Interventi locali, di miglioramento e adeguamento sismico: differenze e obiettivi

Un breve, ma efficace, riepilogo sugli interventi da eseguire sull’esistente al fine di garantire la preesistente sicurezza sismica o un incremento della stessa

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Il capitolo 8 delle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC2018) affronta il delicato tema degli interventi sugli edifici esistenti, classificando i lavori in tre categorie:

  • «interventi di riparazione o locali: interventi che interessino singoli elementi strutturali e che, comunque, non riducano le condizioni di sicurezza preesistenti;
  • interventi di miglioramento: interventi atti ad aumentare la sicurezza strutturale preesistente, senza necessariamente raggiungere i livelli di sicurezza fissati al § 8.4.3;
  • interventi di adeguamento: interventi atti ad aumentare la sicurezza strutturale preesistente, conseguendo i livelli di sicurezza fissati al § 8.4.3.»

Sebbene la riduzione della vulnerabilità del patrimonio edilizio esistente sia finalità primaria per limitare i danni e le vittime durante i terremoti, il raggiungimento degli standards di sicurezza sismica delle nuove costruzioni risulta non così facilmente applicabile per gli edifici esistenti. Le NTC2018 prevedono pertanto livelli graduali di intervento con relativi obblighi.

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FORMATO CARTACEO

Valutazione sismica e tecniche di intervento per edifici esistenti in c.a.

La seconda edizione di questo volume, rivisitata integralmente e arricchita con nuovi esempi pratici, fornisce agli ingegneri strutturisti e a tutti quei professionisti che, in generale, operano nell’ambito della valutazione sismica degli edifici esistenti in cemento armato, gli strumenti necessari per effettuare in modo ancora più consapevole le opportune verifiche di sicurezza sismica secondo la normativa vigente. A tal proposito sono discusse le più appropriate strategie di modellazione/analisi strutturale in ambito non lineare sia statico (pushover) che dinamico (time-history). Vengono inoltre trattate le più diffuse tecniche di intervento per la riabilitazione delle strutture esistenti in cemento armato gettate in opera e prefabbricate, ricorrendo anche ad esempi di modellazione numerica di alcuni interventi di adeguamento/miglioramento sismico. Nel testo si fa riferimento alla versione aggiornata delle Norme Tecniche per le Costruzioni – ossia le NTC 2018 – e alla relativa circolare esplicativa (Circolare 21 gennaio 2019 n. 7). Rui Pinho Ingegnere, professore ordinario presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Pavia, socio fondatore delle società Seismosoft e Mosayk, è autore di innumerevoli pubblicazioni scientifiche sul tema della valutazione del rischio sismico di strutture esistenti. Federica Bianchi Ingegnere, socio fondatore e CEO di Mosayk srl, svolge la libera professione con particolare attenzione alla valutazione della vulnerabilità sismica di edifici in cemento armato. Roberto Nascimbene Ingegnere, professore associato presso lo IUSS Pavia, socio fondatore di Mosayk srl, ha approfondito particolarmente le tematiche della modellazione numerica avanzata nel campo dell’ingegneria civile.

Rui Pinho, Federica Bianchi, Roberto Nascimbene | Maggioli Editore 2022

Indice

Gli interventi puntuali o locali

Sicuramente i più comuni sono i cosiddetti “interventi puntuali o locali”, descritti al par. 8.4.1 «gli interventi di questo tipo riguarderanno singole parti e/o elementi della struttura. Essi non debbono cambiare significativamente il comportamento globale della costruzione e sono volti a conseguire una o più delle seguenti finalità:

  • ripristinare, rispetto alla configurazione precedente al danno, 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.»

Per fare alcuni esempi, sostituire un solaio o una copertura, riparare un quadro fessurativo, consolidare una trave o un pilastro, inserire un tirante, sono interventi chiamati locali perché riguardano singoli elementi resistenti e non l’intero scheletro strutturale. Pur trattandosi prevalentemente di lavori di consolidamento statico, tuttavia la loro progettazione deve tenere in considerazione anche il contributo offerto nella riduzione del rischio sismico. Un tirante, per esempio, così come un cordolo sommitale possono offrire un efficace contrasto ai ribaltamenti fuori dal piano delle pareti durante una scossa sismica.

Anche se non viene richiesta una modellazione e un’analisi complessiva dell’edificio, «nel caso di interventi di rafforzamento locale, volti a migliorare le caratteristiche meccaniche di elementi strutturali o a limitare la possibilità di meccanismi di collasso locale, è necessario valutare l’incremento del livello di sicurezza locale.» Ricordando, infatti, che la maggior parte dei gravi danneggiamenti sismici avviene per cinematismi fuori dal piano, che possono essere facilmente contrastati con interventi locali.

Interventi locali, di miglioramento e adeguamento sismico: differenze e obiettivi Foto 2
Foto 1_Somma di interventi puntuali volti anche alla riduzione del rischio sismico: rinforzo delle volte con fasce in carbonio ancorate al perimetro murario e rifacimento della copertura con inserimento di cordolo in muratura lamellare ©Alessandro Grazzini

Gli interventi di miglioramento

Se l’obiettivo è invece un incremento della resistenza sismica di tutta la struttura, l’intervento ricade nel miglioramento e deve riguardare il rinforzo delle prestazioni meccaniche dell’intero scheletro resistente. Le iniezioni o l’applicazione di intonaci armati sulle murature, oppure l’incollaggio di tessuti in carbonio sugli elementi in c.a. sono alcuni esempi di lavorazioni che, interessando tutti gli elementi statici, contribuiscono ad incrementare la sicurezza sismica dell’intero fabbricato. Attenzione a non limitare l’intervento di miglioramento ad una sola porzione della struttura, perché ne conseguirebbe una parte eccessivamente rigida rispetto a quella non consolidata creando disequilibri nella risposta dinamica.

Nel campo del miglioramento sismico, così come per l’adeguamento, vale l’indispensabile premessa che la struttura abbia il necessario comportamento scatolare, acquisibile con l’esecuzione di interventi locali, tale da consentire l’attivazione dei soli meccanismi di piano. Il progettista è chiamato a costruire il modello di calcolo dell’intero edificio.

Il par. 8.4.2 indica gli obiettivi minimi di sicurezza sismica da perseguire con interventi di miglioramento sismico, valutabile nel rapporto zE tra l’azione sismica massima sopportabile dalla struttura e l’azione sismica massima che si utilizzerebbe nel progetto di una nuova costruzione.  «Per le costruzioni di classe III ad uso scolastico e di classe IV il valore di zE, a seguito degli interventi di miglioramento, deve essere comunque non minore di 0,6 , mentre per le rimanenti costruzioni di classe III e per quelle di classe II (civile abitazione, per esempio) il valore di zE, sempre a seguito degli interventi di miglioramento, deve essere incrementato di un valore comunque non minore di 0,1».

Interventi locali, di miglioramento e adeguamento sismico: differenze e obiettivi Foto 3
Foto 2_Esecuzione di intonaco armato per miglioramento sismico ©Alessandro Grazzini

Gli interventi di adeguamento

Il par. 8.4.3, infine, introduce gli interventi di adeguamento quale ultima tappa del percorso di riduzione del rischio sismico tale da portare l’edificio esistente a standards di sicurezza uguali o prossimi a quelli di nuova costruzione, richiesto nei seguenti casi:

  • sopraelevazione (zE ≥ 1);
  • ampliamento volumetrico senza giunto sismico (zE ≥ 1);
  • variazioni di destinazione d’uso con incrementi dei carichi globali verticali in fondazione superiori al 10%(zE ≥ 0,8);
  • interventi strutturali volti a trasformare la costruzione mediante un insieme sistematico di opere che portino ad un sistema strutturale diverso dal precedente (zE ≥ 1);
  • apportare modifiche di classe d’uso che conducano a costruzioni di classe III ad uso scolastico o di classe IV (zE ≥ 0,8).

Il progettista dovrà pertanto giustificare la scelta di una delle tre tipologie di intervento in relazione alle finalità del progetto, ricordando che resta sua responsabilità individuare il giusto grado di sicurezza sismica che deve garantire il fabbricato in relazione alla destinazione d’uso e all’affollamento.

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