Introduzione alle tecniche di intervento su edifici in muratura | Ingegneri.info

Introduzione alle tecniche di intervento su edifici in muratura

Introduzione alle tecniche di intervento su edifici in muratura per il buon funzionamento della struttura

image_pdf

Il conferimento del comportamento scatolare è fondamentale per un buon funzionamento di una struttura in muratura. Per far capire l’importanza di questo comportamento si pensi ad esempio che la fabbrica muraria storica sia rappresentata da una scatola di scarpe.
Se si immagina di togliere il coperchio, la scatola muraria è costituita da quattro pareti collegate tra loro solo in prossimità degli angoli (nel caso reale tale collegamento corrisponde all’ammorsamento delle pareti ortogonali tra loro). Si immagini ora che la scatola sia investita da una forza orizzontale: senza la presenza del coperchio essa inizia a deformarsi e se si immagina di togliere l’unico collegamento tra le pareti (assenza di ammorsamento) si può verificare il loro ribaltamento fuori dal piano (la cosiddetta “apertura a carciofo” delle pareti, Fig. 1a).

Quello appena descritto è proprio quello che si dovrebbe evitare al fine di avere un buon funzionamento della struttura muraria. Per evitare questo comportamento è necessario irrigidire adeguatamente gli orizzontamenti dei solai di interpiano e quelli delle coperture: questo consente di poter ridistribuire, in funzione della rigidezza delle pareti, per quanto possibile, le azioni orizzontali sulle pareti, conferendo alla struttura resistente un comportamento al sisma più omogeneo rispetto a quello che si avrebbe con solai flessibili (ad esempio quelli lignei). L’irrigidimento degli orizzontamenti da solo però non basta. Se questi ultimi non vengono collegati alle pareti (tornando all’esempio della scatola di scarpe, il solo irrigidimento degli orizzontamenti corrisponde all’aver inserito il coperchio al contrario) esso non riesce a esplicare la sua funzione, in quanto la struttura continua a deformarsi indipendentemente dall’irrigidimento del solaio che risulta semplicemente appoggiato su di essa. Inoltre se l’orizzontamento è molto pesante può causare l’effetto “martellamento” sulla muratura sottostante, lesionandola fortemente e instaurando fenomeni di disgregazione della parte sommitale delle pareti (Fig. 1b).

Il comportamento scatolare può essere conferito alla struttura in muratura se l’orizzontamento irrigidito (coperchio della scatola di scarpe) viene anche collegato alle pareti murarie (bordino del coperchio in Fig. 1c). Così facendo le quattro pareti, seppur non ammorsate tra loro, non sono più libere di deformarsi o muoversi indipendentemente l’una dall’altra, ma risultano tutte collegate tra loro impedendo quel pericoloso moto fuori piano, che può causare la perdita della struttura. Nella realtà il bordino può essere costituito da cordoli chiusi (è importante sottolineare che l’idea sottintesa dalla cordolatura sia quella di lavorare a trazione cingendo le pareti murarie; da qui l’importanza che la stessa sia chiusa) ben vincolati alla muratura sottostante (ad esempio con connessioni verticali), da catene metalliche o ancora da cerchiature esterne. Se l’intervento con finalità di miglioramento sismico che si realizza sulla fabbrica storica, non è costituito dalla combinazione di questi due importanti aspetti, ovvero irrigidimento degli orizzontamenti (coperchio della scatola) e collegamento di questi con le pareti murarie (bordino del coperchio), l’intervento non funziona.

Fig2016-379_1

Fig. 1 Comportamento di una fabbrica muraria. a) Assenza di orizzontamenti rigidi e collegamenti tra le pareti; b) presenza di solai rigidi non collegati alle pareti; c) presenza di solai rigidi ben collegati alle pareti.

È bene inoltre che l’intervento con la funzione appena descritta sia realizzato in maniera tale da assolvere anche altre funzioni, ad esempio ridurre le spinte statiche e quelle attivate dal sisma, e distribuire i carichi verticali in condizioni statiche.
È necessario inoltre tener conto che l’intervento che si va a realizzare, oltre a essere realizzato a “regola d’arte” affinché garantisca un comportamento scatolare alla struttura, dovrebbe garantire la sua sicurezza e la sua conservazione senza stravolgerne la funzionalità.
Gli interventi che garantiscono le funzionalità appena elencate possono essere realizzati con differenti tecniche costruttive:

  • catene metalliche: utilizzate, in maniera provvisoria o definitiva in caso di carenza o assenza di connessioni strutturali, che in fase sismica, può provocare l’insorgere di meccanismi di collasso fuori piano (esse non garantiscono però la distribuzione dei carichi verticali concentrati);
  • cordolo – tirante in acciaio: applicato in sommità il cordolo che aderisce alla parete investita dal sisma impedisce il suo ribaltamento fuori dal piano, e i tiranti trasferiscono l’azione sismica alle pareti trasversali;
  • cordolo in cemento armato: adatto per assorbire gli sforzi assiali; essendo molto rigidi possono risultare non compatibili con la muratura sottostante;
  • cordolo in muratura armata: assolve la funzione prioritaria di ripartizione dei carichi verticali, crea le condizioni per una reciproca collaborazione fra le murature e permette di contrastare i meccanismi fuori piano delle pareti, grazie a una buona aderenza con la muratura anche in condizioni dinamiche;
  • cordolo a traliccio in acciaio: realizzato con profilati metallici ancorati direttamente sulle murature sommitali, migliora il comportamento scatolare e conferisce resistenza a trazione al sistema murario in zone fortemente sollecitate (ad esempio le zone dei cantonali);
  • cordolo in legno: molto utilizzati in passato per assorbire sollecitazione di trazione; si posizionavano nello spessore della muratura in fase di costruzione dell’edificio (1) (Fig. 2).
Fig2016-379_2

Fig. 2 Radiciamento ligneo presente in un rudere a L’Aquila.

(1) Donà C. (a cura di), 2011, Volume II, scheda M21 pp. 200-204.

  • cordolo di piano a “L”: utile per migliorare le connessioni perimetrali e fare in modo di garantire la scatolarità dell’edificio, in quanto assolve la funzione di tirante scongiurando i meccanismi fuori piano;
  • cerchiature esterne in materiali compositi: mediante fasciature, cioè nastri disposti a livello del sottogronda e a livello di piano. Quest’intervento è molto utile ad assorbire gli sforzi assiali e contrastare il rigonfiamento delle pareti verso l’esterno, ma per contro è del tutto inefficace nella ripartizione dei carichi verticali. Inoltre possono essere poste in opera solo quando l’edificio è esternamente intonacato e non faccia a vista;
  • miglioramento delle connessioni perimetrali: eseguito mediante ancoraggio delle orditure portanti di solaio e coperture con le pareti perimetrali;
  • miglioramento delle connessioni interne: garantiscono la solidarizzazione degli orizzontamenti alle murature conferendo un miglior comportamento scatolare alla struttura muraria.

Facendo riferimento alla Circolare n. 53/2017 DG-ABAP, Allegato 1, (pp.9-10 e p.12):

[…] Si è constatato diffusamente, a seguito del sisma” [specialmente in seguito agli ultimi recenti sismi, N.d.A.] “che, anche se l’elemento resistente a trazione è “leggero” e limitato a singole armature metalliche a barra, a lama o a traliccio, oppure lignee, il tratto ricostruito di muratura di appoggio e raccordo con la copertura, sovente comunque di notevole sezione e realizzato con malte molto più performanti di quelle sottostanti antiche, tende a comportarsi in modo affine a quello dei cordoli armati in calcestruzzo a grande sezione; ossia diviene anch’esso una massa unitaria rigida, che si separa all’interfaccia con la muratura di appoggio molto più deformabile, e contribuisce a disgregarla o con urti concentrati o lasciandola scarica; facendo con ciò venir meno sia la funzione di confinamento della muratura, sia di ripartizione dei carichi.
[Fig. 3, N.d.A.].

Figura 3

[…] Si ritiene perciò di raccomandare:
[…] di associare al cordolo anche accorgimenti “tradizionali” di contenimento applicati alla superficie esterna della muratura (capochiave angolari, capochiave esterni alle catene delle capriate e alle orditure metalliche del cordolo, cuffie esterne di contenimento, ecc.) per contrastare spostamenti fuori piano e inneschi di crollo anche del solo paramento esterno […];
[…] va osservato che esistono ampi spazi per l’applicazione di “presidi esterni stabilmente applicati”, spazi che solo eccezionalmente sono stati utilizzati.
[…] Si segnala a questo proposito l’opportunità di sviluppare una “linea” di interventi ispirati a questo principio, […]”
[che, alla luce delle indicazioni forniteci dai recenti sismi, metta in discussione, e auspicabilmente superi, N.d.A.] “[…] l’impostazione culturale che tende a priori a escludere elementi visibili, e continua a preferire o l’assenza di interventi, con conseguente mantenimento della vulnerabilità, o la scelta di interventi di maggiore impatto fisico e maggiore costo, purché mascherati.”

Copyright © - Riproduzione riservata
L'autore
L'autore
L'autore
Introduzione alle tecniche di intervento su edifici in muratura Ingegneri.info