CONSOLIDAMENTO DELLE COSTRUZIONI Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Edile e delle Costruzioni Civili Corso di Laurea Ingegneria Edile-Architettura anno di corso 2016-2017 CONSOLIDAMENTO DELLE COSTRUZIONI Maria Luisa Beconcini Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale, 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 umbro-marchigiano 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

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)

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 INTERVENTI SULLE COSTRUZIONI ESISTENTI MIGLIORAMENTO E ADEGUAMENTO SISMICO inquadramento della materia riferimenti normativi tecniche di intervento attivo e passivo

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 RICHIAMI SULLA STATICA DELLE MURATURE proprietà dei costituenti comportamento meccanico delle murature determinazione sperimentale della qualità dei materiali materiali delle strutture di impalcato (solai, coperture, archi, volte) dell'organismo murario comportamento statico

PROGRAMMA DEL CORSO EDIFICI IN MURATURA caratterizzazione dei materiali in situ modellazione e analisi sismica di edifici esistenti fondazioni pannelli murari orizzontamenti coperture archi e volte tecniche di consolidamento miglioramento e adeguamento sismico

PROGRAMMA DEL CORSO STRUTTURE IN LEGNO analisi dello stato di degrado consolidamento degli elementi strutturali SOLAI tipologie tecniche di consolidamento

PROGRAMMA DEL CORSO EDIFICI IN CEMENTO ARMATO il degrado dei materiali rilievo strutturale, dei dissesti e del degrado indagini distruttive e non distruttive sui materiali e su elementi strutturali caratterizzazione dell'edificio modellazione e analisi strutturale materiali e tecniche per il consolidamento miglioramento e adeguamento sismico

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 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 5 – Progettazione delle strutture di legno - Parte 1-1: Regole generali - Regole comuni e regole per gli edifici Eurocodice 6 – Progettazione delle strutture in muratura – Parte 1-1: Regole comuni per strutture in muratura semplice e armata Eurocodice 8 – 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 Lenza P., Ghersi A.: "Edifici in muratura", Flaccovio Ed, 2011 Antonucci R.: “Restauro e recupero degli edifici a struttura muraria”, Maggioli Ed., 2005 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 Tubi N.: "Rilevamenti dello stato e tecniche degli interventi di ripristino negli edifici", Maggioli Ed., 2007. Astrua F., Nelva R.: "Manuale del recupero edilizio", Maggioli editore, 2016

"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.