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Progettazione edifici esistenti

La Normativa NTC08 prevede, nel caso degli edifici esistenti, un approccio prestazionale e non prescrittivo. Infatti, mentre nei progetti di costruzioni nuove è necessario garantire il rispetto di alcune prescrizioni che disciplinano la quantità delle armature, come le dimensioni delle travi, dei pilastri e dei setti, nel caso degli edifici esistenti, tali vincoli non esistono. D’altra parte, come sarebbe possibile rispettare le rigidissime prescrizioni sulle dimensioni delle travi a spessore, visto che nelle precedenti Normative non c’erano vincoli geometrici?
Anche le verifiche di sicurezza non prevedono fattori di sovraresistenza per il rispetto della gerarchia delle resistenze. Lo spirito della Norma non è quello di ottenere un edificio esistente che abbia le stesse caratteristiche di un fabbricato nuovo, cosa peraltro difficilmente realizzabile, ma, diversamente, che dopo l’intervento abbia prestazioni tali da resistere ad un sisma di progetto.
In estrema sintesi, l’edificio nuovo deve rispettare prescrizioni geometriche, di duttilità, di deformabilità e di resistenza, mentre il fabbricato esistente,una volta consolidato, deve essere verificato alla sola verifica di resistenza (SLU), come indicato al p.to 8.3 delle NTC2008.
Si riporta quanto indicato al primo capoverso del p.to 8.3 delle NTC2008: “ La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi sulle costruzioni esistenti potranno essere eseguiti con riferimento ai soli SLU”.
In altre parole, se l’edificio sarà verificato alle sollecitazioni dovute al sisma previsto dalla Norma con riferimento allo SLU, potrà definirsi Adeguato sismicamente.

Scelte progettuali

Esistono molti approcci progettuali possibili per il consolidamento sismico di un edificio esistente, come è possibile comprendere osservando la figura di seguito riportata.
Solitamente, quando viene richiesto ad un Progettista di intervenire su un fabbricato esistente (nella figura è rappresentato dal punto denominato “existing building”), il tecnico ha diverse possibilità:

Strutture sismicamente isolate

L’idea dell’isolamento sismico nasce da una semplice considerazione: le strutture tradizionali, a base fissa, hanno periodi principali abbastanza bassi, che in genere ricadono nell’intervallo in cui l’accelerazione del sisma viene notevolmente amplificata (si pensi al tratto rettilineo del diagramma dello spettro di risposta o, comunque, ad una zona con alti valori dell’accelerazione sismica).
Le strutture isolate, grazie al loro periodo proprio (maggiore di due secondi), si collocano invece in una zona dello spettro caratterizzata da accelerazioni molto più basse. Tale importante riduzione consente di accettare, nella parte in elevato, eccentricità tra centro di rigidezza e delle masse importanti, visto che le sollecitazioni da esse derivanti saranno comunque accettabili (a seguito dell’accelerazione sismica modesta).

Edifici ed infrastrutture

La società Structura Ingegneria s.r.l. ha progettato e progetta infrastrutture e edifici in cemento armato, acciaio, muratura e legno, a seconda delle esigenze costruttive che propone il tema progettuale affrontato. Le Normative utilizzate sono sia quelle italiane (NTC08) che quelle internazionali: quali ad esempio British standard, Eurocodici etc..
Nel campo della Progettazione strutturale il team di esperti del gruppo è in grado affrontare temi progettuali di dimensioni anche importanti sia in ambito nazionale che internazionale.

Indagini e prove

TERMOGRAFIA

La Termografia è una tecnica di indagine utilizzati sugli edifici esistenti in grado di determinare la temperatura radiante di una superficie con ottima risoluzione spaziale. Si tratta di un mezzo di diagnosi non distruttiva basato sull’analisi di immagini che evidenziano discontinuità termiche. La metodologia sfrutta la capacità di alcuni dispositivi di rivelare l’intensità della radiazione nella zona termica dello spettro elettromagnetico, ovvero quella dell’infrarosso. I materiali usati nell’edilizia, e più in genere qualsiasi materiale, ha proprie caratteristiche e comportamento rispetto alle onde elettromagnetiche.
L’energia termica o infrarossa, non rilevabile dall’occhio umano, viene trasmessa da una luce caratterizzata da una particolare lunghezza d’onda. Tutti gli oggetti emettono calore e, quindi, anche raggi infrarossi di intensità variabile con la temperatura. È possibile quindi individuare, attraverso le discontinuità cromatiche visibili dalla telecamera, i difetti o, meglio ancora, le differenze di materiali che compongono il corpo di fabbrica: si pensi al calcestruzzo e alla muratura ben visibili agli infrarossi, o ad una parete in muratura piena da una porzione in laterizio alleggerito.
La termocamera è sicuramente un utile strumento per la fase preliminare delle indagini su un fabbricato esistente, poiché consente di scegliere le zone da approfondire e calibrare la scelta degli elementi da studiare.

GEORADAR

Il sistema di indagine Georadar analizza la struttura costituente l’elemento indagato attraverso le onde elettromagnetiche: in funzione delle misure effettuate (analisi nel dominio del tempo del segnale emesso) possono essere ricavate le tessiture dei solai, la presenza in fondazione di plinti o travi di collegamento.
Tale metodo di investigazione è quindi molto utile nella fase preliminare dello studio dell’edificio esistente, poiché può fornire le indicazioni su quale zona del piano fondazioni deve essere scavata per effettuare più approfondite indagini, oppure per capire in quale direzione sono i travetti di un solaio che devono essere scoperti per l’identificazione delle armature.

CAROTAGGI

Si eseguono carotaggi su elementi in calcestruzzo armato di edifici esistenti con rilascio di certificati da laboratori accreditati. . I fori vengono sigillati dopo l’estrazione utilizzando una malta cementizia antiritiro tixotropica fibrorinforzata.

INDAGINI SONREB

Questo metodo, che combina l’uso dello sclerometro e delle prove ultrasoniche, concilia l’esigenza di ridurre le incertezze e gli errori di misura dei due strumenti di analisi.
Lo sclerometro, in funzione della durezza superficiale, misura l’indice di rimbalzo di una massa proiettata sulla superficie dell’elemento indagato. Tale indice fornisce l’indicazione della resistenza a compressione del calcestruzzo.
L’indagine ultrasonica consiste nel generare un treno d’onde longitudinali mediante un trasduttore elettroacustico a contatto con la superficie del calcestruzzo sottoposto a prova. Le onde, dopo aver attraversato il materiale, vengono ricevute da un altro strumento che, in funzione del tempo intercorso tra quando l’impulso è stato emesso e quando è stato ricevuto dallo strumento, calcola la velocità ultrasonica.
Una volta ottenuti i dati dai due strumenti, indice di rimbalzo e velocità ultrasonica, si può determinare la resistenza a compressione del calcestruzzo, utilizzando le formule di correlazione presenti nella letteratura tecnica.
Le indagini SONREB sono molto utili se utilizzate assieme ai carotaggi, infatti tale combinazione permette di calibrare sia lo sclerometro che la strumentazione Sonreb sui provini estratti e schiacciati in laboratorio. In questo modo si possono estendere i risultati dei carotaggi ad altre zone del fabbricato indagate con il metodo Sonreb.

ESTRAZIONE DELLE BARRE

I prelievi vengono effettuati scegliendo le barre che hanno tassi di lavoro più bassi; infatti sono privilegiate, solitamente, le armature di parete sulle travi e, sui setti, i ferri dei lati lunghi. La porzione di ferri tagliata viene sostituita da una coppia di barre che sono saldate a quella esistente per ripristinare lo stato precedente.

Collaudi

Ormai da anni i Tecnici di Structura Ingegneria eseguono prove di carico e collaudi su tutto il territorio nazionale. La società esegue collaudi statici di fabbricati, infrastrutture ed opere di sostegno con idonea strumentazione.