Studio di un sistema per il recupero funzionale e prestazionale di tipologie edilizie con struttura in muratura mediante tecniche di svuotamento integrale e ricostruzione industrializzata con tecnologia CLT

Come già anticipato nei paragrafi precedenti, la valutazione della vulnerabilità, la redazione di metodi di calcolo e l’emanazione di un corpus normativo per gli edifici esistenti in muratura è stata principalmente legata a indagini di tipo visivo e comparativo. I numerosi e sofisticati codici di calcolo oggi disponibili richiedono l’adozione di parametri la cui determinazione è spesso problematica per questo tipo di edifici, come il valore del modulo elastico [I.23]. Inoltre, anche se conoscessimo puntualmente le caratteristiche meccaniche della muratura, ciò non renderebbe più affidabile il modello.

Infatti l’esperienza mostra che molto spesso nelle vecchie costruzioni in muratura il collasso è determinato, più che dalla resistenza ultima della muratura, dalla carenza dei vincoli, da difetti costruttivi o dalla presenza di discontinuità non sempre visibili. In più, le strutture in muratura sono difficili da schematizzare con un metodo agli elementi finiti. Per queste ragioni si è deciso di utilizzare un approccio basato sui meccanismi locali di collasso, il cui studio ha preso forma nel 1993 con Giuffrè Antonino. Infatti i danni rilevati sulle strutture murarie dopo gli eventi sismici mostrano che il sistema tende a selezionare le parti strutturali e le soluzioni tecnologiche più deboli.

A differenza di quanto avviene negli edifici con struttura a telaio, la carenza o la mancanza di connessione tra gli elementi strutturali delle costruzioni in muratura, realizzate in assenza di norme specifiche, permettono il verificarsi di collassi parziali; in generale il crollo della struttura muraria avviene per perdita dell’equilibrio di porzioni di essa.

Per questo motivo, la valutazione della sicurezza degli edifici in muratura esistenti va eseguita, oltre che con riferimento al comportamento sismico globale, anche considerando i possibili meccanismi locali di collasso. Questo approccio richiede un’osservazione accurata delle caratteristiche costruttive degli edifici per procedere a un’affidabile modellazione strutturale. Spesso gli edifici dei centri storici sono realizzati in aggregato e hanno subito trasformazioni successive nel tempo tali da rendere incerta e inadeguata un’analisi condotta in termini di risposta globale.
In tali edifici è necessario ricercare la presenza degli elementi caratteristici di vulnerabilità:

− Qualità della connessione tra pareti murarie e orizzontamenti;
− Qualità della tessitura muraria;
− Interazioni con gli altri elementi della costruzione e con gli edifici adiacenti.

Così è possibile ipotizzare, sulla base della conoscenza del comportamento sismico di strutture analoghe, i meccanismi locali ritenuti significativi. Inoltre la presenza di quadri fessurativi e di dissesti prodotti dai terremoti passati fornisce un’efficace indicazione per una corretta previsione degli incipienti meccanismi di collasso. Per quanto riguarda il corpus normativo in merito all’analisi dei meccanismi locali di collasso per gli edifici, si fa riferimento alla Circolare 617 del 2 febbraio 2009 relativa al D.M. 14 Gennaio 2008, che introduce sia una parte relativa al calcolo sismico, come l’analisi statica non lineare, sia una parte relativa all’analisi di strutture esistenti in muratura per cui definisce sia le proprietà meccaniche sia il metodo di calcolo dei meccanismi locali di collasso.

L’analisi dei meccanismi locali di collasso in edifici in muratura è descritta al paragrafo C8A.4 di tale circolare. Le norme propongono il metodo dell’analisi limite dell’equilibrio secondo l’approccio cinematico per la verifica obbligatoria della vulnerabilità alla formazione di meccanismi locali in parti dell’edificio. L'analisi deve essere eseguita su un numero limitato di meccanismi, riconosciuti tra i più probabili, in considerazione della tecnologia costruttiva o individuati, a seguito di un sisma, sul manufatto in oggetto o su altri edifici simili.