Transcript Perché un corso sul consolidamento delle costruzioni?

Corso di Laurea Ingegneria Edile-Architettura
anno di corso 2007-2008
RECUPERO E CONSERVAZIONE
DEGLI EDIFICI
Maria Luisa Beconcini
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Università di Pisa
Perché un corso sul consolidamento delle
costruzioni?
“Basta pensare all’immenso patrimonio da
ristrutturare e ai problemi storici, archeologici e
tecnici che involge, per dedurne l’importanza e
la vastità dei compiti riservati agli studiosi della
storia dell’arte e ai tecnici …”
S. Mastrodicasa, “Dissesti statici delle strutture edilizie”,
Prefazione alla sesta edizione, 1978.
Perché un corso sul consolidamento delle
costruzioni?
“Mi ero accorto fin dai primi tempi
dell’esercizio professionale che consolidare ciò
che andava in malora era molto più difficile che
edificare a nuovo. Questa circostanza tanto
operò sulla mia fantasia che mi immersi
decisamente con entusiastico ardore nello
studio della fatiscenza muraria.”
S. Mastrodicasa, Biografia
... consolidare è molto più difficile che edificare a nuovo
La costruzione esistente pone tutta una serie di vincoli che
occorre rispettare:
di tipo tecnologico-costruttivo
di rispetto delle modalità di risposta alle sollecitazioni
di rispetto dei materiali
...
Ogni costruzione è un individuo a sé: di solito, per risolvere lo
stesso tipo di problema occorre ogni volta "inventare" una
soluzione ad hoc
... consolidare è molto più difficile che edificare a nuovo
Le costruzioni esistenti presentano caratteristiche e modalità
di risposta alle sollecitazioni che occorre conoscere e
rispettare
Non è infatti ragionevole cercar di forzare il funzionamento
delle costruzioni verso modalità che nel nuovo rappresentano
situazioni ottimali, ma che nel costruito non possono
assumere le stesse caratteristiche.
Esempio eclatante: gli effetti del terremoto umbromarchigiano sulle costruzioni in muratura consolidate
... consolidare è molto più difficile che edificare a nuovo
A causa delle diverse storie - dalla costruzione, ai
rimaneggiamenti, al degrado - ciascuna costruzione
rappresenta un individuo a sé, per il quale è necessario
costruire un modello appropriato.
Le costruzioni esistenti, seppure della stessa tipologia,
difficilmente sono riconducibili ad uno specifico modello.
Ciò, oltre a rendere più complesso lo studio delle
costruzioni esistenti rispetto a quelle nuove, fa sì che
rimanga anche difficile mettere a punto una metodologia
generale per affrontare il problema.
Negli interventi sul costruito occorre tener presente
che:
gli interventi devono essere limitati a quelli strettamente
necessari e calibrati all'indispensabile perché in generale
• sono molto più costosi
• alterano la natura originaria dell'opera
la costruzione esistente presenta un grosso vantaggio: è
direttamente sperimentabile; ne conosciamo la risposta alle
azioni, almeno quelle che ha subito nel passato, e, se si fanno
indagini adeguate, le caratteristiche dimensionali e meccaniche
dei materiali sono note con maggior certezza
i coefficienti di sicurezza da adottare, che dipendono dalle
incertezze, possono essere mantenuti più bassi
Quando si pone il problema di intervenire su
una costruzione esistente?
Al momento della realizzazione, la costruzione possiede
un certo grado di sicurezza nei confronti di determinati
requisiti di resistenza e di fruibilità
per le costruzioni "storiche", in generale, non è noto il
grado di sicurezza originario
e comunque, col tempo i margini di sicurezza possono
cambiare, in ordine a cause diverse:
Invecchiamento della costruzione:
• naturali modificazioni dei materiali
• degrado dei materiali provocato da agenti
atmosferici e ambientali
• danneggiamento dovuto a sollecitazioni esterne non
compatibili (eccessiva intensità o numero di
ripetizioni)
• modifiche della struttura intervenute nel tempo
Cambiamento delle condizioni ambientali (es:
caratteristiche del terreno -scavi, falda-, vibrazioni, ecc.)
Se il processo di invecchiamento non viene
adeguatamente contrastato, si raggiungerà una
condizione di crisi funzionale se non addirittura il
collasso.
Esigenze della comunità:
• scongiurare il crollo degli edifici in esercizio
• mantenere in esercizio le costruzioni esistenti: questo è
subordinato alla convenienza
- per edifici correnti, convenienza economica
- per edifici monumentali, rilevanza culturale
• mantenimento delle rovine nel caso di costruzioni di
pregio garantendo la protezione dai rischi connaturati
con lo stato di rudere
Il soddisfacimento delle esigenze
implica di interferire sul processo di
invecchiamento attraverso periodiche
operazioni di
controllo
manutenzione
consolidamento
Esigenze diverse dall'invecchiamento possono
comportare operazioni di controllo ed eventuale
consolidamento:
Cambiamento delle condizioni di utilizzo:
• modifiche dei carichi di esercizio
• modifiche nella distribuzione architettonica che
comportano modificazioni dell'organizzazione
strutturale
Maggiori richieste in ordine al margine di sicurezza
(es: sicurezza nei confronti delle azioni sismiche)
Nuove costruzioni
Costruzioni
esistenti
L’obiettivo della progettazione strutturale è in ogni
caso la sicurezza:
la struttura deve garantire, con un adeguato
margine di sicurezza, certi requisiti prestazionali:
resistenza, funzionalità …
MA
le condizioni in cui si opera sono fondamentalmente
diverse:
Costruzioni
esistenti
Nuove costruzioni

Sono note la struttura e le
azioni

Il problema è prevederne
il comportamento
PROBLEMA DIRETTO
Dall’osservazione del
comportamento della
costruzione sotto
determinate azioni
 si deve risalire alla
definizione della struttura

PROBLEMA INVERSO
PROBLEMA
DIRETTO
PROBLEMA
INVERSO
DATI
AZIONI
E
MODELLO
AZIONI
E
RISPOSTE
INCOGNITA
RISPOSTA
MODELLO
Basi di conoscenze necessarie (ma non sempre
sufficienti) per affrontare la progettazione di
interventi di recupero e consolidamento delle
costruzioni:
conoscenza del comportamento dei materiali
conoscenza del comportamento delle diverse tipologie strutturali
conoscenza dei fenomeni che producono dissesti
conoscenza delle metodiche e delle strumentazioni che il
mercato offre per la diagnostica
conoscenza dei materiali e delle tecnologie per il consolidamento
conoscenza della normativa
PROGRAMMA DEL CORSO
CARATTERIZZAZIONE DELL'EDIFICIO
rilievo strutturale e dei dissesti
indagini distruttive e non distruttive sui
materiali e su elementi strutturali
metodi per il monitoraggio
analisi e diagnosi dei dissesti
PROGRAMMA DEL CORSO
EDIFICI IN MURATURA
proprietà dei costituenti
materiali
comportamento meccanico delle murature
determinazione sperimentale della qualità
dei materiali
comportamento statico
delle strutture di impalcato
(solai, coperture, archi, volte)
dell'organismo murario
PROGRAMMA DEL CORSO
EDIFICI IN MURATURA
modellazione e analisi strutturale
tecniche di consolidamento
fondazioni
pannelli murari
orizzontamenti
coperture
archi e volte
PROGRAMMA DEL CORSO
STRUTTURE IN LEGNO
analisi dello stato di degrado
consolidamento degli elementi strutturali
PROGRAMMA DEL CORSO
EDIFICI IN CEMENTO ARMATO
il degrado dei materiali
caratterizzazione
dell'edificio
rilievo strutturale, dei dissesti e del degrado
indagini distruttive e non distruttive sui
materiali e su elementi strutturali
modellazione e analisi strutturale
materiali e tecniche per il consolidamento
PROGRAMMA DEL CORSO
MIGLIORAMENTO E ADEGUAMENTO SISMICO
inquadramento della materia
riferimenti normativi
tecniche di intervento attivo e passivo
Normativa di riferimento
D.M. Min. Infrastrutture 14 gennaio 2008 - "Nuove norme
tecniche per le costruzioni"
Circ. C.S.LL.PP. 2 febbraio 2009 n° 617 - "Istruzioni per
l'applicazione delle «Nuove norme tecniche per le costruzioni»
di cui al decreto ministeriale 14 gennaio 2008"
Normativa di riferimento
BENI CULTURALI
Circ. Min. Beni Cult. 18 luglio 1986 n° 1032 - "Interventi sul patrimonio
monumentale a tipologia specialistica in zone sismiche: raccomandazioni"
Circ. Min. Beni Cult. 12 marzo 1991 n° 1841 - "Direttive per la redazione
ed esecuzione di progetti di restauro comprendenti interventi di
miglioramento antisismico e manutenzione nei complessi architettonici di
valore storico-artistico in zona sismica"
Proposta Comitato Min. Beni Cult. 29 ottobre 1996, voto n. 564 Ass. gen.
Cons. Sup. LL.PP., 28 novembre 1997 – "Istruzioni generali per la
redazione di progetti di restauro nei beni architettonici di valore storicoartistico in zona sismica"
Direttiva del Pres. del Cons. dei Ministri 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.
Normativa di riferimento
BENI CULTURALI
DIRETTIVA DEL PRESIDENTE DEL CONSIGLIO DEI
MINISTRI 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.
Normativa di riferimento
EUROCODICI
Eurocodice 6 (marzo 2003) – Progettazione delle strutture in
muratura – Parte 1-1: Regole comuni per strutture in muratura
semplice e armata
Eurocodice 8 (dicembre 2003) – Progettazione delle strutture
in zona sismica – Parte 1: Regole generali, azioni sismiche e
regole per gli edifici
Testi di riferimento
Mastrodicasa S.: "Dissesti statici delle strutture edilizie", Hoepli, 1993
Antonucci R.: “Restauro e recupero degli edifici a struttura muraria”, Maggioli
Ed., 2005
Regione dell'Umbria: "Manuale per la riabilitazione e la ricostruzione postsismica degli edifici", DEI Ed., 1999
Giangreco E. (a cura di): "Ingegneria delle strutture", UTET, 2002
Menicali U. "I materiali dell'edilizia storica", La Nuova Italia Scientifica, 1992
Rocchi P. (a cura di): "Trattato sul consolidamento", Mancosu Ed., 2003
Tiné S.: "La pratica del restauro", BE.MA. Ed.
Carbonara G.: "Trattato di restauro architettonico", UTET, 1996
Mariani M.: "Trattato sul consolidamento e restauro degli edifici in muratura"
Tubi N.: "Rilevamenti dello stato e tecniche degli interventi di ripristino negli
edifici", Maggioli Ed., 2007.
"L'istanza di oggi è quella che chiede all'ingegnere,
all'architetto, di intervenire nelle costruzioni storiche con lo
spirito del restauro, non asettico consolidamento quindi ma
controllatissimo restauro: gli aspetti statici dell'opera sono
architettura quanto la sua immagine, sono il suo fondamento
costruttivo e contengono un portato culturale di enorme
importanza sociale e scientifica.
L'intervento deve essere congruente, leggibile e reversibile, e
nello stesso tempo staticamente efficace. Non è quest'ultimo un
vincolo capestro, se si pensa che la condizione originale
dell'opera aveva l'efficacia che ora le si vuol rendere, o, se ne
difettava, altre architetture analoghe l'avevano e possono fornire
indicazioni. Si può essere efficaci e congruenti, si possono
realizzare interventi leggibili e reversibili se si è in grado di
comprendere ed esprimere il lessico strutturale dell'opera
originale.
Conoscere il segreto per conservare."
Antonino Giuffré: "Opera muraria nell'architettura storica",
lezione tenuta a Perugia il 20 novembre 1992.