Con MURATURE di TRAVILOG TITANIUM 4, uno strumento semplice per la verifica e l'adeguamento di edifici esistenti in muratura Edifici esistenti in ...

Con MURATURE di TRAVILOG TITANIUM 4, uno strumento
semplice per la verifica e l’adeguamento di edifici esistenti in
muratura

Edifici esistenti in muratura: dall'intervento locale all'adeguamento.
Ing. Graziella Campagna
Servizio di Assistenza Tecnica Logical Soft

Il tema degli interventi su edifici esistenti è tornato al centro del dibattito nazionale non solo per
l’interesse verso il recupero del patrimonio edilizio italiano ma anche per le politiche di
pianificazione urbanistica che puntano ad un consumo sempre più limitato di territorio.
Ai fini della sicurezza sismica delle strutture, le Norme Tecniche per le Costruzioni vincolano i
professionisti a far ricadere il progetto in una delle seguenti 3 categorie (§ 8.4 delle NTC 2008):
     1. interventi di adeguamento;
     2. interventi di miglioramento;
     3. riparazioni o interventi locali che interessino elementi isolati.
Per ciascun tipo di intervento viene fissato il livello di sicurezza che deve essere garantito in
occasione della realizzazione di opere edilizie.

Per gli interventi di adeguamento sismico si richiede di ripristinare la sicurezza in modo tale da
garantire la stessa prestazione attesa per edifici nuovi. Per gli interventi di miglioramento si
richiede invece di incrementare il livello di sicurezza dell’intera costruzione seppur non si sia in
grado di raggiungere quello previsto per le nuove costruzioni; non viene tuttavia indicato alcun
criterio specifico per stabilire il livello di sicurezza minimo da rispettare. Sia per interventi di
adeguamento che di miglioramento si richiede un’analisi globale della struttura, prima e dopo
l’intervento.
Infine per interventi locali il progetto e la valutazione della sicurezza potranno essere riferiti alle
sole parti e/o elementi interessati e si dovrà documentare che, rispetto alla configurazione esistente,
non siano prodotte sostanziali modifiche al comportamento delle altre parti e della struttura nel suo
insieme e che gli interventi comportino un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti.
Anche in questo caso non si indica un criterio specifico per valutare il livello di sicurezza minimo
da soddisfare.
In linea del tutto generale è possibile dedurre che le Norme Tecniche del 2008 sembrano mirare a
riqualificare il costruito in modo da garantire il massimo livello di sicurezza dando maggior
rilievo agli interventi di adeguamento, dove di fatto ricadono la maggior parte degli interventi,
piuttosto che di miglioramento sismico. La questione pone un grosso interrogativo sulla
realizzabilità in termini economici di un approccio di questo tipo.

Nel seguito si propongono alcuni esempi di intervento su un edificio esistente realizzato in muratura
portante. Gli esempi vengono svolti mediante il Modulo MURATURE di TRAVILOG
TITANIUM 4. L’intento è mostrare le verifiche richieste dalla normativa in ciascuna situazione e
fornire utili indicazioni riguardo a possibili soluzioni progettuali.

Intervento locale
Si propone inizialmente un intervento locale volto alla realizzazione di un’apertura in una parete
portante. L’apertura verrà opportunamente cerchiata al fine di garantire rigidezza e resistenza
adeguata alle esigenze della struttura.
A tal proposito la Circolare n. 617/2009 al punto C8.4.3 asserisce che “interventi di rafforzamento
localizzato (ad esempio l’apertura di un vano in una parete muraria, accompagnata da opportuni

rinforzi) possono rientrare in questa categoria (interventi locali) solo a condizione che si dimostri
che la rigidezza dell’elemento variato non cambi significativamente e che la resistenza e la
capacità di deformazione, anche in campo plastico, non peggiorino ai fini del comportamento
rispetto alle azioni orizzontali”.
La norma richiede dunque che la rigidezza non cambi significativamente, senza far esplicito
riferimento alla rigidezza elastica. Si richiede invece che il comportamento della parete rinforzata
risulti modificato il meno possibile in campo plastico, poiché è in condizioni ultime che si valuta la
sicurezza nei riguardi dell’azione sismica. Ciò ci pone di fronte a due possibilità nel
dimensionamento della cerchiatura: progettare in modo da ripristinare la rigidezza originaria a
fronte di uno spostamento ultimo ridotto piuttosto che progettare garantendo uno spostamento
ultimo invariato rispetto alla condizione iniziale a fronte di una rigidezza elastica inferiore.
Nell’esempio, sviluppato nel seguito, si mostra come vari il comportamento del pannello
murario progettando in rigidezza oppure in spostamento. Nel primo caso, se si progetta con
l’obiettivo di ripristinare la rigidezza elastica della parete integra, si ottengono telai con profili
molto rigidi, raggiungendo la plasticizzazione nei nodi per spostamenti inferiori a quelli ultimi per il
pannello (la parete diventa quindi appunto molto più rigida e resistente). Se invece si progetta in
modo da mantenere invariata la resistenza del pannello allo spostamento ultimo, si ottengono telai
più duttili garantendone lo stesso comportamento al collasso.
L’apertura è condotta su una parete di dimensioni L = 5,0 m, spessore s=0,5m ed H = 3,2 m in
mattoni pieni e malta di calce buona (peso specifico: 18 kN/m3; E = 2250 MPa; G = 750 MPa; fm =
3,6 MPa e t0 = 0,09 Mpa). Le dimensioni della porta che si intende creare sono: L = 1,0 m ed H =
2,1 m. Si valutano due diversi tipi di cerchiatura la cui geometria è connessa al comportamento
della parete che si intendere ottenere:

      Progettazione in rigidezza: 2 piedritti accoppiati IPE 330 ed architrave IPE 360

                                 Fig.1 – Dimensionamento in rigidezza di una cerchiature

Si ottiene una rigidezza molto simile a quella antecedente alla realizzazione dell’apertura ma con
uno spostamento ultimo inferiore.

      Progettazione in resistenza: 2 piedritti accoppiati IPE 140 ed architrave IPE 180

                                 Fig.2 – Dimensionamento in resistenza di una cerchiature
Si ottengono spostamenti simili al caso antecedente l’intervento, con un’evidente riduzione della
rigidezza elastica

Intervento di miglioramento sismico
Lo studio degli interventi da eseguire sulla costruzione, ha origine dall’analisi delle caratteristiche
delle strutture portanti (setti, fasce, solai) e del comportamento che si prevede possa avere la
costruzione in condizioni sismiche. Nell’esempio che si propone, le pareti in muratura presentano
buone proprietà meccaniche, ma risultano poco ammorsate tra loro. I solai realizzati in legno non
offrono sufficiente resistenza e rigidezza per garantire alla costruzione un comportamento
d’insieme. Il comportamento atteso in caso di sollecitazione sismica è dunque quello di meccanismi
di ribaltamento verso l’esterno delle pareti portanti.

L’analisi preliminare (ante operam) volta a valutare il grado attuale di sicurezza della struttura,
può essere eseguita su alcune pareti singole mediante una serie di analisi dei meccanismi locali di
collasso con il metodo dell’analisi cinematica lineare. Dall’analisi del quadro fessurativo della
costruzione è possibile stabilire quali siano i meccanismi più probabili: per il caso in studio si tratta
di ribaltamento fuori piano dei pannelli. Le verifiche condotte su diversi pannelli sia per il
ribaltamento semplice che per quello composto di cuneo diagonale, mettono in luce una decisa
instabilità dei pannelli:

Fig.3 – Verifica di ribaltamento composto di cuneo diagonale

Un primo intervento di miglioramento ipotizzabile è naturalmente la posa in opera di tiranti in
grado di stabilizzare la parete e ripristinare il comportamento scatolare dell’edificio.

Il risanamento dei solai interpiano viene invece condotto mediante interposizione di uno strato di
calcestruzzo armato ammorsato alle travi in legno mediante connettori in acciaio (solaio
compound).

                                                    Fig.4 –

A seguito degli interventi, viene infine valutato il livello di sicurezza sismica che la struttura è in
grado di raggiungere. Poiché la tipologia di interventi progettati rendono la costruzione in grado di
manifestare un comportamento d’insieme, si conduce un’analisi non lineare dell’intero edificio.
La curva di capacità determinata mette subito in rilievo come allo stato limite ultimo, lo
spostamento ultimo sia inferiore rispetto a quello massimo richiesto. La costruzione risulta
dunque sismicamente adeguata.

Fig.5 –

Cosa prevedono le Nuove Norme Tecniche approvate dal CSLLPP
In materia di edifici esistenti, le Nuove Norme Tecniche, approvate dall'Assemblea del Consiglio
Superiore dei Lavori Pubblici il 14/11/2014, propongono di cambiare prospettiva e passare da una
politica di emergenza ad una politica di prevenzione dando maggior rilievo ad interventi che
migliorano il comportamento sismico degli edifici piuttosto che a quelli li adeguino come richiesto
per edifici di nuova costruzione. L’obiettivo ultimo sembra quindi essere quello di migliorare le
prestazioni sismiche della maggior parte degli edifici, rinunciando ad ottenere il massimo livello
di sicurezza per un numero ridotto di edifici.
Più nel dettaglio potremmo sintetizzare nei seguenti obiettivi le principali novità delle nuove
NTC.
Il primo riguarda gli interventi locali. Vengono fornite dettagliate indicazioni per stabilire quali
interventi possano essere classificati come interventi locali in base alle finalità progettuali:

      ripristinare le caratteristiche iniziali di elementi o parti danneggiate;
      migliorare le caratteristiche di resistenza e/o di duttilità di elementi o parti, anche non
       danneggiati;
      impedire meccanismi di collasso locale;
      modificare un elemento o una porzione limitata della struttura.

Il progetto e la valutazione della sicurezza potranno essere riferiti alle sole parti e/o elementi
interessati, documentando le carenze strutturali riscontrate e dimostrando che l’intervento non
peggiora le condizioni di sicurezza delle strutture preesistenti. Inoltre sarà cura del progettista
controllare che il comportamento globale non sia significativamente cambiato a seguito degli

interventi. Rispetto all’esempio trattato, il dimensionamento dei tiranti che stabilizzano i
cinematismi fuori piano potrebbe essere trattato con analisi locali.
Il secondo riguarda gli interventi di adeguamento: la normativa mira ad estendere la pratica di
miglioramento della sicurezza sismica sul maggior numero di edifici possibili. Se con le NTC 2008
attualmente vigenti si richiede di raggiungere lo stesso livello di sicurezza delle nuove costruzioni,
ora è ammessa una riduzione di circa il 20% della sicurezza attesa.
A tal proposito viene introdotto il parametro ζE cioè il rapporto tra “l'azione sismica massima
sopportabile dalla struttura e l’azione sismica massima che si utilizzerebbe nel progetto di una
nuova costruzione” che in caso di adeguamento deve essere maggiore di 0,8. Per gli edifici con
Classe d’Uso IV è richiesto che il livello di sicurezza per l’adeguamento sia almeno pari a 0,4.
Quindi si impone un minimo per le strutture a servizio della Protezione Civile o con attività critiche.
Infine per gli interventi di miglioramento, mentre ai sensi delle NTC2008 si richiede di dimostrare
che la sicurezza sismica della costruzione ha avuto un miglioramento a seguito dell’intervento, le
nuove norme tecniche precisano che il livello di sicurezza raggiunto sia pari almeno al 10% di
quello delle nuove costruzioni (ζE = 0.1).

L'approvazione della revisione delle Norme Tecniche dà nuova importanza alle soluzioni di
intervento locale e alla valutazione delle criticità per gli edifici esistenti fino al raggiungimento
dell'adeguamento sismico delle strutture. TRAVILOG TITANIUM 4 permette di valutare sia
singoli interventi su edifici esistenti che analisi di vulnerabilità finalizzate all'adeguamento
sismico, per diverse tipologie costruttive.

Per maggiori approfondimenti e chiarimenti visita il sito www.logical.it