Riduzione rischio sismico edifici in muratura: quando si sviluppano i meccanismi locali?

Riduzione rischio sismico edifici in muratura: quando si sviluppano i meccanismi locali?

Riduzione rischio sismico edifici in muratura

In ottica di Sisma Bonus Decreto Rilancio, approfondiamo la questione circa la riduzione rischio sismico edifici in muratura con particolare riferimento ai meccanismi locali che si possono sviluppare quando i singoli maschi murari non sono efficacemente collegati tra loro, direttamente o tramite gli orizzontamenti e in che modo bisogna intervenire sulla struttura.

Prima di analizzare i meccanismi locali si presentano le possibili soluzioni alle problematiche e alle vulnerabilità eventualmente emerse, richiamando le stesse categorie previste dalla Circolare esplicativa delle NTC 2018, ma ordinandole secondo scale di priorità e facendo anche riferimento alle indicazioni contenute nelle Linee Guida per la protezione del patrimonio culturale dal rischio sismico, dato che, come e ovvio, il comportamento degli edifici tradizionali in muratura non dipende certo dalla presenza o meno di un vincolo giuridico.

Le tipologie di intervento indicate dalle NTC e dalle Linee Guida per indurre benefici nei riguardi delle azioni sismiche sono le seguenti:

  • la formazione dei diaframmi di piano, a livello dei solai ed eventualmente nelle falde di copertura;
  • le connessioni delle pareti tra loro e ai diaframmi di piano;
  • i collegamenti nello spessore della parete in presenza di paramenti multipli;
  • l’incremento della sismo-resistenza delle pareti;
  • il contenimento delle spinte ed il consolidamento di archi e volte;
  • altri interventi:
  • interventi su pilastri e colonne;
  • interventi sulle scale;
  • realizzazione di giunti sismici;
  • interventi in fondazione;
  • interventi volti ad assicurare i collegamenti degli elementi non strutturali.

In ordine di priorità, si parte dalle vulnerabilità non quantificabili, procedendo poi con gli interventi che impediscono lattivazione di meccanismi locali e da ultimo quelli che mirano a migliorare il comportamento globale della struttura.

Va specificato che in questo settore, non ci sono soluzioni universali, applicabili indistintamente in tutti i casi, ma che la scelta delle tecniche va sempre declinata caso per caso.

L’approccio è sempre quello del miglioramento che, anche quando debba essere spinto per esigenze normative fino al completo adeguamento, va sempre perseguito per step progressivi.

Leggi anche: Scale in muratura e rischio sismico. Cosa dice la circolare NTC 2018 in merito?

Riduzione rischio sismico edifici in muratura: i meccanismi locali e le indagini

Una volta appurato che la muratura in esame sia in grado di garantire un comportamento monolitico in caso di sisma – o una volta effettuati gli interventi che permettano di raggiungere questa condizione di minima – la successiva preoccupazione del progettista deve rivolgersi alla necessità di garantire un comportamento scatolare dei diversi setti che compongono la costruzione.

Non a caso, Giuffrè (Sicurezza e conservazione dei centri storici. Il caso Ortigia, Laterza, Bari, 1993) definì i meccanismi di ribaltamento fuori dal piano come meccanismi “di primo modo” proprio perché sono i primi a presentarsi, i più frequenti e i più pericolosi.

I meccanismi locali si possono sviluppare quando i singoli maschi murari non sono efficacemente collegati tra loro, direttamente o tramite gli orizzontamenti. Il primo passo per verificare se ci sia realmente bisogno di intervenire in questo senso sarà allora quello di indagare il livello di connessione effettivamente presente in opera. Le possibili indagini a ciò finalizzate potranno riguardare:

  • indagine visiva mirata all’individuazione degli elementi di connessione (con eventuale rimozione dell’intonaco in corrispondenza delle angolate);
  • ricerche archivistiche e storiche per la definizione delle tecniche costruttive adottate in origine e/o in occasione degli interventi successivi;
  • prove pacometriche per verificare la presenza di catene nascoste, capichiave incassati, connettori tra solai e pareti o tra elementi lignei.

Inoltre, i meccanismi locali sono favoriti dalla presenza di spinte aggiuntive, presenti anche in campo statico, quali quelle dovute alla presenza di archi, volte, elementi di copertura inclinati e non efficacemente collegati. Di queste strutture andranno quindi indagate la tipologia, la tecnica costruttiva e soprattutto l’eventuale presenza ed efficacia di elementi atti ad assorbire le spinte.

Delle catene esistenti, ad esempio, può essere utile verificare lo stato tensionale: non sono infrequenti i casi di catene che si rivelano al limite di rottura (e quindi alle quali non si può affidare ulteriore spinta sismica) o, al contrario, scariche (indice di una cattiva posa in opera o della perdita di efficacia degli ancoraggi, specie se interni alla muratura).

Non perderti: Inserimento di pareti strutturali edifici esistenti. Cosa c’è da sapere?

Riduzione rischio sismico edifici in muratura: i meccanismi locali e metodi di intervento

Una volta appurato nel dettaglio lo stato di fatto, si potrà quindi provvedere ove necessario a migliorare le connessioni ed eliminare le spinte, con particolare attenzione agli interventi in copertura.

Se le indagini sopra riportate non mostrano un sufficiente livello di connessione o se il quadro fessurativo evidenzia segni di attivazione di meccanismi fuori dal piano, l’intervento dovrà prevedere linserimento di elementi resistenti a trazione che colleghino tra loro i diversi macro-elementi, permettendo l’attivazione di una forza stabilizzante nel cinematismo individuato e assicurando il funzionamento scatolare dell’edificio.

Il metodo tradizionalmente più diffuso e ancora assolutamente valido e quello di inserire catene o tiranti metallici (storicamente sono state utilizzate anche catene lignee, mentre attualmente si stanno diffondendo altri materiali, quali i compositi, per il medesimo scopo) che, secondo quanto esplicitamente indicato al paragrafo C8.4.1. della Circolare esplicativa delle NTC 2018, rientrano nella categoria della riparazione o intervento locale, non richiedendo pertanto un collaudo statico.

Fermo restando che la scelta del posizionamento e fortemente influenzata dalle caratteristiche dell’edificio, dalla presenza di scale o di eventuali elementi di pregio in facciata, dai livelli di porte, finestre, piani e mezzanini, l’ideale sarebbe collocare i tiranti in corrispondenza dei solai e delle pareti trasversali portanti, per trasferire loro le azioni.

La possibilità di inserire le catene all’interno dello spessore murario, ormai realizzabile anche per pareti lunghe decine di metri grazie alle moderne tecnologie, va attentamente ponderata, in funzione dello spessore della muratura (che non deve essere troppo ridotto) e delle sue caratteristiche in termini di omogeneità e connessione trasversale, valutando le modifiche che si inducono alla distribuzione delle sollecitazioni e al comportamento del setto.

Nella progettazione e messa in opera di questi presidi, gli aspetti più importanti sono l’ancoraggio e la tesatura. L’ancoraggio rappresenta infatti il punto debole del sistema, per cui il dimensionamento andrà eseguito con attenzione caso per caso e la muratura retrostante andrà opportunamente consolidata. Gli ancoraggi interni allo spessore murario andranno il più possibile evitati, a meno di totale incompatibilità con le istanze conservative, in quanto riescono a trasferire un’azione molto minore e soprattutto rischiano di fratturare la muratura al suo interno, rendendo inefficace e talvolta pericolosa la catena stessa.

Infine, sarà anche fondamentale quantificare e curare la tesatura da applicare e da mantenere nel corso del tempo, anche provvedendo a verifiche periodiche. Variazioni termiche, rotture della muratura in corrispondenza degli ancoraggi, tenditori non efficaci possono provocare riduzioni sensibili del tiro delle catene nel tempo e conseguentemente della loro efficacia. Per limitare la deformazione nel tempo delle catene, le soluzioni più indicate sono l’uso di acciai ad alta resistenza o l’inserimento di molle all’interno del sistema. In entrambi i casi, la deformazione viene concentrata nella fase della posa in opera, limitando gli effetti negativi delle ulteriori variazioni che possono intervenire.

L’articolo è tratto dal volume “Riduzione del rischio sismico negli edifici storici in muratura” di Eva Coïsson edito da Maggioli Editore.

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