RECUPERO E CONSERVAZIONE RECUPERO E CONSERVAZIONE DEGLI EDIFICIDEGLI EDIFICI

Maria Luisa BeconciniDipartimento di Ingegneria Strutturale,

Università di Pisa

Corso di Laurea Ingegneria Edile-Architetturaanno di corso 2007-2008

Perché un corso sul consolidamento delle Perché un corso sul consolidamento delle costruzioni?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 Perché un corso sul consolidamento delle costruzioni?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-costruttivodi rispetto delle modalità di risposta alle sollecitazionidi 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

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.

... consolidare è molto più difficile che edificare a nuovo

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 Quando si pone il problema di intervenire su una costruzione esistente?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

controllomanutenzione

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)

L’obiettivo della progettazione strutturale è in ogni caso la sicurezza:

Nuove costruzioniNuove costruzioniCostruzioni Costruzioni

esistentiesistenti

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:

Nuove costruzioniNuove 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

Costruzioni Costruzioni esistentiesistenti

PROBLEMA DIRETTO

PROBLEMA INVERSO

DATI

INCOGNITA

AZIONI E

MODELLO

RISPOSTA

AZIONI E

RISPOSTE

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

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

proprietà dei costituenti

comportamento meccanico delle murature

determinazione sperimentale della qualità dei materiali

EDIFICI IN MURATURA

comportamento staticodelle strutture di impalcato (solai, coperture, archi, volte)

dell'organismo murario

materiali

PROGRAMMA DEL CORSO

EDIFICI IN MURATURA

PROGRAMMA DEL CORSO

tecniche di consolidamento

modellazione e analisi strutturale

fondazionipannelli murariorizzontamenticoperturearchi e volte

analisi dello stato di degrado

consolidamento degli elementi strutturali

STRUTTURE IN LEGNO

PROGRAMMA DEL CORSO

EDIFICI IN CEMENTO ARMATO

PROGRAMMA DEL CORSO

materiali e tecniche per il consolidamento

caratterizzazionedell'edificio

rilievo strutturale, dei dissesti e del degrado

indagini distruttive e non distruttive sui materiali e su elementi strutturali

modellazione e analisi strutturale

il degrado dei materiali

inquadramento della materia

riferimenti normativi

tecniche di intervento attivo e passivo

MIGLIORAMENTO E ADEGUAMENTO SISMICO

PROGRAMMA DEL CORSO

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

Normativa di riferimento

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 storico-artistico in zona sismica"

BENI CULTURALI

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 Normetecniche per le costruzioni di cui al decreto del Ministero delle infrastrutture e dei trasporti del 14 gennaio 2008.

Normativa di riferimento

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

EUROCODICI

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 post-sismica 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.

Testi di riferimento

"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.