Edifici storici: incendio di volte

Le strutture in muratura, i cui elementi orizzontali erano tradizionalmente realizzati in legno o con archi e volte, rappresentano la tipologia edilizia costruttiva più antica e diffusa.
La volta è il tipico esempio di copertura architettonica storica, soprattutto nel panorama edilizio italiano.
Gran parte di questi edifici in muratura è degna di interesse culturale e pertanto va conservata e preservata, anche con l’uso di tecniche di consolidamento, di cui è possibile reperibire una buona quantità di informazioni sia tecnico-scientifiche che normative.

Una problematica particolarmente attuale di queste strutture è quella legata alla verifica al fuoco. Anche per archi e volte la valutazione del rischio di incendio va effettuata come per tutte le costruzioni, indipendentemente dal fatto che siano o meno soggette al controllo dei VVF. Spetta al progettista stabilire il livello di sicurezza strutturale e decidere il grado di approfondimento delle analisi. Nel caso specifico l’incendio è un’azione eccezionale (Eurocodici e NTC 2008) e la struttura è chiamata a soddisfare il criterio di resistenza “R”, ossia conservare la sua capacità portante per un tempo prestabilito.

Nonostante le volte in muratura rappresentino una tipologia costruttiva piuttosto ricorrente nell’ambito del panorama edilizio italiano, non sono facilmente reperibili indicazioni su come eseguire la verifica al fuoco né in Normativa né in bibliografia. Al momento può essere impiegato solo il metodo analitico, come indicato dalla circolare DCPREV 12979 del 16/09/2010 e dalla successiva circolare DCPREV 4638 del 5/04/2013.
CDM DOLMEN aveva già trattato questo argomento all’inizio del 2015 in una pubblicazione intitolata “CDM DOLMEN: soluzioni vere progetti veri” nel paragrafo “Strumento di calcolo d'avanguardia per volte in muratura portante anche soggette a incendio”. CDM DOLMEN ritiene questo argomento molto importante e ha instaurato un rapporto di collaborazione e di studio con il Prof. Alessandro Fantilli del Politecnico di Torino, che da tempo si occupa della resistenza al fuoco di archi e volte nella sua attività di ricerca.

Recentemente la circolare DCPREV 4638 del 5/04/2013 consente di impiegare il metodo semplificato dell’Annesso C dell’Eurocodice 6 parte 1-2, “ponendo cautelativamente pari a zero il parametro fd?2 relativo alla resistenza della muratura nella zona a temperatura intermedia”. Il metodo prevede l’individuazione di tre zone nella sezione intera, in funzione delle temperature raggiunte. Per gli elementi in laterizio con malta di composizione generica, l’EC6 prevede 600°C e 100°C come valori della temperatura limite, come riportato in Figura 1. Al di sotto dei 100°C il materiale può essere considerato completamente resistente, al di sopra dei 600°C il materiale non offre resistenza meccanica, mentre tra i 100°C ed i 600°C il materiale ha una resistenza intermedia in funzione di un coefficiente “c”. Il valore di tale coefficiente, non essendo specificato dagli Annessi Nazionali degli Eurocodici, è posto pari a zero in virtù della suddetta circolare DCPREV 4638.

Infine, con un’interessante prova ufficiale di resistenza al fuoco su una volta a botte in muratura, effettuata dalla Direzione Centrale per la Prevenzione e la Sicurezza Tecnica dei Vigili del Fuoco, sembra essere stata verificata l’affidabilità del suddetto metodo di calcolo strutturale semplificato, pensato per altri elementi costruttivi quali pareti e colonne murarie e solo adattato all’analisi delle volte.

Nell’ambiente grafico tridimensionale CAD 3D Struttura di DOLMEN è possibile modellare volte in qualsiasi materiale tramite la discretizzazione con elementi guscio. Assegnando i lati alla base e definendo 9 punti notevoli, viene generata una mesh tridimensionale con una procedura automatica. L’inserimento dei carichi (peso proprio, permanenti e variabili) avviene come per ogni altro elemento strutturale in DOLMEN, utilizzando in particolare i carichi su gusci (Figura 2).

Utilizzando il software IS Fuoco di CDM DOLMEN, che esegue le verifiche REI di elementi in C.A., in C.A.P., in acciaio ed in muratura in condizioni di incendio secondo gli Eurocodici e le NTC 2008, è possibile analizzare una sezione di forma rettangolare, avente spessore pari a quello della volta (Figura 3). Alla sezione oggetto di analisi possono essere assegnate le caratteristiche termiche (calore specifico, conducibilità termica e densità relativa) del laterizio, secondo quanto indicato dall’Eurocodice 6, o di qualsiasi altro materiale. 

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