tamponature alla struttura portante, con la funzione di limitare i movimenti differenziali tra pannello murario e travi e pilastri in c.a. e di evitare il ribaltamento delle pareti, garantendo un elevato livello di sicurezza strutturale.

 

Il rinforzo dei solai con betoncini colabili

Per garantire la continuità tra i solai esistenti e quelli di nuova realizzazione gettati su lamiera grecata, il progetto esecutivo ha previsto l’utilizzo di un betoncino cementizio a elevate prestazioni meccaniche, mediante la stesura di un getto di 4 cm di spessore. L’operazione è stata preceduta dalla primerizzazione del supporto con apposita resina epossidica bicomponente all’acqua, volta a favorire la ripresa di getto. È stato realizzato inoltre il collegamento del getto al solaio esistente, mediante l’inserimento connettori metallici.

Fig.5 – Getto di rinforzo dei solai con betoncino cementizio
Fig.6 – Dettaglio dell’inserimento delle barre metalliche di collegamento sui solai

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Il sistema di controvento di piano, non essendo presente sulla soletta del solaio alcuna armatura di ripartizione, invece, è stato eseguito “a croce di S. Andrea”. Sono stati utilizzati sistemi compositi di tipo FRCM, a matrice cementizia, prodotti da tessuti con trefoli in acciaio galvanizzato, che sono stati disposti all’estradosso dei solai in latero-cemento e ancorati alle estremità della struttura principale in cemento armato, in corrispondenza dei nodi, mediante connettori della stessa tipologia di acciaio. L’applicazione del sistema ha previsto l’impiego di un tessuto di acciaio galvanizzato ad alta resistenza da 650 g/mq, combinato con uno strato inferiore e uno superiore di malta cementizia.

Fig.7 – Dettaglio dell’intervento di ripristino solaio con controventi

 

Il rinforzo delle murature

Le murature interne agli edifici erano composte da mattoni pieni portanti a due teste su tutti i livelli dei telai trasversali delimitanti la scala. Questi, che all’epoca della costruzione avevano una funzione portante per la scala, apportano una notevole azione irrigidente rispetto alle azioni sismiche, non considerate all’epoca della progettazione.

Le murature emergenti dalle travi del quinto livello invece erano sia a una che a due teste e avevano la funzione di portare il soprastante solaio di copertura in latero cemento. Queste sono state consolidate e collegate alla struttura del telaio in cemento armato con il sistema a matrice cementizia Betonfix AQM GG e con rete preformata in fibra di vetro A.R. Kimitech Wallmesh MR.

Per migliorare l’adesione del sistema ai supporti in mattoni ed in cemento armato, sono stati inseriti connettori ad “L” Kimisteel Connect, ovvero elementi in acciaio inossidabile AISI 304 ad aderenza migliorata, fissati con malta cementizia. Tale intervento ha consentito di realizzare il collegamento delle tamponature alla struttura portante, con la funzione di limitare i movimenti differenziali tra pannello murario e travi e pilastri in c.a. e di evitare il ribaltamento delle pareti, garantendo un elevato livello di sicurezza strutturale.

 

Conclusioni

L’intervento progettuale aveva l’obiettivo di eliminare il maggior numero possibile di carenze strutturali, cercando, al tempo stesso, di ottenere un miglioramento significativo del comportamento della struttura a livello di contrasto all’evento sismico. La considerazione fondamentale che ha guidato il progetto e la sua esecuzione è stata che l’edificio allo stato pre-intervento non presentava problematiche particolari in punti determinati, ovvero lesioni o danneggiamenti; quindi non è stato necessario procedere a riparazioni, ma solo a interventi mirati al miglioramento del comportamento degli edifici.

 


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