Terremoti e chiese: i 9 punti deboli strutturali | Ingegneri.info

Terremoti e chiese: i 9 punti deboli strutturali

Il sisma del 26 ottobre 2016 ha colpito, tra i vari edifici, anche molte chiese. Abbiamo provato a sintetizzare i nove 'punti deboli' di questa tipologia edilizia sul piano strutturali

Evidenti punti deboli in caso di sisma nella struttura di una chiesa (Foto Federica Ottoni)
Evidenti punti deboli in caso di sisma nella struttura di una chiesa (Foto Federica Ottoni)
image_pdf

Le due forti scosse sismiche ravvicinate del 26 ottobre 2016 hanno colpito un territorio, quello del Centro Italia, le cui strutture avevano subito già gli effetti del terremoto precedente, quello del 24 agosto. Tra le strutture maggiormente lesionate, compaiono anche le chiese, spesso patrimoni architettonici di inestimabile valore. Ma perché le chiese sono così fragili sul piano strutturale? Abbiamo provato a sintetizzare i nove ‘punti deboli’ di questa tipologia edilizia sul piano strutturali

Quali sono gli elementi più deboli e critici nella tipologia delle chiese (o degli edifici a grande aula) da tenere sotto controllo per prevenire il più possibile i danni in caso di eventi sismici?
Vediamo i principali.

Disposizione planimetrica non regolare
La planimetria irregolare rende il comportamento di questi edifici lontano dal modello scatolare. Inoltre, le molte parti aggiunte all’impianto originario nel corso dei secoli (come cappelle, sagrestia, canonica) per semplice giustapposizione, e senza l’adeguato ammorsamento, portano a un’amplificazione degli effetti in caso di sisma, con martellamenti ed effetti torsionali.

Irregolarità costruttive
Diverse fasi costruttive portano con sé irregolarità costruttive: differenti materiali con diverse caratteristiche, tecnologie che interrompono la continuità strutturale, aperture aggiunte o chiusura di aperture precedenti, tamponamenti per semplicemente accostamento della muratura nuova alla preesistente. Il pannello aggiunto sottoposto a sisma si deforma nel piano, causando lo scorrimento della muratura non ammorsata, che quindi si distacca. Le superfici di interfaccia tra murature di diverse caratteristiche, e senza adeguato ammorsamento, rappresentano linee preferenziali per la separazione in macroelementi.

Distribuzione disomogenea di masse e altezze
La distribuzione in altezza fortemente disomogenea comporta una vulnerabilità più elevata per le parti dell’edificio più alte: elementi svettanti, cupole, campanili e vele campanarie, sottoposti ad azione sismica, oscillano in maniera libera e indipendente rispetto al corpo principale, determinando ingenti fessurazioni nelle zone di attacco tra le parti.

Peso non uniforme sulle fondazioni
La diversa distribuzione di masse e altezze comporta un trasferimento fortemente disomogeneo del peso sulle fondazioni, che può portare a cedimenti fondali differenziati, più o meno evidenti a seconda del tipo di suolo.

Coperture spingenti
Le coperture, spesso spingenti e unite a volte di grande pesantezza, gravano sulle pareti alte ed eccessivamente snelle: le pareti risultano non efficacemente trattenute per gli scarsi collegamenti tra muro e copertura e sono sottoposte anche all’azione orizzontale di questi elementi in sommità, che si somma a quella sismica.

Connessioni poco efficaci tra le parti
Gli unici elementi in grado di contrastare l’effetto delle coperture spingenti sono le connessioni tra muri ortogonali e tra tetto e murature d’ambito. Se queste connessioni non sono efficaci, le travi di copertura producono spinte localizzate che tendono ad allontanare le murature, con sfilamento delle travi dagli appoggi e conseguenti crolli; le pareti snelle, prive di murature di controvento e di solai intermedi, una volta perso il legame con la copertura risultano libere di oscillare fuori dal proprio piano.

Degrado delle strutture lignee
Spesso, in corrispondenza dell’appoggio, le strutture lignee delle capriate sono compromesse per il naturale invecchiamento (cui si aggiungono attacchi biotici, presenza d’acqua, mancata manutenzione): esse, così al limite della resistenza, se investite dal sisma non possono esercitare la loro funzione di solidarizzazione tra le diverse murature.
Anche la deformazione della trave di colmo può indurre spinte localizzate sulla muratura d’ambito, condizionando il comportamento dell’intera “mancata-scatola” in caso di sisma.

Presidi antisismici inefficaci o dannosi, se mal eseguiti
Tiranti e contrafforti, già inglobati al momento della costruzione dell’edificio, se ben posizionati e dimensionati sono efficaci. I tiranti svolgono la funzione di solidarizzazione tra le parti e di stabilizzazione reciproca tra diversi macroelementi; i contrafforti si oppongono alla rotazione fuori dal piano delle murature a cui sono addossati, funzionando come massa stabilizzante. Se mal eseguiti, invece, questi presidi possono rappresentare inneschi di danno, più che un reale contrasto.

Interventi di consolidamento non adeguati
In caso di opere di consolidamento, l’inserimento di pesanti e massivi cordoli in cemento armato sulla sommità delle murature spesso determina una discontinuità tra cordolo e muratura sottostante che, a fessurazione avvenuta, permette la traslazione relativa delle due parti. Il peso e la rigidezza del cordolo, inoltre, inducono sollecitazioni tali nella muratura da produrre gravi lesioni a taglio, che poi possono servire da innesco per un successivo meccanismo di ribaltamento.
Chiarito il comportamento degli edifici, l’obiettivo di un’analisi di vulnerabilità è quindi ricercare quelle particolari condizioni di debolezza locale che possono influenzare o favorire un processo di danno, individuando caratteri propri di ogni manufatto che costituiscano altrettanti campanelli di allarme per un danno codificato dall’esperienza.

Altro approfondimento: Terremoti: perché le chiese crollano in modo diverso

Copyright © - Riproduzione riservata
L'autore
Terremoti e chiese: i 9 punti deboli strutturali Ingegneri.info