Progettare l'esistente: analisi, considerazioni, proposte

A quindici anni dal big-bang a seguito della pubblicazione della OPCM 3274 emanata dopo il crollo di San Giuliano, a dieci dalle Norme Tecniche per le Costruzioni del 2008, entrate in vigore nel 2009 e a un anno dalla nuova versione 2018, è possibile, e credo utile, fare il punto della situazione circa l’ impatto sull’attività professionale dei progettisti delle strutture.

Per molti di questi il cambio normativo è stato vissuto in modo traumatico, ricordo ancora una lettera di un presidente di un Ordine toscano che tuonava contro l’inutilità della nuova normativa ed anzi dei danni che avrebbe prodotto.
Sintetizzando, tre sono stati i marco-cambiamenti critici:

• l’estensione a tutto il territorio italiano della verifica sismica,
• l’abbandono delle tensioni ammissibili con l’adozione della logica agli stati limite
• e le nuove regole per le strutture esistenti.

Tutte questioni con impianti teorici di elevata complessità che hanno richiesto anni per essere digeriti e ancora oggi necessitano di approfondimenti.

Ma la vera questione è il grande capitolo delle strutture esistenti, per cui vale la pena di tentare qualche riflessione e di evidenziarne le specificità, in particolare le profonde differenze rispetto al costruito nuovo.

PROGETTARE L’ESISTENTE: la prima questione              

Progettare il nuovo significa passare dal virtuale al reale. Un processo immaginativo che trasforma le intuizioni in idee, poi tende a renderle concrete, a verificarne la fattibilità, a trasformarle in oggetti reali.
Teoricamente il progettista è libero, gli schemi possono essere ottimizzati su criteri di economicità e fattibilità operativa.

Progettare l’esistente richiede invece un passaggio in più: dal reale al virtuale e poi di nuovo dal virtuale al reale.

Sarà banale, ma una struttura esistente ESISTE, l’unica libertà è scegliere come approcciarla.
E’ proprio questo passaggio che segna la grande differenza dal progetto del nuovo e che rende tutto molto più complesso.

Conoscere una struttura esistente è un’avventura, con continue sorprese

Lo si può fare solo per gradi, assimilando piano piano tutti gli aspetti che la caratterizzano, scoprendo e riscoprendo la materia e cercando di ricostruirne la storia e l’attuale condizione. E nello stesso tempo è necessario virtualizzarla mentalmente, cercando di riconoscere tutte le geometrie latenti che si celano dietro all’intonaco, alle finiture, agli stucchi e ai cannicciati. 

Conoscere totalmente una struttura esistente è praticamente impossibile

Conoscere totalmente una struttura esistente è praticamente impossibile, molte cose alla fine saranno ipotizzate, partendo da tracce, piccoli indizi e facendo deduzioni. 

Questa è un’operazione che richiede nuove conoscenze, o meglio vecchie conoscenze dimenticate.

Esaminare una struttura in muratura costruita a fine ottocento sarebbe più facile se si conoscessero le tecniche dell’epoca, gli usi e i costumi dei progettisti e delle imprese.
Le strutture in cemento armato realizzate dagli anni 50 sino agli anni 80-90 erano calcolate a mano, con il regolo, i più fortunati con la Divisumma. I metodi erano piuttosto semplici rispetto alle sofisticate modellazioni di oggi. Salvo casi rarissimi lo schema a telaio era un lusso che pochi si potevano permettere e di conseguenza la disposizione delle armature era approssimativa, e, rispetto alla normativa attuale certamente meno attenta.

Chiedere di verificare con la normativa attuale quelle strutture è un azzardo, che ricorda la vecchia storia del calabrone, che secondo le leggi della fisica non potrebbe volare, ma lui non lo sa…

Decidere quali prove effettuare sui materiali, affondare carotatrici e estirpare ferri è una violenza necessaria che deve essere eseguita con cautela e grande prudenza.
Sarebbe utile, prima di iniziare le operazioni, disporre di una mappatura dei punti critici, per evitare operazioni inutili, se non dannose.

Anche qui la storia serve. Ad oggi un calcestruzzo che si rispetti non dovrebbe rompersi a meno dei classici 25-30.
E si rompe invece a 8, 10, 12 …? Che si fà?
I veri drammi poi succedono quando si tentano le verifiche di travi in spessore in c.a. armate con staffe d6/20-25 su travi in spessore e con ferri piegati a 1,5 metri dall’appoggio.

D E M O L I R E! 

La voce arriva dal profondo, ma si sa che lì resterà.

L’ipotesi (e la speranza) è che ci siano risorse che non valorizzate dalle regole per le nuove costruzioni, dove è ragionevole essere prudenti, ma forse una maggiore analisi delle risorse nascoste sarebbe utile per le strutture esistenti.

In realtà tra le pieghe della normativa attuale ci sono delle indicazioni in merito.

Ad esempio è possibile ridurre il coefficiente moltiplicativo del peso proprio, ma solo dopo una serie di misurazioni.
Ridurre il valore da 1,3 a 1 sarebbe una bella notizia, soprattutto per le strutture dove il peso proprio è prevalente (ad esempio per le strutture in muratura) ma con quale giustificazione?
La logica vorrebbe che, anche in questo caso, un adeguato numero di controlli autorizzi ad essere meno tassativi, ma quante prove sono necessarie? 

Altro grande aiuto potrebbe arrivare dagli elementi non strutturali, che in realtà contribuiscono, eccome.
Anche qui senza ricerche serie, come può un progettista azzardare resistenze e contributi di tramezzi e sottofondi?

Terza e ultima questione: le metodologie di calcolo e gli strumenti software

Se è vero che le tensioni ammissibili non consentivano di valutare il comportamento delle strutture oltre la fase elastica, l’estensione all’analisi non lineare è quasi indispensabile.
In particolare per le zone sismiche ma anche per dare senso a situazioni apparentemente critiche. I pilastri di sommità di strutture in c.a. non superano il calcolo a telaio se sono stati dimensionati in origine a carico centrato, la necessità di accettare delle plasticizzazioni locali è l’unico modo per accettare una realtà molto diffusa.

Inoltre ci sono metodologie di calcolo, poco usate, che offrono strumenti di analisi, semplici e potenti.

Ad esempio l’analisi limite (che non è l’analisi agli stati limite) attraverso calcoli apparentemente semplificati ma di grande efficacia, fornisce preziose indicazioni per prevedere il comportamento strutturale.

Una conseguenza di tutto questo è la grande incertezza che deriva dalla valutazione dell’esistente.

Un approccio ragionevole consiste nel cercare soluzioni limite, al peggio e al meglio.

Non si saprà in che punto la verità si colloca, ma si sono definiti dei limiti affidabili, su cui prendere decisioni con ragionevolezza.

Per questo gli strumenti software devono essere diversi da quelli ad oggi in uso negli studi tecnici.

Strumenti più flessibili, che consentono di valutare più ipotesi e più soluzioni rapidamente e con efficienza.

In pratica più modelli si realizzano più si riesce a circoscrivere il valore esatto, che resta nella grande maggioranza dei casi un’utopia.