In seguito ai numerosi terremoti che stano colpendo il nostro Paese, ci rendiamo sempre di più conto di quanto siano necessari interventi sul patrimonio edilizio italiano. Ancora una volta questi eventi ci hanno colti impreparati, nonostante sia ormai chiaro da anni che la maggior parte dei nostri edifici sia vulnerabile dal punto di vista sismico. Inoltre la cifra che avrebbe potuto essere spesa a monte per l’adeguamento delle strutture sarebbe stata nettamente inferiore di quella che si spenderà per la ricostruzione e lo smaltimento delle macerie.  Bisogna comunque considerare che in Italia, come in molti altri Paesi, sono presenti edifici realizzati con diverse tipologie strutturali e ciò comporta un’ulteriore difficoltà nei metodi di verifica.

La normativa individua tre categorie di intervento:

• interventi di adeguamento atti a conseguire i livelli di sicurezza previsti dalle norme
• interventi di miglioramento atti ad aumentare la sicurezza strutturale esistente, pur senza necessariamente raggiungere i livelli richiesti dalle norme
• riparazioni o interventi locali che interessano elementi isolati, e che comunque comportano un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti.

E’ obbligatoria la valutazione della sicurezza ed eventualmente l’adeguamento nei casi di:

• sopraelevazione
• ampliamento della costruzione tramite opere connesse alla stessa
• variazioni di destinazioni d’uso che comportino incrementi dei carichi in fondazione superiori al 10%
• interventi strutturali che portino ad un organismo diverso dal precedente

Per interventi di miglioramento si intendono quelli che accrescano la resistenza delle strutture esistenti . Nelle zone a rischio sismico bisogna effettuare una valutazione della sicurezza sia per tutte le parti della struttura che potrebbero essere interessate da modifiche di comportamento, sia per la struttura nel suo insieme.

In ultimo gli interventi locali riguardano solo alcune porzioni della costruzione, cosicché il progetto e la valutazione della sicurezza potranno essere riferiti alle sole parti interessate, specificando che tali interventi siano utili ad un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti. La relazione da effettuarsi dovrà inoltre documentare le carenze strutturali riscontrate, specificando se risolte o persistenti.

Per procedere ad interventi di questo tipo c’è sempre un iter da seguire:

un tecnico abilitato dovrà effettuare un sopralluogo con analisi dello stato di fatto dei materiali e della capacità  portante della struttura. L’analisi della struttura pre-intervento dovrà mostrare quali siano le carenze e il livello di azione sismica per il quale essa raggiunge lo SLU (Stato Limite Ultimo) e lo SLE se richiesto (Stato Limite di Esercizio).

Il tecnico dovrà, a questo punto, specificare quale tipo di intervento sia necessario e quali siano tecniche e materiali da utilizzare; successivamente alla verifica della struttura post-intervento con determinazione del livello si azione sismica per la quale viene raggiunto lo SLU ed eventualmente lo SLE.

Nota: lo Stato Limite è una situazione, raggiunta la quale, la struttura o una delle sue parti non può più assolvere alla sua funzione.

Gli Stati Limite Ultimi si riferiscono ai casi di:

• perdita di equilibrio della struttura o di una sua parte
• deformazioni eccessive
• raggiungimento della massima capacità di resistenza della struttura o di parti di essa
• raggiungimento di meccanismi di collasso nei terreni
• rottura di membrane
• instabilità della struttura o di parti di essa

Gli Stati Limite di Esercizio si riferiscono ai casi di:

• danneggiamenti locali, che possono ridurre la durabilità della struttura
• spostamenti o deformazioni che possano limitare l’uso della costruzione
• spostamenti o deformazioni che possano compromettere l’efficienza e l’aspetto di elementi non strutturali, impianti, macchinari,ecc
• danni per fatica
• corrosione o degrado dei materiali, in funzione dell’ambiente di esposizione

Alcuni esempi di crolli

– ribaltamento delle facciate o pareti perimetrali, soggette alla spinta della copertura. Questo può succedere quando il grado di ammorsamento (connessione) tra le pareti sia basso o manchino diatoni di collegamento, o per insufficiente incatenamento come nel caso di catene lignee ormai ammalorate.

• 

– flessione fuori piano tra i solai, causato da scarsi o inesistenti collegamenti tra solaio di interpiano e la parete o da muratura scadente;

• 

– rottura di parte della muratura perimetrale dovuta a martellamento delle coperture o spinta delle travi di compluvio o displuvio della stessa.

– rottura delle fasce di piano

Possibili cause dei crolli

I problemi strutturali negli edifici esistenti in muratura possono essere legati a differenti cause:

• scadenti collegamenti tra le murature; ciò fa si che l’edificio non abbia un comportamento scatolare, ossia d’insieme, e che quindi si innestino dei meccanismi locali.
• scarsa qualità della tessitura muraria(murature a sacco, assenza di diatoni, forte disomogeneità della tessitura)
• fatiscenza muraria, o scarsa qualità dei materiali costituenti (malta scadente o troppo magra, mattoni, muratura in ciotoli)
• vulnerabilità per presenza di indebolimenti nei muri, ad esempio canne fumarie.
• presenza di pesanti cordoli in c.a. su murature fatiscenti, che quindi pesano sulla struttura
• edifici addossati non consolidati, per cui uno potrebbe gravare sull’altro
• irregolarità in pianta o in elevazione o difforme presenza di murature resistenti nelle due direzioni principali. Non avendo la certezza di quale sia la direzione secondo la quale arriverà il terremoto, è sempre bene assicurarsi di avere elementi resistenti sia in una direzione che nell’altra.
• coperture e solai orditi solo in una direzione e non collegati al piano
• murature portanti con alta percentuale di bucature e/o aperture sfalsate
• carenze delle fondazioni: disomogenea natura del terreno, struttura in parte su roccia e in parte su terreno, materiali sabbiosi quasi saturi soggetti a fenomeni di liquefazione, modesta profondità del piano di fondazione.
  
  

Interventi di consolidamento e adeguamento sismico edifici in muratura

CUCI/SCUCI

Nei casi in cui ci siano limitate zone lesionate nella muratura, è possibile operare attraverso la rimozione degli elementi lapidei degradati, sostituendoli con elementi sani, senza però interrompere la funzione statica della muratura nel corso dell’operazione. Gli elementi nuovi dovranno avere caratteristiche geometriche e meccaniche simili agli originali.  Questo tipo di intervento è realizzabile solo per murature che abbiano una buona qualità e regolarità.

INSERIMENTO DI CORDOLI

Vengono inseriti dei cordoli con funzione strutturale a livello di piano e in sommità, realizzati in muratura armata o in cemento armato. Si usano nei casi in cui i collegamenti tra pareti o tra pareti e orizzontamenti siano poco efficaci. Questa operazione favorisce il comportamento scatolare dell’edificio, prevenendo la formazione di meccanismi locali.

TIRANTATURE METALLICHE

L’intervento comporta l’inserimento di elementi metallici ancorati alle murature, al fine di garantire un comportamento monolitico dell’edificio. I tiranti possono essere inseriti sia all’interno che all’esterno delle pareti. Questa operazione favorisce la connessione tra murature ed è utilizzabile nei casi in cui i collegamenti tra le murature o tra pareti e solai siano inadeguati.

INIEZIONI ARMATE

Si inseriscono armature all’interno della muratura tramite fori successivamente cementati con miscele leganti per iniezioni. Si usa maggiormente per le zone d’angolo, per il ricongiungimento di parti lesionate o per l’ammorsamento di murature ortogonali. Questo metodo incrementa resistenza e duttilità della muratura stessa.

INTONACO ARMATO

Vengono realizzate delle lastre di intonaco armato (da una rete metallica) in aderenza alla superficie della parete e successivamente rese solidali con essa attraverso tiranti in acciaio. E’ semplice da installare e offre elevate prestazioni meccaniche e un limitato spessore. Si usa per rinforzo di solai, consolidamento di volte, di manti stradali, per ancoraggi nelle murature con un avanzato stato di degrado.

CERCHIATURA DELLE APERTUIRE

L’intervento consiste nell’inserimento di telai in acciaio o cemento armato all’interno delle bucature e in perfetto contatto con la muratura esistente. Si utilizza questo accorgimento nel caso di insufficiente resistenza strutturale, ma è da ricordare che apporta un limitato incremento della resistenza della struttura.

INIEZIONI DI MISCELE LEGANTI

Viene fatta penetrare una miscela legante in pressione o per colo nei vuoti presenti nella muratura, in modo da migliorare le caratteristiche meccaniche del paramento murario. È fondamentale che vengano prima effettuati degli studi sulla preesistenza in maniera da scegliere la miscela più idonea, poiché deve garantire una compatibilità chimico-fisico-meccanica tra gli elementi. È un metodo utile nel caso di lesioni diffuse e per murature che presentino vuoti interni e buone caratteristiche meccaniche degli inerti.

SISTEMA FRP

Il termine FRP (Fiber Reinforced Polymer) sta ad indicare un materiale polimerico fibrorinforzato. Gli FRP sono materiali costituiti da fibre di rinforzo immerse in una matrice polimerica.

 Nei compositi fibrorinforzati le fibre svolgono il ruolo di elementi portanti sia in termini di resistenza che di rigidezza, mentre la matrice, oltre a proteggere le fibre, funge da elemento di trasferimento degli sforzi tra le fibre e tra queste ultime e l’elemento strutturale a cui il composito è stato applicato.

La caratteristica peculiare dei compositi strutturali è quella di fornire prestazioni meccaniche migliori di quelle che sarebbero fornite dalle singole fasi componenti. Nei compositi a matrice polimerica, la matrice è generalmente a base di resine epossidiche; per miscelazione con un opportuno reagente esse polimerizzano (reticolano) fino a diventare un materiale solido vetroso. I rinforzi possono essere costituiti da: fibre di carbonio, di vetro, di basalto e fibre metalliche.
I materiali FRP grazie all’estrema leggerezza, vengono messi in opera senza l’ausilio di particolari attrezzature e macchinari da un numero limitato di operatori, in tempi estremamente brevi e, spesso, senza che risulti necessario interrompere l’esercizio della struttura.

SISTEMA CAM

Il sistema CAM è la Cucitura armata Attiva della Muratura e consiste in un impacchettamento della stessa con nastri di acciaio inox disposti sia in direzione orizzontale che verticale e passanti attraverso lo spessore murario per poi essere richiusi su loro stessi. Questo tipo di operazione aiuta a prevenire la disgregazione della tessitura muraria ed è adatto per una messa in sicurezza temporanea per la sua velocità di applicazione.

INTERVENTI SULLE FONDAZIONI

Per migliorare le prestazioni delle fondazioni, queste possono essere allargate mediante cordoli in cemento armato o una platea armata. L’intervento deve assicurare che le nuove fondazioni collaborino con le vecchie ottenendo un corpo monolitico che diffonda le tensioni in modo omogeneo.

Deve essere realizzato un collegamento rigido, come travi in c.a., in grado di trasferire parte dei carichi provenienti dalla sovrastruttura ai nuovi elementi.

In altri casi si può intervenire sul consolidamento dei terreni di fondazione mediante iniezioni di miscele cementizie, resine, o altre sostanze chimiche. 

Un ultimo tipo di intervento è l’inserimento di sottofondazioni profonde (micropali, pali radice) nel caso di cedimenti che interessino singole porzioni di fabbricato, l’intervento può essere effettuato anche limitatamente alle porzioni interessate, purché omogenee dal punto di vista delle problematiche fondali. Si dovrà in generale prevedere un’idonea struttura di collegamento tra micropali e muratura esistente (ad es. un cordolo armato rigidamente connesso alla muratura).