La verifica strutturale di una scuola di Madrid: Tekla Structures per la realizzazione del modello as built

Il presente lavoro di tesi è volto alla verifica delle prestazioni strutturali di una porzione dell’edificio sede della Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid (E.T.S.A.M.), sulla base delle procedure di verifica agli stati limite ultimi prescritte dalle vigenti normative tecniche, quali l’Eurocodice 2 (EC2-2004) e le Norme Tecniche per le Costruzioni NTC2008 di cui al D.M. 14/01/2008 e relativa Circolare applicativa del 2 febbraio 2009, n.617.

Si è proceduto quindi alla definizione del modello fisico strutturale, realizzata con il software BIM Tekla Structures, che ha permesso la realizzazione di un modello as built, ossia capace di descrivere l’opera così come è stata effettivamente costruita e modificata nel tempo.

La Escuela De Arquitectura: dalla sua concezione ad oggi

Nel 1933 i lavori esecutivi della nuova Escuela de Arquitectura furono affidati all’architetto e professore Pascual Bravo Sanfeliù che, laureatosi nel 1918 a Madrid, aveva già progettato il padiglione di Spagna per l’Esposizione di Arti Decorative di Parigi del ’25 e quello di Aragona per l’Esposizione Iberoamericana di Siviglia del ’29.
L’edificio sarebbe stato costruito all’interno della zona dedicata alle Belle Arti, ad ovest della Ciudad Universitaria e in prossimità della Casa de Velazquez, dove era prevista anche la Escuela de Pintura y Escultura e il Conservatorio de musica.

In linea generale, l’edificio era articolato in quattro blocchi: dal primo, quello centrale e d’ingresso, si sviluppavano due ali laterali, di cui quella di destra ospitava la sala conferenze e la biblioteca e quella di sinistra le aule normali e alcuni laboratori; sul lato opposto all’ingresso, infine, si innestava il blocco terminale, destinato ad ospitare i laboratori di grafica e di progetto. In generale, la distribuzione degli ambienti per blocchi obbediva alle necessità di circolazione, mentre quella per piani obbediva a necessità funzionali.
L’edificio fu finalmente inaugurato con la celebrazione degli esami nel giugno del 1936, solo un mese prima che scoppiasse la guerra civile.
Data la posizione sulla linea di fuoco, la Escuela de Arquitectura fu probabilmente, tra quelle costruite con struttura in cemento armato, la più danneggiata, subendo perforazioni da proiettili di tutti i calibri e distruzioni parziali di paramenti, tamponature, impianti e rivestimenti interni, dovute all’esplosione di mine; inoltre, tutto il materiale combustibile, inclusi mobili, rivestimenti murari e pavimentazioni, andò perduto. La struttura in cemento armato, tuttavia, non subì danni molto rilevanti, dato che solo l’impatto diretto di grandi proiettili recò danni a travi e pilastri, ma senza che questi trasmettessero i loro effetti agli altri elementi strutturali.
Nonostante i vari interventi subiti nei decenni successivi alla sua costruzione, con eccezione della creazione del nuovo piano interrato, la Escuela Técnica Superior de Arquitectura non ha subito rilevanti variazioni rispetto al progetto originale, di cui è stata tendenzialmente mantenuta l’intenzione progettuale per quanto concerne gli ambienti diafani e le scelte di arredo.

La definizione del modello strutturale

Il modello strutturale è stato realizzato con il software BIM Tekla Structures.

Tale software ha consentito la realizzazione di un modello as built della porzione di struttura in analisi, ossia capace di descrivere l’opera così come è stata effettivamente costruita e modificata nel tempo. Permettendo la centralizzazione di tutte le informazioni di carattere geometrico-strutturale. Il modello BIM consente la minimizzazione degli errori nonché una maggiore coerenza dei dati estraibili; inoltre, il modello così realizzato costituisce un potenziale supporto ad un eventuale futuro progetto di intervento sull’esistente dato che, individuando geometricamente tutte le componenti, si presenta come un “archivio di progetto” in grado di permettere una gestione immediata e facilitata di tutte le varianti.

In generale, il modello è stato impostato mantenendo indipendenti le strutture in elevazione dei quattro moduli analizzati, unite tra loro solo al livello dei pali di fondazione, rappresentati solo nel tratto attualmente parte del piano interrato, non conoscendo le prestazioni meccaniche del terreno. L’intero modello è stato costruito su una griglia tridimensionale, costruita manualmente e rappresentante un complesso tridimensionale di piani orizzontali e verticali; tale griglia è visualizzabile sul piano della vista come una maglia di linee tratto-punto ed è stata utilizzata per disporre ed individuare gli oggetti del modello che, se opportunamente impostato, possono seguirne l’eventuale movimento magneticamente.

Valutazione delle prestazioni strutturali dei blocchi A, B, C, E.

I Pilastri

I pilastri sono stati creati selezionando, nella vista del piano interessato, i punti di intersezione della griglia magnetica. Le proprietà di ciascun pilastro, come l’altezza, la forma e la dimensione della sezione e la classe di appartenenza, sono modificabili tramite l’apposita finestra di dialogo.

Per quanto riguarda le armature, queste sono state crete con lo strumento di modellazione Rectangular column reinforcement, che predispone automaticamente un’armatura standard dell’elemento, composta da armature longitudinali d’angolo e laterali, staffe, collegamenti intermedi e armature alle estremità.