Adeguamento sismico edifici in muratura: analizziamo gli interventi

Il problema della sicurezza delle costruzioni esistenti è di fondamentale importanza in Italia, da un lato per l’elevata vulnerabilità, soprattutto rispetto alle azioni sismiche, dall’altro per il valore storico-architettonico-artistico-ambientale di gran parte del patrimonio edilizio esistente. A ciò si aggiunge la notevole varietà di tipologie strutturali da cui deriva una particolare complessità delle problematiche coinvolte e una difficile standardizzazione dei 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.

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La normativa stabilisce altresì le condizioni per le quali si rende necessario l’intervento di adeguamento sismico edifici in muratura e l’obbligatorietà del collaudo statico, sia per gli interventi di adeguamento che per quelli di miglioramento. Per esempio, nel caso di opere come una sopraelevazione, oppure ampliamento con opere connesse a quelle esistenti, oppure aumento di carichi, oppure trasformazione della costruzione in diverso organismo edilizio, si dovrà stabilire se la struttura, a seguito dell’intervento, è in grado di resistere alle combinazioni delle azioni di progetto contenute nelle NTC, con il grado di sicurezza richiesto dalle stesse. In caso negativo si dovrà procedere all'adeguamento delle parti strutturali esistenti non idonee.

Gli interventi di miglioramento sono quelli che, non rientrando nella categoria dell’adeguamento, fanno variare significativamente la rigidezza, la resistenza e/o la duttilità dei singoli elementi e/o introducono nuovi elementi strutturali, così che il comportamento strutturale locale o globale, particolarmente rispetto alle azioni sismiche, ne sia significativamente modificato. Ovviamente la variazione dovrà avvenire in senso migliorativo, ad esempio impegnando maggiormente gli elementi più resistenti, riducendo le irregolarità in pianta e in elevazione, trasformando i meccanismi di collasso da fragili a duttili. Nel caso di intervento di miglioramento è bene esplicitare l’indicatore di rischio sismico da attribuire alla struttura, dato dal rapporto tra l’accelerazione al suolo che la struttura è in grado di assorbire e quella richiesta dalla normativa perché la struttura stessa possa essere definita adeguata sismicamente.

L’accelerazione richiesta dalla normativa vigente è determinata per le coordinate del Comune, per la vita nominale, per il coefficiente Cu, stato limite SLV, e per categoria del sottosuolo e categoria topografica ottenendo la domanda in accelerazione allo stato limite ultimo. Per ottenere, invece, l’accelerazione orizzontale che la struttura può sostenere senza che si attivi nessun meccanismo di crisi, si può procedere per tentativi, generalmente scalando lo spettro di domanda di accelerazione fino a ritrovare quello per cui non si attiva nessun meccanismo di crisi. L’accelerazione di aggancio così ottenuta rappresenta quella cercata.

Prima e dopo l'intervento, l'indicatore di rischio sismico dovrà aumentare a dimostrazione che l'intervento effettuato ha migliorato la condizione del fabbricato al rischio sismico, pur non avendo raggiunto la condizione ottimale di vero e proprio adeguamento.

Per tutte le tipologie costruttive, il progetto dell’intervento di adeguamento o miglioramento sismico deve comprendere:

• verifica della struttura prima dell’intervento con identificazione delle carenze e del livello di azione sismica per la quale viene raggiunto lo SLU (e SLE se richiesto)
• scelta motivata del tipo di intervento
• scelta delle tecniche e/o dei materiali
• dimensionamento preliminare dei rinforzi e degli eventuali elementi strutturali aggiuntivi
• analisi strutturale considerando le caratteristiche della struttura post-intervento
• verifica della struttura post-intervento con determinazione del livello di azione sismica per la quale viene raggiunto lo SLU (e SLE se richiesto).

Purtroppo sembra che la normativa generalizzi, forse, troppo il problema. Esistono alcuni casi di adeguamento sismico, infatti, in cui sembra inutile la verifica prima dell'intervento. Un esempio è dato dalla sopraelevazione di un edificio. Nel caso che dopo la sopraelevazione la verifica risulti soddisfatta non si vede a che possa servire quella precedente.

I provvedimenti tecnici per interventi di adeguamento o di miglioramento sismico degli edifici in muratura possono ottenersi sia mediante la riduzione degli effetti dell'azione sismica, sia mediante l'aumento della resistenza dell'organismo edilizio o di sue parti. I provvedimenti tecnici intesi a ridurre gli effetti sismici possono consistere nella riduzione delle masse non strutturali; creazione dei giunti; riduzione degli effetti torsionali; ridistribuzione delle rigidezze. I provvedimenti tecnici intesi ad aumentare la resistenza delle strutture consistono sia nell'aumentare la resistenza di alcuni o di tutti gli elementi costituenti il sistema strutturale esistente, sia nell'inserimento di nuovi elementi collaboranti con quelli esistenti.

Le strutture dissestate

Lo studio degli edifici dissestati viene condotto in modo indiretto. Si prevedono i dissesti cui possono andare soggetti i vari elementi e se ne determinano i quadri fessurativi corrispondenti; poi con procedimento inverso dal quadro fessurativo si risale ai dissesti statici, alle cause perturbatrici ed infine ai rimedi. Il problema principale è che se ogni lesione elementare corrisponde ad un unico dissesto, non è vero che ad ogni dissesto corrisponde una unica causa perturbatrice. A volte possono esserci più cause che si combinano tra loro, per cui solo uno studio accurato dei quadri fessurativi, le ricerche sperimentali sui materiali e sull'evolversi del fenomeno, possono dare un'esatta indicazione delle cause perturbatrici e dei rimedi da adottare.

Le operazioni da effettuare sono le seguenti:

1. esame delle strutture portanti
2. rilievo dell'intero quadro fessurativo
3. definizione della natura del dissesto
4. effettuazione di prove sperimentali per la definizione dell'evoluzione del fenomeno nel tempo e per determinare le caratteristiche meccaniche dei materiali
5. ricerca delle cause perturbatrici
6. studio delle opere di rinforzo.
   
   

I dissesti

I dissesti statici si manifestano con la rottura e deformazione delle strutture murarie e, nel caso più grave, col crollo completo o di una parte dell'edificio. L'origine e la causa di questi dissesti può essere di varia natura: fatiscenza, errata impostazione di progetto, sopraelevazioni indiscriminate, varianti delle caratteristiche del terreno, moti tellurici, ecc. Queste cause producono una variazione degli sforzi interni della struttura, creando un succedersi di stati di squilibrio che portano a dilatazioni e contrazioni che, oltrepassato un certo limite, si manifestano con lesioni e deformazioni. L'entità di queste ultime dipendono dalla natura e resistenza dei materiali che indubbiamente diminuisce col passare del tempo.

Per gli edifici in muratura si possono avere:

• dissesti dovuti a cedimenti verticali
• dissesti dovuti a rotazione
• dissesti dovuti a schiacciamento.

I cedimenti per traslazione verticale possono avvenire per cedimento delle fondazioni oppure per cedimenti delle murature in elevazione. I cedimenti delle fondazioni possono essere causati da insufficiente portanza del terreno o a cattiva esecuzione delle stesse, o interventi esterni. Il primo caso si rileva quando si ha un aumento del carico come ad esempio una sopraelevazione, oppure quando diminuisce la portanza del suolo a causa di infiltrazioni di acqua. Il secondo caso può avvenire per errore di progetto (inadeguato dimensionamento delle strutture) e alcune volte anche per lavori in zone limitrofe.

L'abbassamento non uniforme del piano di posa del terreno porta a deformazioni e rotture nelle fondazioni che provocano il manifestarsi di lesioni preoccupanti. Questi dissesti possono avvenire ad un estremo dell'edificio oppure nel tratto centrale. Nel caso di cedimento terminale la fondazione viene a funzionare come una mensola per cui si avranno lesioni con inclinazioni verso la parte abbassata. Nel caso di cedimenti nel tratto centrale si hanno lesioni a forma parabolica molto simili a quelli che si riscontrano nei fenomeni di schiacciamento.

I cedimenti delle strutture in elevazione (schiacciamento) avvengono quando l'elemento strutturale non è capace di resistere alla sollecitazione di compressione a cui è sottoposto. Quando la formula P/A < σ non è rispettata, la struttura entra in crisi con conseguenze tanto più gravi quanto più grande è la differenza P/A - σ.

Si hanno tre stadi di schiacciamento. Nel primo stadio il valore di P/A ha appena superato quello di σ. I sintomi sono rivelati da una degradazione della malta che comincia a sbriciolarsi. Passando un punteruolo nei giunti, questo incontra poca resistenza. Col degradarsi della malta lo spessore dei giunti diminuisce e il muro si abbassa. Nel secondo stadio i conci schiacciati cominciano a dilatarsi mentre la malta non li collega più. Le lesioni aumentano prendendo una direzione verticale con aumento delle fessure verso i piani bassi dove il carico è maggiore. Battendo i conci con un martello si ha un suono tonfo, mentre nell'interno le porte e le finestre si aprono con difficoltà e si ha ingobbamento dei tramezzi. Nel terzo stadio le varie lesioni tendono a unirsi creando varie spaccature che dividono la muratura in tanti elementi caricati di punta. Il terzo stadio può evolversi in un crollo completo istantaneo dell'edificio, quindi la deficienza di resistenza allo schiacciamento è una delle più pericolose e va seguita con molta cura.

Le cause dello schiacciamento possono essere diverse: errato calcolo dello spessore del muro; diversa distribuzione del carico per dissesto di fondazione; cattiva esecuzione dei giunti; irrazionale ripartizione dei carichi; infiltrazioni di acqua nel terreno; vetustà. I primi rimedi urgenti dovranno alleggerire il carico cercando di distribuire quello dei solai mediante appositi puntelli fino al piano terra. Si dovrà, poi, effettuare un esame statico della costruzione cercando di dedurre le cause del dissesto. Se il fabbricato presenta degli ingobbamenti che vanno aumentando occorrerà fermarli mettendo dei puntelli provvisori fino a che non si siano fissati tiranti in ferro o catene.

I dissesti dovuti a rotazione si hanno quando la muratura si inclina rispetto alla verticale e sono più pericolosi a seconda dell'inclinazione che assumono. Il fenomeno può essere dovuto all'azione spingente dei tetti oppure, se a metà altezza, alla spinta delle volte non neutralizzate da tiranti. Altre volte è dovuto a perturbamenti del terreno. Il fenomeno può essere attenuato della presenza dei solai che esercitano un'azione di legamento. Comunque occorre intervenire subito con eventuali opere di puntellamento ed uno studio accurato nell'interno con verifiche anche dei muri ortogonali che possono presentare delle lesioni di strappo.

Prove sperimentali

Per conseguire un’adeguata conoscenza delle caratteristiche dei materiali e del loro degrado, ci si baserà su documentazione già disponibile, su verifiche visive in situ e su indagini sperimentali. Le indagini dovranno essere motivate, per tipo e quantità, dal loro effettivo uso nelle verifiche. Particolare attenzione è riservata alla valutazione della qualità muraria, con riferimento agli aspetti legati al rispetto o meno della “regola dell’arte”. L’esame della qualità muraria e l’eventuale valutazione sperimentale delle caratteristiche meccaniche hanno come finalità principale quella di stabilire se la muratura in esame è capace di un comportamento strutturale idoneo a sostenere le azioni statiche e dinamiche prevedibili per l’edificio in oggetto.

Di rilievo risulta anche la caratterizzazione di malte (tipo di legante, tipo di aggregato, rapporto legante/aggregato, livello di carbonatazione) e di pietre e/o mattoni (caratteristiche fisiche e meccaniche) mediante prove sperimentali. Malte e pietre sono prelevate in situ, avendo cura di prelevare le malte all’interno (ad almeno 5-6 cm di profondità nello spessore murario).

Un'indagine in loco completa consente di determinare la tensione di sollecitazione cui è sottoposta la muratura e le caratteristiche elastoplastiche. Per la definizione della tensione di compressione si effettuano le seguenti operazioni:

• 1. si dispongono basi di misure estensimetriche, orizzontali e verticali, in posizioni simmetriche
• 2. si eseguono le letture agli strumenti di misura
• 3. si realizza un taglio nel giunto di malta per circa quaranta centimetri
• 4. si ripete la lettura agli strumenti e si rilevano le variazioni di lunghezza, dilatazione in direzione verticale e concentrazione in direzione orizzontale, prodotte dall'eliminazione del carico verticale
• 5. si inserisce un martinetto piatto e si aumenta la pressione del martinetto fino ad ottenere le misure estensimetriche rilevate all'inizio della prova.

In queste condizioni l'azione del martinetto eguaglia la compressione preesistente nel muro.

Per le caratteristiche di deformabilità bisogna introdurre un secondo martinetto piatto, eseguendo cicli di carico e scarico ed effettuando le letture agli strumenti di misura.

Il carico massimo può essere portato fino alla pressione pari a tre volte quella iniziale in modo da ottenere indicazioni anche sulle caratteristiche di resistenza della muratura. Un controllo dell'evoluzione del dissesto può essere condotto utilizzando estensimetri disposti a cavallo delle lesioni apertesi nelle strutture. Si pongono delle piastrine a cavallo della lesione. Sulle piastrine vi è incisa una cavità dove viene introdotta la sfera presente all'estremità della punta dell'estensimetro. Può verificarsi che nelle murature si producano altre lesioni nelle vicinanze di quelle osservate per cui si può avere un rilievo errato. È opportuno, allora, estendere la sistemazione delle piastrine in una zona abbastanza lunga.

La durata delle misurazioni deve essere non inferiore a dodici mesi per valutare anche gli spostamenti prodotti dalle variazioni termiche stagionali. Se si ritiene che il dissesto sia provocato da cedimenti della fondazione conviene misurare gli spostamenti verticali con una livellazione di precisione, tipo di rilievo che fornisce direttamente indicazioni sulla entità della causa perturbatrice e non notizie indirette che devono far risalire dagli effetti alle cause.

Interventi di consolidamento e adeguamento sismico edifici in muratura

Interventi volti a ridurre le carenze dei collegamenti

Tali interventi sono mirati ad assicurare alla costruzione un buon comportamento d’assieme, mediante la realizzazione di un buon ammorsamento tra le pareti e di efficaci collegamenti dei solai alle pareti; inoltre, deve essere verificato che le eventuali spinte prodotte da strutture voltate siano efficacemente contrastate e deve essere corretto il malfunzionamento di tetti spingenti. La realizzazione di questi interventi è un prerequisito essenziale per l’applicazione dei metodi di analisi sismica globale dell’edificio.

Tiranti

L’inserimento di tiranti, metallici o di altri materiali, disposti nelle due direzioni principali del fabbricato, a livello dei solai e in corrispondenza delle pareti portanti, ancorati alle murature mediante capochiave (a paletto o a piastra), può favorire il comportamento d’assieme del fabbricato, in quanto conferisce un elevato grado di connessione tra le murature ortogonali e fornisce un efficace vincolo contro il ribaltamento fuori piano dei pannelli murari. Inoltre, l’inserimento di tiranti migliora il comportamento nel piano di pareti forate, in quanto consente la formazione del meccanismo tirante-puntone nelle fasce murarie sopra porta e sotto finestra.

APPLICAZIONE: Le tirantature sono l'ideale nel caso di collegamenti inadeguati delle murature ortogonali e di vincoli non efficaci tra pareti e solai, per assorbire spinte non contrastate e prevenire collassi fuori dal piano.
VANTAGGI/SVANTAGGI: Miglioramento dello schema strutturale attraverso un funzionamento monolitico del complesso edilizio. Riduzione delle spinte orizzontali trasmesse alle murature verticali da strutture spingenti. Maggiore duttilità. Utile anche nel caso di opere di consolidamento provvisionali. ESECUZIONE: a) Foratura delle pareti e/o dei solai; b) Scasso nelle murature per inserimento delle piastre di ancoraggio; c) Eventuale miglioramento delle caratteristiche meccaniche delle zone di ancoraggio; d) Inserimento dei tiranti; e) Messa in tensione dei tiranti; f) Chiusura della zona di ancoraggio.

Perforazioni armate

L’uso di perforazioni armate deve essere limitato ai casi in cui non siano percorribili altre soluzioni, per la notevole invasività di tali elementi e la dubbia efficacia; in ogni caso dovrà essere garantita la durabilità degli elementi inseriti (acciaio inox, materiali compositi o altro) e la compatibilità delle malte iniettate. Anche in questo caso, l’eventuale realizzazione di un buon collegamento locale non garantisce un significativo miglioramento del comportamento d’assieme della costruzione.

APPLICAZIONE: Le perforazioni armate sono appropriate nel caso di elementi non connessi, quali zone di angolo, ammorsamento murature ortogonali, ricongiungimento parti lesionate. Tecnica da evitare se possibile.
VANTAGGI/SVANTAGGI: Incremento della resistenza a compressione in virtù della cementazione e di quella a trazione grazie alla presenza di armature metalliche. Le lesioni si riproducono ai bordi della zona consolidata. Le barre si ossidano se non ben protette.
ESECUZIONE: a) Perforazione della muratura per la messa in opera delle armature (fori inclinati); b) Pulitura dei fori al fine di garantire una perfetta aderenza tra muratura e miscela legante; c) Posizionamento delle armature (con ancoraggi per evitare l’eventuale sfilamento); d) Esecuzione delle iniezioni.

Cordoli in sommità alla muratura

Cordoli in sommità alla muratura possono costituire una soluzione efficace per collegare le pareti, in una zona dove la muratura è meno coesa a causa del limitato livello di compressione, e per migliorare l’interazione con la copertura; va invece evitata l’esecuzione di cordolature ai livelli intermedi, eseguite nello spessore della parete (specie se di muratura in pietrame), dati gli effetti negativi che le aperture in breccia producono nella distribuzione delle sollecitazioni sui paramenti.

APPLICAZIONE: I cordoli si realizzano in caso di mancanza di collegamenti efficaci tra le pareti.
VANTAGGI/SVANTAGGI: I cordoli favoriscono un comportamento scatolare realizzando un collegamento continuo tra gli elementi strutturali. Se applicato in sommità limita la vulnerabilità delle pareti per le azioni fuori dal piano. La realizzazione di cordoli in sommità insieme a solai in latero-cemento possono portare a collassi fuori dal piano delle parti sommitali delle pareti murarie a causa del forte incremento di rigidezza che richiama una maggiore forza sismica ed all’aumento di differenza di rigidezza tra copertura e parete.
EFFICACIA: L’intervento se ben eseguito permette di prevenire la formazione di meccanismi locali.
ESECUZIONE: a) Puntellatura del solaio o della copertura; b) Nel caso di inserimento a livello di solaio, scasso nella muratura esistente; c) Esecuzione del cordolo e collegamento con le strutture esistenti.

Interventi su archi e volte in muratura

Gli interventi sulle strutture ad arco o a volta possono essere realizzati con il ricorso alla tradizionale tecnica delle catene, che compensino le spinte indotte sulle murature di appoggio e ne impediscano l'allontanamento reciproco. Tali elementi devono essere dotati di adeguata rigidezza (sono da preferirsi barre di grosso diametro e lunghezza, per quanto possibile, limitata); le catene devono essere poste in opera con un’adeguata presollecitazione, in modo da assorbire parte dell’azione spingente valutata tramite il calcolo (valori eccessivi del tiro potrebbero indurre danneggiamenti localizzati). In caso di presenza di lesioni e/o deformazioni, la riparazione deve ricostituire i contatti tra le parti separate, onde garantire che il trasferimento delle sollecitazioni interessi una adeguata superficie e consentire una idonea configurazione resistente.

Per assorbire le spinte di volte ed archi non deve essere esclusa a priori la possibilità di realizzare contrafforti o ringrossi murari. Questi presentano un certo impatto visivo sulla costruzione ma risultano, peraltro, reversibili e coerenti con i criteri di conservazione. La loro efficacia è subordinata alla creazione di un buon ammorsamento con la parete esistente, da eseguirsi tramite connessioni discrete con elementi lapidei o in laterizio, ed alla possibilità di realizzare una fondazione adeguata.

Interventi volti a ridurre l'eccessiva deformabilità dei solai

L’irrigidimento dei solai, anche limitato, per ripartire diversamente l’azione sismica tra gli elementi verticali comporta in genere un aumento della resistenza, che migliora la robustezza della struttura. Nel caso dei solai lignei può essere conseguito operando all’estradosso sul tavolato. Una possibilità è fissare un secondo tavolato su quello esistente, disposto con andamento ortogonale o inclinato, ponendo particolare attenzione ai collegamenti con i muri laterali; in alternativa, o in aggiunta, si possono usare rinforzi con bandelle metalliche, o di materiali compositi, fissate al tavolato con andamento incrociato. Un analogo beneficio può essere conseguito attraverso controventature realizzate con tiranti metallici. Il consolidamento delle travi lignee potrà avvenire aumentando la sezione portante in zona compressa, mediante l'aggiunta di elementi opportunamente connessi.

Nei casi in cui risulti necessario un consolidamento statico del solaio per le azioni flessionali, è possibile, con le tecniche legno-legno, conseguire contemporaneamente l’irrigidimento nel piano e fuori dal piano, posando sul tavolato esistente, longitudinalmente rispetto alle travi dell’orditura, dei nuovi tavoloni continui, resi collaboranti alle travi mediante perni anche di legno, irrigiditi nel piano del solaio con l’applicazione di un secondo tavolato di finitura. La tecnica di rinforzo con soletta collaborante, in calcestruzzo eventualmente leggero, realizza anche un forte irrigidimento nel piano del solaio; gli effetti di tale intervento vanno valutati sia in relazione alla ripartizione delle azioni tra gli elementi verticali sia all’aumento delle masse. Nel caso in cui gli elementi lignei non siano adeguatamente collegati alle murature, è necessario collegare la soletta alle pareti o ai cordoli, se presenti.

Nel caso di solai a struttura metallica, con interposti elementi in laterizio, è necessario collegare tra loro i profili saldando bandelle metalliche trasversali, poste all’intradosso o all’estradosso. Inoltre, in presenza di luci significative, gli elementi di bordo devono essere collegati in mezzeria alla muratura.

Interventi che modificano la distribuzione degli elementi verticali resistenti

L’inserimento di nuove pareti può consentire di limitare i problemi derivanti da irregolarità planimetriche o altimetriche ed aumentare la resistenza all’azione sismica; tali effetti devono ovviamente essere adeguatamente verificati.

La realizzazione di nuove aperture, se non strettamente necessaria, va possibilmente evitata; nel caso in cui la conseguente riduzione di rigidezza risulti problematica per la risposta globale, sarà disposto un telaio chiuso, di rigidezza e resistenza tali da ripristinare per quanto possibile la condizione preesistente.

Un incremento della rigidezza delle pareti murarie, con conseguente modifica del comportamento sismico, si ottiene attraverso la chiusura di nicchie, canne fumarie o altri vuoti, purché venga realizzato un efficace collegamento dei nuovi elementi di muratura con quelli esistenti attraverso la tecnica dello scuci e cuci. La chiusura di queste soluzioni di continuità nella compagine muraria rappresenta anche un intervento positivo nei riguardi dei collegamenti.

Interventi volti a incrementare la resistenza nei maschi murari

Gli interventi di rinforzo delle murature sono mirati al risanamento e riparazione di murature deteriorate e danneggiate e al miglioramento delle loro proprietà meccaniche. Se eseguiti da soli non sono sufficienti, in generale, a ripristinare o a migliorare l’integrità strutturale complessiva della costruzione. Il tipo di intervento da applicare andrà valutato anche in base alla tipologia e alla qualità della muratura. Gli interventi dovranno utilizzare materiali con caratteristiche fisico-chimiche e meccaniche analoghe e, comunque, il più possibile compatibili con quelle dei materiali in opera. L’intervento di scuci e cuci è finalizzato al ripristino della continuità muraria lungo le linee di fessurazione e al risanamento di porzioni di muratura gravemente deteriorate. Si consiglia di utilizzare materiali simili a quelli originari per forma, dimensioni, rigidezza e resistenza, collegando i nuovi elementi alla muratura esistente con adeguate ammorsature nel piano del paramento murario e se possibile anche trasversalmente al paramento stesso, in modo da conseguire la massima omogeneità e monoliticità della parete riparata. Tale intervento può essere utilizzato anche per la chiusura di nicchie, canne fumarie e per la riduzione dei vuoti.

Applicabilità del metodo cuci e scuci

Il metodo del cuci e scuci è applicabile solo per murature che presentino una buona qualità e una certa regolarità e nel caso di danneggiamenti circoscritti. L’intervento può essere applicato sia a pareti murarie che alle zone di connessione.

VANTAGGI: l'intervento è in grado di garantire il ripristino di danneggiamenti limitati senza alterare il comportamento globale della struttura.
ESECUZIONE: a) Preparazione della parete attraverso pulizia e messa a vivo del paramento murario; b) Puntellamento della parete muraria; c) Rimozione della parte danneggiata; d) Ricucitura della muratura; e) Risarcitura dei giunti degradati.

Iniezione di miscele leganti

L'adozione di iniezioni di miscele leganti mira al miglioramento delle caratteristiche meccaniche della muratura da consolidare. A tale tecnica, pertanto, non può essere affidato il compito di realizzare efficaci ammorsature tra i muri e quindi di migliorare, se applicata da sola, il comportamento d’assieme della costruzione. Tale intervento risulta inefficace se impiegato su tipologie murarie che per loro natura siano scarsamente iniettabili (scarsa presenza di vuoti e/o vuoti non collegati tra loro).

APPLICAZIONE: Le iniezioni sono utili in presenza di lesioni diffuse e per murature che presentano vuoti interni e buone caratteristiche meccaniche degli inerti.
VANTAGGI/SVANTAGGI: garantisce un incremento di resistenza e/o il ripristino di danneggiamenti locali senza alterare l’equilibrio né l’aspetto esteriore della muratura. Miglioramento delle caratteristiche meccaniche della muratura.
ESECUZIONE: a) Preparazione della parete con pulizia e messa a vivo del muro; b) Stuccatura delle fessure e delle lesioni in modo da evitare la fuoriuscita della miscela; c) Perforazioni orizzontali nei giunti di malta; d) Posizionamento nelle perforazioni di iniettori e successivo lavaggio in modo da eliminare eventuali detriti; e) Iniezione della miscela; f) Rimozione degli iniettori e chiusura dei fori.

Placcaggio delle murature

Il placcaggio delle murature con intonaco armato può essere utile nel caso di murature gravemente danneggiate e incoerenti, sulle quali non sia possibile intervenire efficacemente con altre tecniche, o in porzioni limitate di muratura, pesantemente gravate da carichi verticali, curando in quest’ultimo caso che la discontinuità di rigidezza e resistenza tra parti adiacenti, con e senza rinforzo, non sia dannosa ai fini del comportamento della parete stessa. L’uso sistematico su intere pareti dell’edificio è sconsigliato, per il forte incremento di rigidezza e delle masse, oltre che per ragioni di natura conservativa e funzionale. Tale tecnica è efficace solo nel caso in cui l’intonaco armato venga realizzato su entrambi i paramenti e siano posti in opera i necessari collegamenti trasversali (barre iniettate) bene ancorati alle reti di armatura. È inoltre fondamentale curare l’adeguata sovrapposizione dei pannelli di rete elettrosaldata, in modo da garantire la continuità dell’armatura in verticale ed in orizzontale, e adottare tutti i necessari provvedimenti atti a garantire la durabilità delle armature, se possibile utilizzando reti e collegamenti in acciaio inossidabile.

Il placcaggio con tessuti o lamine in altro materiale resistente a trazione può essere di norma utilizzato nel caso di murature regolari, in mattoni o blocchi. Tale intervento, più efficace se realizzato su entrambi i paramenti, da solo non garantisce un collegamento trasversale e quindi la sua efficacia deve essere accuratamente valutata per il singolo caso in oggetto.

APPLICAZIONE: L'intonaco armato è appropriato per murature particolarmente degradate (in presenza di quadri fessurativi complessi ed estesi) e nei casi in cui sia necessario un notevole incremento di resistenza.
VANTAGGI/SVANTAGGI: Incremento di resistenza e duttilità senza modificare l’equilibrio delle pareti. Facilità e basso costo di esecuzione. Come svantaggio c'è la notevole modifica della rigidezza e quindi della risposta sismica; aumento di massa; alterazione dell’aspetto esteriore della muratura.
FASI DI ESECUZIONE: a) Preparazione della parete attraverso pulizia e messa a vivo del paramento murario; b) Perforazione della muratura per la messa in opera delle armature di collegamento; c) Posizionamento della rete metallica; d) Getto della lastra.

Interventi in fondazione

Allargamento della fondazione mediante cordoli in c.a. o una platea armata. L’intervento va realizzato in modo tale da far collaborare adeguatamente le fondazioni esistenti con le nuove, curando in particolare la connessione fra nuova e vecchia fondazione al fine di ottenere un corpo monolitico atto a diffondere le tensioni in modo omogeneo. Deve essere realizzato un collegamento rigido (travi in c.a. armate e staffate, traversi in acciaio di idonea rigidezza, barre post-tese che garantiscono una trasmissione per attrito) in grado di trasferire parte dei carichi provenienti dalla sovrastruttura ai nuovi elementi. In presenza di possibili cedimenti differenziali della fondazione è opportuno valutarne gli effetti sull’intero fabbricato, e decidere di conseguenza la necessaria estensione dell’intervento di allargamento.

Gli interventi di consolidamento dei terreni di fondazione possono essere effettuati mediante iniezioni di miscele cementizie, resine (ad es. poliuretani che si espandono nel terreno), o altre sostanze chimiche.

L'inserimento di sottofondazioni profonde (micropali, pali radice) può essere effettuato in alternativa al precedente; 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), a meno che i micropali stessi non siano trivellati attraverso la muratura, con una lunghezza di perforazione sufficiente a trasferire i carichi ai micropali per aderenza.

Materiali moderni

L’impiego dei materiali compositi trova crescente interesse per lo sviluppo di nuove tipologie di fibre e matrici e per la diffusione di applicazioni basate sull’uso di tecnologie innovative, alternative rispetto a sistemi tradizionali. I materiali compositi si sono rivelati, altresì, molto efficaci per interventi di presidio strutturale in situazioni eccezionali, quali interventi di somma urgenza per la messa in sicurezza e la conservazione provvisoria di strutture danneggiate da eventi sismici. Ulteriore settore di notevole interesse applicativo è costituito dal rinforzo strutturale per le costruzioni di rilevante carattere storico-artistico, laddove si devono privilegiare i requisiti della “reversibilità”, della “trasparenza” e della “selettività” dell’intervento.

I materiali compositi sono costituiti da fibre ad alta resistenza ed altissima resistenza meccanica e resine polimeriche appositamente formulate per il rinforzo e l’adeguamento statico e sismico di strutture di calcestruzzo armato, normale e precompresso, acciaio, muratura e legno.

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. Le fibre possono essere disposte in tutte le direzioni, secondo i dati di progetto, in maniera tale da ottimizzare le proprietà meccaniche del composito nelle direzioni desiderate. La caratteristica peculiare dei compositi strutturali è quella di fornire prestazioni meccaniche migliori o, perlomeno, più “complete” 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 sono costituiti da:

• Fibre di carbonio che si distinguono in fibre ad alta resistenza ed elevato modulo elastico ed in fibre ad alta resistenza ed elevatissimo modulo elastico
• Fibre di vetro del tipo vetro E e del tipo vetro A.R. resistenti agli alcali
• Fibre di basalto che hanno proprietà intermedie alle fibre di carbonio e vetro, in quanto posseggono caratteristiche meccaniche comparabili in termini di resistenza meccanica alle fibre di carbonio e modulo di elasticità simile alle fibre di vetro
• Fibre metalliche quali fibre di acciaio ad altissima resistenza meccanica.

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.

Il campo di applicazione è molto ampio e possono essere impiegati per

• ripristino ed adeguamento statico e sismico di strutture dissestate o degradate, laddove è indispensabile integrare la sezione resistente a trazione e taglio
• confinamento di elementi compressi o pressoinflessi (pilastri, pile da ponte, ciminiere) per migliorarne la capacità portante o la duttilità dove è richiesta una contemporanea integrazione delle armature longitudinali
• rinforzo di elementi inflessi mediante placcaggio esterno delle zone sollecitate a trazione
• ripristino di strutture localmente danneggiate da urti come, ad esempio, travi da ponte impattate da mezzi fuori sagoma
• adeguamento sismico e restauro di strutture a volte senza aumento delle masse sismiche e senza pericolo di percolamento di liquidi verso la superficie intradossale
• placcaggio di nodi trave-pilastro, per l’adeguamento in campo sismico
• rinforzo di elementi portanti in edifici il cui sistema strutturale viene modificato a causa di nuove esigenze architettoniche o di utilizzo (cambiamento di destinazione d’uso)
• riparazione di strutture danneggiate dall’incendio
• adeguamento sismico di edifici industriali in c.a.

Se vuoi approfondire ulteriormente, dai uno sguardo a tutti gli Interventi Locali sugli edifici in muratura.