Intervento di riparazione e miglioramento sismico con materiali compositi di un complesso rurale

 

 

Nella zona di San Prospero, in provincia di Modena, sorge Villa Gasparini, un edificio isolato caratteristico dell’architettura rurale della bassa pianura padana, disposto a corte chiusa a lato di una via principale.

A seguito del sisma del 2012, i cinematismi fuori piano innescati dall’evento hanno evidenziato alcune murature non perfettamente ammorsate a causa, probabilmente, dall’accostamento di differenti fasi edificatorie. Il manufatto, realizzato in muratura portante, e in alcune sue parti databile intorno al XV secolo, era stato oggetto negli anni ’70 di un importante intervento che aveva comportato il restauro generale delle murature e una ristrutturazione riguardante la sostituzione di vecchi solai con nuovi in travi Varese e tavelloni (piano primo), oltre alla sostituzione della copertura del padiglione centrale lato est con una nuova, anch’essa in travi Varese e tavelloni.

 

 

 

 

 

L’analisi della struttura esistente, sia in termini visivi sia condotta con l’ausilio di un programma di calcolo ha permesso ai progettisti di individuare le criticità strutturali del complesso architettonico e di evidenziare alcuni aspetti importanti ai fini della definizione dell’intervento. In particolare, la vulnerabilità sismica dell’edificio è emersa particolarmente sull’asse nord-sud, laddove l’analisi strutturale ha dimostrato la maggior resistenza dell’edificio, ma i danni rilevati in seguito all’evento del 2012 sono derivati dalla lieve deviazione dell’azione sismica verso l’asse est-ovest.

A seguito delle vulnerabilità rilevate sull’edificio, i progettisti hanno definito interventi puntuali volte alla loro limitazione o mitigazione. In particolare, da un estratto della relazione tecnica, gli elementi di analisi e di progetto sono riassumibili in sintesi come segue.

 

 

Il progetto realizzato ha inteso eliminare le principali vulnerabilità sismiche che l’edificio ha evidenziato durante il sisma del 2012 e riguardanti principalmente cinematismi fuori dal piano, innescati per lo più dall’azione spingente della copertura lignea.

Pertanto, verificate le condizioni di carico delle strutture secondo le NTC 2008, sono state seguite le riparazioni degli elementi danneggiati, un rafforzamento locale con interventi puntuali ed il rifacimento delle coperture lignee interessate in modo tale da non renderle più spingenti.

 

A fronte delle criticità emerse, gli interventi previsti in progetto hanno utilizzato le tecnologie Fibre Net ritenute adeguate agli obiettivi di miglioramento necessari.

In particolare, l’utilizzo del sistema di rinforzo FIBREBUILD BETONTEX®-EPOXY, costituito da nastri unidirezionali in fibra di carbonio di Fibre Net, è stato abbinato alla tecnica dell’intonaco armato, SISTEMA RI-STRUTTURA di Fibre Net, realizzato con rete in GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer).

 

L’intervento, infatti, ha visto la posa di cerchiature con nastri in fibra di carbonio per confinare le pareti oggetto di cinematismi lungo il primo e terzo piano f.t., congiuntamente al rinforzo delle medesime mediante posa di intonaco armato con reti in FRP legate con corde floccate trasversalmente allo spessore della muratura. Le verifiche di calcolo condotte dai progettisti hanno dimostrato che la presenza combinata dei due sistemi ha soddisfatto i valori utili per cinematismi fuori dal piano.

Anche le lesioni innescate nel piano delle pareti sono state consolidate con l’inserimento dell’intonaco armato.

 

Il rinforzo con SISTEMA BETONTEX-EPOXY è stato realizzato posando nastri unidirezionali di fibra di carbonio in fasce seguendo la disposizione indicata in progetto e secondo il ciclo di posa richiesto.

In particolare, dopo l’applicazione e l’asciugatura del primer epossidico a preparazione delle resine adesive è stato steso un primo strato sottile di resina tixotropica di impregnazione. Successivamente è stato posato il rinforzo unidirezionale in carbonio avendo cura di passare l’intera superficie con "rullo frangibolle" fino alla completa fuoriuscita dell'aria fra nastro e supporto di posa. Infine, si è proceduto alla stesura sull’intera superficie di un secondo strato di resina impregnante all’applicazione di sabbia di quarzo asciutta sulla resina fresca in modo da ottenere un’adeguata superficie di adesione per il successivo strato di finitura eseguito con malta di calce.

 

 

 

 

 

L’intervento di rinforzo con la tecnica dell’intonaco armato, SISTEMA RI-STRUTTURA, è stato realizzato con rete in GFRP maglia 66x66mm posata insieme ad angolari e connettori anch’essi in GFRP, su entrambe le facce delle murature perimetrali degli edifici e sulle murature portanti interne, per una superficie totale di circa 2800 mq. La rete in GFRP applicata su entrambi i lati dei paramenti murari, è stata collegata trasversalmente da connettori, anch’essi in GFRP, in modo tale da garantire l’ottimale collaborazione fra rinforzo e supporto murario, migliorando quindi le caratteristiche meccaniche (resistenza al taglio) della struttura. L’intonaco è stato realizzato utilizzando una malta a base di calce idraulica naturale, in coerenza con i materiali e i metodi di intervento storicamente presenti.

La scelta del sistema è stata effettuata tenendo presente la priorità di garantire, oltre alle necessarie prestazioni meccaniche e di resistenza, la caratteristica di durabilità dell’intervento al variare delle condizioni climatiche nonché della traspirabilità delle superfici interessate.

 

 

Infine, l’esistente vulnerabilità sismica dell’edificio lungo l’asse est-ovest è stata ridotta sia con il consolidamento eseguito con l’intonaco armato su alcune murature sia con la posa di telai in acciaio (putrelle) in asse ortogonale alle maniche est-nord-sud per migliorare il controventamento, soprattutto ortogonalmente alla manica est che rappresenta la direzione più vulnerabile dell’edificio. 

 

rete in GFRP maglia 66x66 mm, angolari in GFRP maglia 33X66 mm e connettori in GFRP