Recupero di un edificio in muratura con opere atte ad un notevole miglioramento sismico

Il 20 e il 29 maggio 2012, sono stai due giorni di paura e distruzione nelle zone della pianura emiliana, nella quale la terra ha tremato portando numerosi edifici al danneggiamento e persino al collasso. Il sisma ha colpito una delle aree produttive più importanti del nostro paese che presenta un’ elevatissima concentrazione di aziende agricole, agroalimentari, industriali e artigianali di rilevanza internazionale.
Nell' area del cratere, composta da 33 comuni, si contano 48.000 imprese e 187.000 addetti che generano il 2% dell' intero PIL nazionale.
Reggiolo è stato uno dei comuni più colpiti e ancora oggi è oggetto di un impegnativo progetto di ricostruzione e di riqualificazione degli edifici danneggiati.
In Via Veneto, 50 si è intervenuti su un edificio fortemente danneggiato, con opere di riparazione e di miglioramento sismico.

Il corpo di fabbrica ha una forma in pianta rettangolare ed in elevazione si sviluppa per due piani fuori terra più un sottotetto accessibile. Le strutture portanti che hanno il compito di sopportare sia le azioni gravitazionali che orizzontali sono realizzate prevalentemente da muratura intonacata in mattoni pieni a due teste, mentre i solai sono in alcune parti del fabbricato composti da un’orditura principale in legno collegata da un semplice tavolato e nelle altre da putrelle in acciaio e laterizio. Le fondazioni di tipo superficiale, sono realizzate anch’esse in muratura di mattoni pieni.

L’edificio oggetto dell’intervento è posto a contatto con un secondo fabbricato anch’esso di pianta rettangolare di più recente realizzazione; in questo secondo caso le murature portanti sono in laterizio e i solai d’interpiano e di copertura sono in laterocemento.

Durante il sopralluogo sono state riscontrate diverse lesioni di entità non trascurabile nelle strutture murarie di ciascun piano. In particolare sono state rilevate lesioni notevoli su un muro del vano scala, realizzato in mattoni pieni ad una testa, e per la stessa parete si è verificato anche il distaccamento dell’ultima rampa della scala in corrispondenza della muratura e del pianerottolo d’arrivo.

Anche nella muratura perimetrale posta lungo il lato corto del fabbricato, sono state individuate sia la presenza di fessure di tipo passante, che interessavano anche porzioni di pareti ad essa ortogonali, sia una perdita di verticalità della stessa. Tale meccanismo di collasso prende il nome di ribaltamento semplice composto.

Immagine del fabbricato colpito da Sisma del 2012

Condizioni necessarie affinché si abbia questo tipo di meccanismo sono che in sommità alle pareti non vi siano vincoli che le trattengano e che ci sia un buon collegamento tra le pareti perpendicolari. La forma del cuneo di distacco è stata accentuata dalla presenza di solai in legno poco ammorsati sia al piano primo che al secondo. Altri fattori determinanti rilevati in loco, sono la qualità della muratura e la presenza di aperture poste in corrispondenza delle intersezioni murarie. 

Pianta del piano terra: quadro fessurativo 

Schematizzazione della struttura e analisi dello stato di fatto
Come richiesto della Norme tecniche per le Costruzioni in muratura soggette ad azioni sismiche, le analisi sono state condotte considerando la presenza di possibilità che si attivino sia meccanismi di tipo locale che di tipo globale.

Per la valutazione delle azioni e delle sollecitazioni agenti nei vari elementi strutturali è stato realizzato un modello agli elementi finiti. In particolare l’entità della forza sismica è stata valuta applicando un’analisi lineare di tipo dinamico. Come indicato nelle NTC 2008 del 14 gennaio 2008 e nella Circolare applicativa del 2 febbraio 2009 n.617, la citata analisi si compone dei seguenti passi:
• Determinazione dei modi di vibrare naturali della costruzione;
• Calcolo degli effetti dell’azione sismica, rappresentata dallo spettro di risposta di progetto, per ciascuno dei modi di vibrare individuati;
• Combinazione degli effetti relativi a ciascun modo di vibrare attraverso la combinazione CQC (Complete Quadratic Combination).

Il fattore di accelerazione (fa,SLV), definito dal rapporto tra l’accelerazione al suolo che porta al raggiungimento dello Stato Limite di salvaguardia della Vita (aSLV) e quella corrispondente al periodo di ritorno di riferimento (ag,SLV), entrambe riferite alla categoria di sottosuolo A è risultato pari a 0,45.

Per l’edificio in oggetto si è fatto riferimento ai modelli LV1 proposti nella D.P.C.M. 9 febbraio 2011 - “Valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle Norme tecniche per le costruzioni di cui al decreto del Ministero delle infrastrutture e dei trasporti del 14 gennaio 2008”.
Della verifica dello stato di danno e della vulnerabilità, il caso in esame rientra nel livello operativo E1.

Dall’analisi si è evidenziato che molte delle murature non risultavano verificate sia a taglio e sia a pressoflessione nel piano.

Fessure a taglio su alcune pareti

Dalle analisi condotte è stato quindi possibile individuare una serie di interventi che permettessero di raggiungere un adeguato livello di sicurezza sismica del fabbricato.

Breve descrizione degli interventi di rinforzo previsti
Si ripota di seguito un elenco degli interventi che sono stati previsti al fine di ottenere il miglioramento sismico:
• Realizzazione di cordolo di fondazione in cemento armato per l’appoggio della muratura da ricostruire;
• Consolidamento dei solai in legno ed in putrelle e laterizio al piano terra mediante soletta collaborante in calcestruzzo ancorata mediante delle barre in acciaio alle murature esistenti ed alle travi utilizzando dei connettori metallici;
• Inserimento in corrispondenza dei vari impalcati di piano di tiranti metallici lungo le due direzioni principali del fabbricato fissati alle murature con piastre o profili UPN ai livelli del primo solaio;
• Fissaggio delle travi principali in legno della copertura alle murature perimetrali mediante catene e piastre in acciaio;
• Interventi di demolizione e ricostruzione del cuneo di muratura oggetto del fenomeno di ribaltamento composto con muratura in mattoni pieni a due teste;
• Per il successivo rinforzo delle murature portanti si è adottato il sistema dell'azienda Fibre Net S.r.l. FIBREBUILD FRCM, noto come tecnica dell’ “intonaco armato”. Tale sistema prevede il rinforzo della muratura con intonaco armato di spessore ridotto, utilizzando malte da intonaco a basso modulo elastico, preferibilmente a base calce, armate con reti e connessioni in GFRP. Il sistema FIBREBUILD, applicato su entrambe le facce della muratura, incrementa la resistenza a taglio nel piano e la resistenza a flessione senza modificare eccessivamente le rigidezze del pannello murario. La connessione dei due intonaci rinforzati è ottenuta applicando degli elementi a “L” in GFRP previsti in ragione di 4 / 6 al m² e disposti secondo uno schema a quinconce. La rete è prodotta con tecnologia “TextrusionTM” utilizzando fibre di vetro AR (alkali resistenti) lunghe impregnate con resina vinilestere-epossidica termoindurente; tale scelta di materiali garantisce elevate performace in termini di durabilità anche in presenza di ambienti fortemente alcalini.

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