Edifici esistenti in muratura: tra conservazione e intervento
Intervenire sul tessuto storico-architettonico italiano sottoposto a tutela pone l’obbligo di compiere una scelta delicata, che da un lato vede la conservazione del bene e dall’altro il mantenimento dei suoi caratteri stilistici e valoriali. Spesso questa scelta viene dettata dall’importanza della struttura stessa, imponendo un minimo intervento.
In situazioni come queste, dotarsi di un software per il calcolo strutturale che permetta di simulare le azioni del sisma può fare la differenza tra un intervento di prevenzione efficace e un intervento a minima resa.
Il territorio italiano vanta un patrimonio storico-architettonico che conta oltre ottomila edifici esistenti in muratura riconosciuti come beni culturali.
Questi, in quanto testimonianze dirette di storia e cultura, godono dei diritti di salvaguardia e di tutela, per cui è necessario preservare il perfetto equilibrio tra conservazione e sicurezza.
Chiara Dezzi Bardeschi, nel suo Abbeceddario minimo Ananke: Cento voci per il Restauro, ricorda che per conservazione si intende […] l’impegno a tutelare, rispettare, proteggere, custodire e trasmettere un patrimonio collettivo […], sollevando spontanei quesiti sui limiti e sulle accortezze da avere in ottica di intervento.
Per rispettare i canoni di tutela e conservazione nei confronti dei beni architettonici, è necessario intervenire senza inficiarne i caratteri stilistici e artistici, i supporti materici e il palinsesto costruttivo; venir meno a queste limitazioni con un intervento troppo invasivo significherebbe snaturare l’edificio stesso, mettendone a rischio il valore testimoniale.
L’edilizia storica tra l’adeguamento e il miglioramento sismico
Termini come miglioramento e adeguamento sono di uso comune tra i professionisti che si occupano di sicurezza strutturale ma, in questo contesto, necessitano di una ulteriore chiave di lettura.
Gli interventi che rientrano nella categoria di adeguamento sismico si pongono come obiettivo ultimo quello di raggiungere i livelli di sicurezza imposti dalle NTC 2018, così da portarne la resistenza ad un valore pari a quello di un edificio di nuova costruzione.
Quando, invece, si parla di miglioramento sismico ci si riferisce ad interventi di rinforzo che mirano ad aumentare la sicurezza strutturale già esistente, senza però raggiungere i livelli di sicurezza di un adeguamento.
In quanto soggetto a tutela, il tessuto edilizio di valore storico-architettonico non può subire interventi di adeguamento, i quali ne metterebbero a rischio i caratteri inviolabili sopracitati.
Il dibattito sulla ricerca della sicurezza sismica degli edifici storici, nel rispetto della conservazione, trova sfogo nelle parole del Prof. Giovanni Carbonara, che sottolinea l’importanza di agire […] per fare meglio facendo meno […].
Alla luce di questa riflessione, si può affermare che, concordemente al Cap. 8 delle NTC 2018, in ambito di patrimonio monumentale l’obiettivo degli interventi può essere di natura esclusivamente migliorativa.
Tali interventi devono garantire l’incremento dei valori di sicurezza riguardo le azioni sismiche, senza far necessariamente fronte alle verifiche formali imposte per le nuove costruzioni.
CAP. 8 NTC2018 Per i beni di interesse culturale ricadenti in zone dichiarate a rischio sismico, ai sensi del comma 4 dell’art. 29 del DLgs 22 gennaio 2004, n. 42 “Codice dei beni culturali e del paesaggio”, è in ogni caso possibile limitarsi ad interventi di miglioramento effettuando la relativa valutazione della sicurezza.
Interventi di rinforzo e interventi di prevenzione
Gli edifici storici in muratura tendono prevalentemente ad essere interessati da meccanismi di ribaltamento.
Immaginiamo di trovarci davanti ad un palazzo in muratura di foggia rinascimentale sottoposto a tutela per i suoi caratteri intrinsechi: affinché questo raggiunga un buon livello di miglioramento sismico è possibile operare mediante interventi di consolidamento come la ristilatura dei giunti, l’uso di miscele leganti e – dove possibile – l’irrigidimento dei solai.
È molto comune, per esempio, intervenire mediante incatenamento, rispondendo così all’azione del sisma grazie al rafforzamento della connessione delle parti murarie.
Questi interventi sono tuttavia possibili solo nel caso in cui si tratti di una struttura con comportamento scatolare, che consenta un’analisi di vulnerabilità e una verifica globale dell’edificio.
Cosa succede, invece, in presenza di edifici che non hanno un comportamento di tipo scatolare?
In questo caso è possibile ragionare solo in termini di cinematismi locali, nel piano e fuori dal piano e, allo stesso tempo, non è possibile intervenire in maniera radicale per raggiungere l’adeguamento sismico.
Una chiesa a pianta basilicale, composta quindi da tutte le sue tipiche caratteristiche (transetto, navata centrale, navate laterali, facciata, ecc.) potrebbe essere sottoposta a meccanismi di spinta da parte del colonnato che influiscono sul comportamento statico della facciata, la quale potrebbe ribaltarsi fuori dal piano o venire inficiata da cinematismi nel piano stesso.
O ancora, i meccanismi nel piano potrebbero interessare parti della struttura meno prevedibili, come gli archi trionfali e le pareti perimetrali delle cappelle annesse.
Per quanto sia difficile da ammettere, in questi casi la soluzione migliore risiede negli interventi di prevenzione e manutenzione della struttura.
La conoscenza dei materiali, delle tecniche costruttive e dei valori di durabilità diventano cruciali in questo frangente, predisponendo il giusto piano di azione per l’applicazione del minimo intervento.
Determinare la composizione di un maschio murario e implementarne il comportamento meccanico potrebbe fare la differenza tra la conservazione e la definitiva perdita del bene stesso.
Operare in termini di prevenzione presuppone la necessità di disporre di uno stato di fatto e di ipotizzare l’azione del sisma mediante una simulazione.
3Muri Project Open: simulare per consolidare
3Muri Project Open offre ai progettisti la possibilità di effettuare la verifica di vulnerabilità sismica di strutture che non hanno un comportamento scatolare per le quali non è possibile procedere con l’analisi globale.
Viene introdotta, in questo contesto, la modellazione mediante input per piano verticale: grazie all’importazione di prospetti in formato DXF o ortofoto, il software permette di modellare la parete interessata dalla simulazione e di definirne le aperture.
Figura 1 – In rosso: pareti definite tramite input per piano verticale di una struttura con comportamento non scatolare – 3Muri Project Open
Una volta definita la parete, questa può essere sottoposta all’analisi cinematica nel piano e fuori dal piano.
L’analisi cinematica lineare fuori dal piano permette ai progettisti di calcolare l’indice di vulnerabilità in caso di ribaltamento della parete (totale o parziale, mediante l’imposizione di cerniere in quota).
In caso di cinematismi nel piano, l’analisi cinematica – lineare e non lineare – permette di calcolare l’indice di vulnerabilità mediante l’inserimento di ipotetici piani di frattura e conseguenti cerniere interne ed esterne: è opportuno, in questa fase, simulare più di un’ipotesi di frattura e vagliare una quantità più ampia di possibilità.
Nel caso in cui non fosse possibile, o auspicabile, modellare l’intera struttura allo stato di fatto ma si volesse comunque effettuare l’analisi su di un’unica parete, 3Muri Project Open permette di modellare solo la parete interessata e di applicare manualmente i carichi che vi insistono.
Dopo aver effettuato la simulazione, il progettista avrà un quadro chiaro e definito su quali siano le parti da consolidare e sulle modalità di intervento.
Se opportuno, il software permette di inserire direttamente un rinforzo mediante catene non lineari: definita la natura della catena, questa può essere applicata direttamente alla parete da piedritto a piedritto; successivamente si può procedere alla valutazione dell’efficacia dell’intervento attraverso l’analisi cinematica non lineare della catena stessa.
Figura 2 – Cinematismi nel piano 3Muri Project Open
Così facendo, 3Muri Project Open si propone come strumento fondamentale per effettuare una simulazione preventiva per gli edifici storici sottoposti a canoni di tutela e conservazione, consentendo di individuare le parti maggiormente a rischio della struttura non solo in termini di ribaltamento, ma anche in termini di cinematismi nel piano.
Agire con rispetto nei confronti del tessuto storico architettonico italiano significa sapersi destreggiare tra interventi giusti e interventi doverosi, fronteggiare un dibattito che non trova sfogo in una risposta univoca ma in decine di sfumature e sensibilità diverse.
Per questo motivo, è fondamentale che i professionisti possano dotarsi di uno strumento efficace che li aiuti nella scelta dei giusti interventi, senza superare i limiti imposti dai canoni di tutela.
