Fabrizio Astrua e Riccardo Nelva

Manualedel recupero edilizioEdifici in muratura e in cemento armato

con interventi di: Paola Antonaci, Massimo Astrua, Clara Bertolini Cestari, Carlo Caldera, Rosario Ceravolo, Giorgio Colletti, Emilia Garda, Alessandro Grazzini, Erica Lenticchia, Marika Mangosio, Tanja Marzi, Carlo Ostorero, Paolo Piantanida, Sandro Tarditi, Roberto Vancetti, Marco Zerbinatti

Indice

Attribuzioni agli Autori .......................................................................................................................... Pag. 6Legenda............................................................................................................................................... » 7Ringraziamenti ..................................................................................................................................... » 8Presentazione: a chi è indirizzato il manuale ................................................................................. » 9Introduzione: problemi e temi trattati .............................................................................................. » 11

PARTE PRIMAEvoluzione culturale dei concetti di recupero

e di restauro conservativo degli edifici

Capitolo 1. Principi culturali e vincoli normativi ............................................................................ » 191.1. Teorie del recupero e del restauro (da Viollet le Duc a Cesare Brandi) (F.A.) .......................... » 201.2. Gli interventi di recupero secondo la normativa (F.A.).............................................................. » 271.3. La “Vocazionalità d’uso” (F.A.) ................................................................................................. » 321.4. Considerazioni sui vincoli imposti dalla normativa antincendio (F.A.) (G.C.) ........................... » 381.5. Accessibilità e “superamento barriere architettoniche” (F.A.) ................................................... » 441.6. Il restauro ed il recupero degli edifici sottoposti a vincolo paesaggistico ed ambientale.

Procedure e normativa di riferimento. Il codice dei beni culturali e del paesaggio (C.O.) ........ » 52

PARTE SECONDALa conoscenza dell’edificio per il progetto di recupero

Capitolo 2. Principali tipologie edilizie storiche di edifici con struttura in muratura portante nell’Ottocento .................................................................................................................................... » 592.1. Tipologie residenziali. Edifici multipiano dell’Ottocento. Aspetti edilizi e distributivi (C.C.) ...... » 602.2. Opifici ed edifici per attività industriali e artigianali tra Ottocento e Novecento (R.N.) ............. » 682.3. Le principali caratteristiche strutturali degli edifici in muratura portante: fondazioni, murature

in elevazione, orizzontamenti. Gli antichi magisteri (F.A.) ........................................................ » 762.4. La conoscenza dell’edificio. Tracce per una lettura critica di tipo storico-costruttivo del patri-

monio costruito (M.M.) ............................................................................................................. » 90

Capitolo 3. Principali tipologie edilizie di edifici con struttura portante in c.a., gettati in opera o con struttura prefabbricata nel Novecento .................................................................................. » 973.1. Edifici residenziali multipiano del Novecento (C.C.) (M.A.) ...................................................... » 983.2. Edifici in calcestruzzo armato per attività artigianali ed industriali (R.N.) ................................. » 1083.3. Le principali caratteristiche costruttive degli edifici in calcestruzzo armato gettato in opera (R.N.) » 1183.4. Le principali caratteristiche costruttive degli edifici industriali prefabbricati in c.a. (R.N.) ........ » 1273.5. Gli edifici del Movimento Moderno. Caratteristiche costruttive e compositive (E.G.) ............... » 1343.6. Caratteristiche costruttive degli edifici civili con struttura metallica (F.A.) (R.N.) ...................... » 140

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Capitolo 4. I materiali da costruzione .............................................................................................. Pag. 1494.1. Marmi, pietre, graniti. Caratteristiche prestazionali ed utilizzi (F.A.) ......................................... » 1504.2. Murature in blocchi: mattoni, tufo e pietra (F.A.) ...................................................................... » 1594.3. Gesso, calce, cementi, calcestruzzo. Valutazioni chimico-fisiche (F.A.) .................................. » 1664.4. Pietra artificiale. Caratteristiche prestazionali ed utilizzi (F.A.) ................................................. » 1724.5. Legno tradizionale. Caratteristiche prestazionali ed utilizzi (T.M.) (F.A.) .................................. » 177

PARTE TERZADegrado: patologie e metodi di indagine

Capitolo 5. Degrado ........................................................................................................................... » 1875.1. Degrado: cause ed effetti (F.A.) ................................................................................................ » 1885.2. Diagnosi del degrado (F.A.) ...................................................................................................... » 1955.3. Mappatura del degrado (F.A.) .................................................................................................. » 205

Capitolo 6. Patologie e tecniche di indagine relative ad edifici in muratura portante ................ » 2136.1. Dissesti statici negli edifici in muratura portante (A.G.) ............................................................ » 2146.2. Degradi e patologie negli intonaci storici (M.Z.) ....................................................................... » 2206.3. Tecniche sperimentali: ultrasuoni in campo non lineare (P.A.) ................................................. » 228

Capitolo 7. Patologie e tecniche di indagine in edifici con struttura in calcestruzzo armato .... » 2317.1. Dissesti statici negli edifici in c.a. gettati in opera e prefabbricati (F.A.) ................................... » 2327.2. Degradi e patologie nelle strutture e negli elementi in c.a. a vista (R.N.) (R.V.) ...................... » 2377.3. Tecniche di indagine diagnostica di elementi in c.a. a vista (R.N.) (R.V.) ................................ » 2447.4. Indagini dinamiche e monitoraggio sismico (R.C.) (E.L.) ......................................................... » 252

Capitolo 8. Patologie e tecniche di indagine per strutture lignee ................................................. » 2598.1. Tecniche di indagine diagnostica delle strutture lignee (C.B.) (T.M.)........................................ » 2608.2. Degrado, patologie e dissesti nelle strutture lignee di copertura (C.B.) (F.A.).......................... » 269

PARTE QUARTA Tecniche operative per l’intervento: applicazioni ed esempi pratici

Capitolo 9. Le scelte progettuali ...................................................................................................... » 2799.1. Le scelte progettuali (F.A.) ....................................................................................................... » 280

Capitolo 10. La riqualificazione energetica degli edifici ................................................................ » 29110.1. Richiami alla termoigrometria negli edifici (F.A.) ...................................................................... » 29210.2. La riqualificazione energetica degli edifici: metodi ed applicazioni (R.V.) ................................ » 29610.3. Cappotti e rivestimenti ventilati (F.A.) ....................................................................................... » 30210.4. Applicazioni particolari di riqualificazione energetica per facciate storiche (R.N.) (M.Z.) ......... » 30710.5. Recupero e sostituzione dei serramenti (F.A.) ......................................................................... » 31510.6. L’integrazione delle energie rinnovabili nel recupero edilizio (P.P.) .......................................... » 320

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Capitolo 11. La protezione dall’acqua e dall’umidità ..................................................................... Pag. 32711.1. Aerazioni ed impermeabilizzazioni. La protezione dalle acque meteoriche e di falda (F.A.) .... » 32811.2. L’intervento di recupero funzionale delle coperture a falda: soluzioni tecniche specifiche (R.N.) » 337

Capitolo 12. Interventi di recupero strutturale negli edifici in muratura ...................................... » 34912.1. Dissesti statici negli edifici in muratura portante in zona sismica: tecniche di intervento per la

messa in sicurezza (A.G.) ........................................................................................................ » 35012.2. Esempi di interventi su edifici in muratura portante (fondazioni, murature, volte): tecniche e

procedure (F.A.) (M.A.) (S.T.) ................................................................................................... » 36112.3. Tecniche di intervento con l’impiego di tecnologie CLT (X-Lam) (F.A.) (R.N.) .......................... » 37412.4. L’intervento di recupero strutturale delle capriate in legno: esempi di soluzioni e tecniche

operative di intervento (C.B.) (F.A.) .......................................................................................... » 37812.5. Protezione superficiale delle strutture in legno (C.B.) (T.M.) .................................................... » 38612.6. Interventi di recupero strutturale di solai in legno (F.A.) (M.A.) ................................................ » 391

Capitolo 13. Interventi di recupero di edifici in c.a. ........................................................................ » 39713.1. L’intervento di recupero su strutture in c.a. a vista: tecniche operative (R.V.) .......................... » 39813.2. L’intervento di riparazione strutturale in zona sismica: tecniche operative (R.C.) (E.L.) .......... » 40613.3. L’intervento di recupero su strutture in c.a. con impiego di FRP: tecniche operative (R.V.) ..... » 41613.4. L’intervento di recupero strutturale su edifici a setti portanti (F.A.) (M.A.) ................................ » 422

Capitolo 14. Il problema degli incendi negli interventi di recupero .............................................. » 42714.1. Recupero edilizio e antincendio: richiami normativi (F.A.) (G.C.) (S.T.) ................................... » 42814.2. La protezione dagli incendi delle strutture portanti negli interventi di recupero: edifici in mu-

ratura, in c.a., edifici in acciaio, edifici con strutture lignee (F.A.) (G.C.) .................................. » 439

Capitolo 15. Interventi di recupero delle superfici di facciata ....................................................... » 45115.1. Tecniche di pulitura dei materiali lapidei (F.A.) ......................................................................... » 45215.2. Tecniche di messa in sicurezza dei rivestimenti murali in piastrelle (F.A.) ............................... » 45715.3. Tecniche di messa in sicurezza dei rivestimenti lapidei sottili (F.A.) (R.N.) .............................. » 46115.4. Interventi su intonaci esterni e su cementi decorativi (M.Z.) .................................................... » 466

Parte Quarta406

13.2. L’intervento di riparazione strutturale in zona sismica: tecniche operative (R.C.) (E.L.)

GeneralitàGli standard e le normative tecniche, oltre a definire i criteri generali per la valutazione della sicurezza, per la progettazione, l’esecuzione e il collaudo degli interventi, individuano tre differenti categorie di inter-venti sugli edifici esistenti: - gli interventi di adeguamento, atti a conseguire i

livelli di sicurezza previsti per gli edifici di nuova costruzione;

- gli interventi di miglioramento, atti ad incrementare la sicurezza strutturale esistente, senza necessa-riamente raggiungere i livelli prescritti per gli edifici nuovi;

- le riparazioni o interventi locali che interessano elementi isolati, e che comunque comportano un miglioramento delle condizioni di sicurezza preesi-stenti.

Per questo tipo di interventi il progetto e la valuta-zione della sicurezza possono riferirsi a singole por-zioni della struttura. In tal caso sarà necessario do-cumentare che, rispetto alla configurazione prece-dente, non vengano introdotte sostanziali modifiche al comportamento delle altre parti della struttura o al suo comportamento globale. Inoltre è necessario dimostrare che gli interventi apportino un effettivo miglioramento dei livelli di sicurezza.Gli interventi che verranno illustrati riguardano es-senzialmente gli interventi di riparazione di tipo lo-cale che interessano i componenti strutturali degli edifici esistenti danneggiati in zona sismica.

Criteri e tipi d’interventoPer tutte le tipologie di costruzioni esistenti gli inter-venti di consolidamento vanno applicati, per quanto possibile, in modo regolare e uniforme. L’esecuzione di interventi su porzioni limitate dell’edificio va op-portunamente valutata e giustificata, considerando la variazione nella distribuzione delle rigidezze e delle resistenze e la conseguente eventuale intera-zione con le parti restanti della struttura. Particolare attenzione deve essere posta alla fase esecutiva de-

gli interventi, in quanto una cattiva esecuzione può peggiorare il comportamento globale delle costruzio-ni (NTC d.m. 2008).

Prescrizioni di baseI componenti costitutivi di una costruzione, possono normalmente distinguersi in:- componenti strutturali, cui è affidato il ruolo di as-

sorbire le azioni indotte dai carichi e rinviarle alle fondazioni;

- componenti non strutturali, destinati a rendere fun-zionale il sistema.

Alla prima categoria appartengono gli elementi mo-nodimensionali e bidimensionali. Gli elementi mo-nodimensionali sono le travi e i pilastri, riconducibili a sistemi lineari il cui comportamento è valutabile attraverso la deformazione dell’asse baricentri-co. Gli elementi bidimensionali sono le lastre e le piastre, riconducibili a sistemi piani il cui compor-tamento è valutabile attraverso la deformata del piano medio. Questi ultimi elementi vengono di so-lito impiegati per la realizzazione di solai, nuclei di scale e ascensori, o di pareti a effetto irrigidente. Elementi strutturali particolari, di primaria importan-za, sono pure da considerare i nodi travi-pilastri e tutti i sistemi di collegamento tra i componenti di vario tipo. Alla categoria di componenti non strutturali appar-tengono invece: i pannelli di tamponamento, i divi-sori interni, i sistemi di copertura, le rampe di scala, i balconi e tutti gli altri elementi di definizione dell’e-dificio [1].Con riferimento ai sistemi a telaio, assumono un si-gnificato rilevante i nodi trave-pilastro. Questi nodi, infatti, devono offrire una resistenza tale da con-sentire agli elementi strutturali collegati di potere espletare tutte le risorse di resistenza di cui sono dotati. I contenuti di questo paragrafo riguardano i prov-vedimenti tecnici di intervento rivolti prevalente-mente alla riparazione e al rafforzamento di edifici

13. Interventi di recupero di edifici in c.a. 407

in cemento armato. In particolare, si illustreranno le modalità esecutive da seguire durante le singo-le fasi di realizzazione degli interventi a carattere locale, rivolti al ripristino di porzioni di elementi strutturali.Gli interventi da effettuare dovranno essere in ogni caso improntati al conseguimento di due im-portanti obiettivi: il primo, riguardante il manteni-mento nel tempo delle caratteristiche dei materiali impiegati, che si ottiene prestando particolare at-tenzione ai problemi della durabilità; il secondo, connesso al buon comportamento sismico globale dell’edificio, come deve sempre essere assicurato dall’insieme degli interventi, anche se di carattere locale [2].

Interventi strutturali (di riparazione o intervento locale): nodi travepilastroCome accennato, i danni che in genere si riscon-trano con maggior frequenza riguardano i nodi trave-pilastro. Il collasso anche di pochi nodi può innescare meccanismi di notevoli proporzioni an-che nel caso in cui tutti gli altri elementi strutturali risultassero sovradimensionati. L’operazione di ri-parazione di questi elementi acquista pertanto fon-damentale importanza [3].Esistono diverse tecniche che il progettista può scegliere per il rafforzamento locale dei nodi non confinati, che sono tipicamente quelli posti sul perimetro della struttura, o all’angolo (nodo d’an-golo), o in facciata (nodo intermedio). Si è voluta concentrare l’attenzione sulle soluzioni più diffuse che si basano rispettivamente: sull’incamiciatura in acciaio, sulla placcatura e fasciatura del nodo con materiali compositi e sul sistema CAM (Cerchiatura Attiva Manufatti), che si basa sull’uso di nastri pre-tesi che confinano in maniera attiva le membrature in calcestruzzo.Gli interventi vengono descritti nelle loro diver-se componenti, ciascuna dedicata a prevenire un meccanismo di collasso. Cionondimeno la perfet-ta riuscita dell’intervento dipende dal complesso di componenti messe in opera, e pertanto non è pos-sibile adottare un intervento parziale (Linee Guida ReLUIS).

Criteri per il progetto del rafforzamento locale di nodi non confinatiÈ possibile migliorare le prestazioni del nodo trave-pi-latro attraverso le seguenti tipologie di intervento:

1. Incremento della capacità del pannello di nodo e della porzione di sommità del pilastro rispetto all’a-zione di taglio esercitata dalla tamponaturaL’osservazione e l’analisi dei danni post-terremoto ha reso evidente come l’azione di taglio del sisma può determinare danni significativi al nodo trave-pi-lastro. In genere si forma una fessura diagonale sul pannello di nodo (fig. 13.2.1a), ovvero una lesione pseudo-orizzontale in corrispondenza della sezione di attacco pilastro-pannello di nodo (fig. 13.2.1b), o ancora la rottura per lesione diagonale alla testa del pilastro (linea in tratteggio della fig. 13.2.1b).

Fig. 13.2.1 Rappresentazione schematica del meccani-smo di crisi del nodo trave-pilastro dovuto all’azione di ta-glio della tamponatura: a) lesione diagonale nel pannello; b) lesione pseudo-orizzontale all’attacco pilastro-pannello di nodo e/o diagonale nel pilastro in prossimità dell’attac-co al nodo [4] (dis. F.A.)

Per determinare la forza che corrisponde all’attiva-zione di tale meccanismo si può fare riferimento, in maniera semplificata, al cosiddetto modello di “pun-tone equivalente”, basato sulla formazione di bielle (puntoni equivalenti) accoppiate all’interno dell’ossa-tura strutturale secondo le due diagonali; si assume che esse siano alternativamente efficaci in funzione della direzione dell’azione sismica, essendo attive solo quelle compresse (Linee Guida ReLUIS).Per conferire al nodo una maggiore capacità resi-stente nei confronti del meccanismo descritto, si propone, nel caso di utilizzo di materiali compositi,

Parte Quarta408

di realizzare un rinforzo esterno con tessuti metallici inclinati (secondo quanto mostrato in fig. 13.2.2 per nodo d’angolo, e figura 13.2.3 per nodo intermedio) oppure, nel caso di incamiciatura in acciaio, median-te piastra sul pannello di nodo e angolari metallici posti negli spigoli dei pilastri.

Fig. 13.2.2 Fasce diagonali con tessuto metallico unidi-rezionale su nodo d’angolo: nodo con due travi emergen-ti [4] (dis. E.L.)

Fig. 13.2.3 Fasce diagonali con tessuto metallico unidi-rezionale su nodo intermedio: vista esterna [4] (dis. F.A.)

Fig. 13.2.4 Angolari in acciaio a “L” disposti su nodo inter-medio ed adeguatamente distanziati dal supporto in c.a. Gli elementi in facciata sono saldati a una piastra [4] (dis. E.L.)

Nel caso di utilizzo del sistema CAM, si prevede un rinforzo esterno che colleghi i pressopiegati a “L” che confinino i pilastri al di sopra ed al di sotto del nodo. Nel caso di un nodo d’angolo il collegamento deve essere realizzato utilizzando un pressopiegato a “L” continuo di maggiori dimensioni contenuto da nastri metallici ad alta resistenza (fig. 13.2.5).Nel caso di un nodo intermedio il collegamento è costituito da un piatto metallico saldato ai due pres-sopiegati posti sulla faccia esterna del pilastro; il piatto può essere posizionato sotto, sullo stesso piano o sopra alle ali dei pressopiegati.Le saldature nel primo e nel terzo caso sono a cor-done d’angolo, mentre sono di testa nel secondo caso; lo spessore del cordone è pari allo spessore minimo dei piatti collegati; il caso di piatto sottostan-te rispetto alle ali dei pressopiegati è mostrato nello schema in figura 13.2.7 (Linee Guida ReLUIS).

2. Incremento della resistenza a taglio del pannello di nodoL’incremento di resistenza a taglio del pannello di nodo si può ottenere, nel caso di utilizzo di materiali

13. Interventi di recupero di edifici in c.a. 409

compositi, mediante disposizione di tessuto quadrias-siale in carbonio (fig. 13.2.7 per nodo d’angolo) o, nel caso di utilizzo di incamiciatura in acciaio, di piastra metallica (fig. 13.2.4), oppure, nel caso di utilizzo del sistema CAM, con i nastri pretesi di acciaio ad alta resistenza posti in corrispondenza del nodo (secondo quanto mostrato in figg. 13.2.5 e 13.2.6).

Fig. 13.2.7 Tessuto quadriassiale bilanciato in fibra di car-bonio posto in corrispondenza del pannello di nodo su no-do d’angolo: nodo con una trave emergente e una a spes-sore. N.B.: il tessuto quadriassiale va disposto anche sul-la faccia interna della trave emergente, non visibile nello schema [4] (dis. E.L.)

3. Confinamento delle estremità dei pilastriIl confinamento delle estremità dei pilastri consente di conferire alle stesse un significativo incremento della resistenza a taglio e della capacità deformativa; esso ha anche un effetto benefico nei riguardi della potenziale instabilità delle barre longitudinali laddove il passo delle staffe sia molto rado. Per l’estremità superiore del pilastro, l’incremento di resistenza a taglio conferita dal confinamento è anche benefico nei riguardi dell’azione tagliante aggiuntiva dovuta al puntone che si forma nella tamponatura (Linee Gui-da ReLUIS). Il confinamento delle estremità dei pila-

Fig. 13.2.5 Pressopiegati a “L” e nastri pretesi in un nodo d’angolo . Legenda: a = piasta imbutita. b = nastri metalli-ci pretesi ad alta resistenza. c = pressopiegati ad “L”. d = pressopiegati di dimensioni maggiori [4] (dis. E.L.)

Fig. 13.2.6 Pressopiegati a “L”, piastra e nastri pretesi in un nodo intermedio. Legenda: a = nastri metallici ad alta resistenza. b = pressopiegati a “L”. c = piatto saldato all’a-la da pressopiegati. d = ala del pressopiegato che prose-gue sul nodo [4] (dis. E.L.)

Parte Quarta410

stri può essere realizzato mediante fasciatura delle stesse con tessuto in carbonio unidirezionale (secon-do quanto mostrato in fig. 13.2.8 per nodo d’angolo) se si utilizzano materiali compositi, ovvero mediante calastrellatura (fig. 13.2.9) nel caso di incamiciatura in acciaio con sistema CAM (fig. 13.2.10).

Fig. 13.2.8 Confinamento di pilastri di un nodo d’angolo: no-do con una trave emergente ed una a spessore [4] (dis. E.L.)

Fig. 13.2.9 Calastrelli di altezza 60 mm e spessore 6 mm, saldati agli angolari (a) metallici già posti in opera, attra-verso una saldatura testa a testa a completa penetrazio-ne oppure con cordone d’angolo se i calastrelli (b) vengo-no sovrapposti agli angolari [4] (dis. E.L.)

Fig. 13.2.10 Confinamento delle estremità dei pilastri in un nodo d’angolo [4] (dis. E.L.)

4. Incremento della resistenza a taglio delle estremi-tà delle traviL’incremento di resistenza a taglio delle estremità delle travi consente di prevenire un’eventuale crisi per taglio, secondo un meccanismo fragile che po-trebbe attivarsi nel caso in cui la resistenza del cal-cestruzzo è relativamente bassa e/o le armature a taglio sono carenti. Essa può essere realizzata, nel caso di utilizzo di materiali compositi, mediante una fasciatura a “U” con tessuto in carbonio unidirezio-nale che funge anche da ancoraggio per il rinfor-zo con tessuto quadriassiale del pannello di nodo (fig. 13.2.11 per nodo d’angolo) o, nel caso di incami-ciatura metallica, mediante la disposizione di piastre metalliche (fig. 13.2.12) oppure, nel caso di sistema CAM, mediante la fasciatura della trave con nastri di acciaio ad alta resistenza contrastati su pressopie-gati a “L” all’intradosso e su piatti o piastre imbutite all’estradosso (ai fini di tale intervento è necessario eseguire la foratura del solaio). Con riferimento al si-stema CAM, si evidenzia che, in presenza di travi alte, l’intervento può essere realizzato anche senza forare il solaio, forando la trave orizzontalmente a li-vello dell’intradosso del solaio come descritto in figu-

13. Interventi di recupero di edifici in c.a. 411

ra 13.2.13. Inoltre, un intervento che va oltre la sola riparazione o il rinforzo locale può prevedere l’inseri-mento di angolari dissipativi fra i pressopiegati a “L” che cerchiano i pilastri e quelli che cerchiano le travi (fig. 13.2.14); in questo caso la loro presenza intro-duce anche un rinforzo a flessione delle estremità di travi e pilastri con un ricondizionamento della gerar-chia delle resistenze a vantaggio del pilastro, quindi è necessario ricalcolare la struttura nel suo insieme. In questo caso è prevista la cerchiatura almeno del pilastro per tutta l’altezza (Linee Guida ReLUIS).

Fig.13.2.11 Rinforzo a taglio con configurazione a “U” del-le estremità delle travi di un nodo d’angolo: nodo con una trave emergente e una a spessore [4] (dis. F.A.)

Fig. 13.2.12 Piastre in acciaio sagomate sulle superfici la-terali delle travi, adeguatamente distanziate dal supporto in c.a. e fissaggio delle stesse, con tassellatura meccani-ca. Legenda: am = ancoraggio meccanico [4] (dis. E.L.)

Fig. 13.2.13 Rinforzo a taglio delle estremità di travi alte con nastri pretesi in un nodo d’angolo. Legenda: a = nastri pretesi in acciaio ad alta resistenza. b = piastre imbutite. c = pressopiegati ad “L” [4] (dis. E.L.)

Interventi di rafforzamento locale di travi e solai in c.a.Dopo aver illustrato i vari interventi a livello dei nodi, si andranno ora a esaminare alcuni interventi di raf-forzamento locale per travi e solai in c.a., limitandosi ad analizzare possibili soluzioni basate sull’utilizzo di placcatura e fasciatura con materiali compositi fi-bro-rinforzati costituiti da fibre di carbonio di elevate prestazioni meccaniche immerse in matrici polime-riche (CFRP), oppure mediante incollaggio di lastre e/o incamiciature in acciaio e, infine, mediante il si-stema CAM (solo per le travi).

Rinforzo a flessione di travi in c.a.Il rinforzo a flessione si rende necessario per ele-menti strutturali soggetti ad un momento flettente di progetto maggiore della corrispondente capacità flessionale (Linee Guida ReLUIS).I rinforzi a flessione relativi alle travi possono essere realizzati mediante materiali compositi (CFRP) che consistono nell’andare ad applicare una o più lami-ne, ovvero uno o più strati di tessuto in fibra di car-bonio adesi all’intradosso dell’elemento strutturale. Se sulla trave è previsto anche un rinforzo a taglio,

Parte Quarta412

quest’ultimo si potrà utilizzare anche come ancorag-gio d’estremità del rinforzo a flessione (fig. 13.2.14).

Fig. 13.2.14 Rinforzo a flessione con compositi di una trave in c.a. con ancoraggi di estremità. Legenda: a = tessuto uni-direzionale o lamine pultruse in fibre di carbonio [4] (dis. E.L.)

In alternativa, se il rinforzo è realizzato mediante in-camiciatura di acciaio, si andrà a disporre all’intra-dosso dell’elemento una lastra metallica di opportu-no spessore (tipicamente 4-8 mm), fissata al suppor-to in c.a. con ancoraggi meccanici. Alternativamente il rinforzo a flessione può essere realizzato mediante sistema CAM disponendo all’in-tradosso dell’elemento due pressopiegati a “L” di opportuno spessore (tipicamente 6-8 mm), fissati al supporto in c.a. con ancoraggi meccanici (vedi figure 13.2.13 e 13.2.14).

Rinforzo a taglio di travi in c.a.Anche questo tipo di rinforzo può essere realizzato adottando vari metodi. Per quanto riguarda i mate-riali compositi, si andranno a disporre i tessuti uni-direzionali in fibra di carbonio secondo la direzione parallela alle staffe metalliche interne ed estesi per la maggiore lunghezza possibile sulla superficie late-rale della trave. In questo caso è possibile prevedere l’applicazione di rinforzo discontinuo oppure continuo. Laddove possibile, è raccomandabile disporre delle fioccature di ancoraggio di tale rinforzo (fig. 13.2.15). Per una migliore comprensione della metodologia e della tecnologia utilizzata si veda anche il successivo paragrafo 13.3. L’intervento di recupero su strutture in c.a. con l’impiego di FRP: tecniche operative.

Fig. 13.2.15 Rinforzo a taglio continuo con compositi di una trave interna in c.a. con fioccature di ancoraggio. Legenda: a = tessuto unidirezionale in fibra di carbonio [4] (dis. E.L.)

Il rinforzo a taglio dell’elemento trave attraverso un’incamiciatura in acciaio comporta invece la di-sposizione di due pressopiegati a “L” all’intradosso della trave e cerchiaggio della stessa con nastri in acciaio ad alta resistenza.

Rinforzo a flessione di solai in c.a.Tale rinforzo può essere realizzato mediante mate-riali compositi, disponendo tessuti unidirezionali o lamine pultruse in fibra di carbonio all’intradosso dei travetti del solaio. In alternativa, se il rinforzo è realizzato mediante in-camiciatura di acciaio, si può disporre all’intradosso dell’elemento (travetto) una lastra metallica di oppor-tuno spessore (tipicamente 4-5 mm), fissata al sup-porto in c.a. anche con ancoraggi meccanici, avendo cura di posizionare gli ancoraggi senza tagliare i ferri di armatura, ovvero i trefoli nel caso di solai parzial-mente prefabbricati (travetti in c.a.p.). Per le moda-lità applicative, la soluzione con la tecnica dell’in-camiciatura in acciaio può risultare più complessa, delicata (incertezza degli ancoraggi) e meno rapida in fase applicativa rispetto ai materiali compositi.Si osserva che spesso, in sede di progetto, l’inter-vento complessivo per il rinforzo a flessione del so-laio in c.a. non è limitato alla sola fase descritta in precedenza (rinforzo con integrazione dell’armatura tesa all’intradosso), bensì necessita anche di inter-vento integrativo all’estradosso (integrazione della soletta originaria). In questo caso sarà preventiva-mente eseguito il rinforzo intradossale dei travetti, previa puntellatura del solaio e, successivamente, si

13. Interventi di recupero di edifici in c.a. 413

procederà all’esecuzione del getto integrativo all’e-stradosso.

Interventi su componenti non strutturali: tamponatureI collegamenti tra pannelli murari di tamponamento e cornice strutturale possono essere effettuati con tec-nologie diverse, essenzialmente riconducibili all’uso di materiali fibrorinforzati o di piatti e angolari metal-lici (Linee Guida ReLUIS).Gli interventi di collegamento devono impedire il verificarsi di collassi fragili e la possibile espulsione delle tamponature sotto l’effetto del sisma. Di seguito sono riportate le diverse fasi per la rea-lizzazione di interventi di antiribaltamento mediante l’impiego di materiali fibrorinforzati, che garantisco-no i collegamenti perimetrali tra la cornice strutturale e le pareti di tamponamento. Le lavorazioni richiedo-no diverse fasi di seguito schematizzate.- Rimozione dell’intonaco esistente lungo le fa-

sce perimetrali di ancoraggio di bordo in modo da conformare una sezione di intaglio ad “L” di lato 25 cm; successiva depolverizzazione delle superfici di intaglio e lavaggio con acqua a bas-sa pressione in guisa di avere le superfici umi-de prima dell’esecuzione delle fasi successive (fig. 13.2.16).

Fig. 13.2.16 Rimozione dell’intonaco esistente lungo le fasce perimetrali di ancoraggio [4]. Legenda: F = fascia di intonaco da rimuovere. S = soffitto. M = muratura disinto-nacata. Fo = foro da 14 mm (dis. F.A.)

- Foratura del tramezzo per l’intero spessore con utensile non battente avente diametro non inferio-re a 14 mm.

- Occlusione temporanea del foro realizzato, con se-gnalino removibile, per impedire alla malta cementi-zia (di successiva applicazione) di penetrarvi.

- Applicazione di primo strato di malta cementizia bicomponente a elevata duttilità sull’intera superfi-cie d’intaglio per uno spessore di circa 6 mm.

- Applicazione di rete a maglie quadrate bilanciata (0°, 90°) in fibra di vetro di qualità alcali-resistente (vetro A.R.), apprettata allo scopo di migliorare le capacità fisico-meccaniche di aggrappo ed ingra-namento con la matrice (malta). La rete deve es-sere applicata sull’intera area trattata avendo cura di far penetrare la malta già applicata all’interno delle maglie della rete. Posizionare la rete in modo da consentire il passaggio dei segnalini all’interno delle maglie della rete senza intagliare la maglia (fig. 13.2.17).

Fig. 13.2.17 Applicazione di rete a maglie quadrate bilan-ciata (0°, 90°) in fibra di vetro di qualità alcali-resistente (vetro A.R.), apprettata. Legenda: Sa = superficie arroton-data [4] (dis. F.A.)

- Applicazione di un secondo strato di malta ce-mentizia bicomponente per uno spessore di cir-ca 6 mm, sull’intera superficie sulla quale è stata applicata la rete in fibra di vetro. Nell’applicare la malta si deve aver cura di lasciare a vista una superficie di rete di dimensioni 10x10 cm centrata rispetto a ciascuno dei fori realizzati in preceden-za (fig. 13.2.18).

Parte Quarta414

Fig. 13.2.18 Applicazione di strato di malta cementizia bi-componente a elevata duttilità. Legenda: S = strato di mal-ta cementizia. R = riquadro 10 cm x 10 cm di rete a vista intorno a ciascun foro ove è presente un segnalino remo-vibile. s = spessore del muro [4] (dis. F.A.)

- Taglio a misura del fiocco-connettore e impregnazio-ne con stucco epossidico del tratto centrale del fioc-co interno allo spessore del tramezzo, al fine di otte-nere un elemento impregnato e rigido (fig. 13.2.19).

- Spalmatura di stucco epossidico all’interno del foro. Inserimento del fiocco così realizzato avendo cura di lasciare il tratto rigido interno alla muratura e successiva impregnazione con stucco epossidi-co delle parti terminali da sfioccare.

Fig. 13.2.19 Applicazione del fiocco-connettore all’interno dei fori e spalmatura con stucco epossidico delle parti termi-nali da sfioccare. Legenda: Fc = parte di fiocco connettore da sfioccare. Fcsf = fiocco connettore sfioccato. Rs = resi-na con stucco epossidico. s = spessore del muro (dis. F.A.)

Risarcitura delle lesioniNel caso in cui si abbiano da ripristinare elementi di calcestruzzo con crepe di piccola o di media ampiez-za, si può intervenire con una semplice sigillatura.

Essa consiste nel riempire, in genere mediante inie-zioni le spaccature del calcestruzzo con un materia-le a consistenza fluida. Nei casi di crepe di minimo spessore si devono impiegare prodotti a base di re-sina, più fluide rispetto al conglomerato. Nel caso di crepe stabilizzate col tempo, è possibi-le usare compositi cementizi; qualora le crepe sia-no invece in evoluzione, meglio usare dei prodotti elastomerici in grado di adeguarsi alle deformazioni senza spaccarsi. Il metodo d’iniezione consiste nel praticare nel calcestruzzo, in corrispondenza delle lesioni, dei fori distanziati da un intervallo regolare e, previa sigillatura superficiale delle lesioni, iniettare il materiale di ripristino attraverso opportuni tubicini (Manuale del restauro architettonico).

Iniezioni con miscele legantiQuesto tipo di intervento è destinato alla risarcitura di lesioni di ampiezza non superiore a 3-4 mm, e si ottie-ne impiegando prevalentemente resine che vengono applicate per iniezione. I vantaggi più significativi che offrono le resine, dipendenti essenzialmente dalle proprietà intrinseche del prodotto, sono i seguenti:- si prestano a essere usati per iniezione anche se

mescolate con inerti fini;- presentano ottima resistenza sia a trazione che a

compressione;- viscosità e pressione possono essere modificate

in dipendenza dell’ampiezza delle lesioni;- consentono di ottenere moduli elastici variabili.L’ultimo requisito permette di aderire al valore del mo-dulo elastico del calcestruzzo su cui si interviene, te-nendo conto anche delle condizioni ambientali in cui si opera che influenzano sensibilmente le caratteristiche finali delle miscele impiegate. Ciò ovviamente richie-de un attento controllo della temperatura e dell’umidità dell’ambiente in fase di esecuzione (Zingone G.).Uno degli inconvenienti cui si può incorrere nell’im-piegare queste tecniche di intervento sta nella dif-ficoltà che si incontra nel fare fluire la miscela in tutti gli interstizi della lesione, tanto da poter fare affidamento sul completo ripristino della continuità dell’elemento fessurato. Il risultato dell’operazione dipende da tanti fattori ed in particolare dalla profon-dità, dall’ampiezza e dalla irregolarità della lesione.

13. Interventi di recupero di edifici in c.a. 415

A questo inconveniente si può ovviare dosando op-portunamente la pressione con cui è iniettata la mi-scela, tenendo conto che una pressione troppo ele-vata può indurre stati di coazione eccessivi e quindi dannosi (Zingone G.).Un altro accorgimento utile consiste nel predisporre per l’iniezione non uno ma due tubicini: uno di in-gresso della miscela e l’altro di uscita. Se la lesione è passante i due tubicini possono essere collocati sulle due facce opposte. Il tubicino di uscita, oltre a funzionare da spia, rivelando il completo riempimen-to della lesione, evita la formazione di bolle d’aria.

Ripristino localizzato con conglomeratiUn altro tipo di intervento è sostanzialmente simile a quello illustrato precedentemente ed è adatto ad es-sere adoperato per la risarcitura di lesioni di ampiez-za superiore a 3-4 mm, o per il ripristino di porzioni di strutture molto degradate o frantumate.Nel caso di lesioni di ampiezza rilevante, le resine non possono più essere adottate a causa degli eccessivi ri-scaldamenti cui la polimerizzazione della miscela dà luo-go. Soprattutto in relazione a questo motivo, ed anche per l’eccessivo costo che l’uso delle resine comporta, per questo tipo di intervento si fa ricorso, a seconda dei casi, a conglomerati ordinari o additivati (Zingone G.).Il conglomerato ordinario viene impiegato per la rico-struzione di parti piuttosto estese di elementi strutturali degradati. Quando, invece, si tratta di un’operazione di risarcitura di lesioni, si deve fare necessariamente uso di conglomerato additivato. Particolarmente adatti a questo scopo risultano i conglomerati reoplastici espan-sivi, dotati di elevate proprietà di aderenza ai materiali preesistenti, e che si prestano anche ad essere appli-cati per iniezione. Sia nell’uno sia nell’altro caso, il buon esito dell’operazione di intervento dipende soprattutto dalle proprietà di aderenza che si vengono a realizzare in corrispondenza dell’interfaccia tra conglomerato vec-chio e nuovo. Questo problema, che rispetto all’inter-vento con resine richiede maggiore attenzione, può es-sere in buona parte risolto usando le precauzioni rivolte prevalentemente ad usare particolare cura nel rimuo-vere tutte le parti degradate o frantumate e nell’elimi-nare completamente, con mezzi efficaci, ogni traccia di polvere che risulta particolarmente dannosa nei riguardi dell’aderenza. Risultati migliori si ottengono spalmando

la superficie, perfettamente ripulita, con prodotti adesi-vi. In questo caso, per ottenere buoni risultati, occorre che il getto di calcestruzzo venga eseguito prima che il materiale adesivo inizi la fase di polimerizzazione.Il consolidamento più adatto di superfici estese de-gradate, come le pareti o i nuclei irrigidenti ad effetto antisismico, si ottiene facendo ricorso a tecniche di intervento basate sull’effetto sandwich. Le operazioni essenziali di questo tipo di intervento consistono in:- asportazione del calcestruzzo ammalorato sino

al rinvenimento dell’armatura, e pulitura energica delle superfici;

- applicazione di reti elettrosaldate zincate sulle due facce della parete;

- foratura della parete, collegamento delle due reti mediante spinotti passanti e iniezione di malta espansiva nei fori di attraversamento;

- applicazione a spruzzo di strati successivi di malta reoplastica espansiva sino a ricoprimento comple-to delle reti.

L’impiego di reti elettrosaldate zincate e successiva applicazione a spruzzo di malta reoplastica espansi-va si prestano anche per effettuare interventi di ripri-stino nei solai in laterocemento (Zingone G.).

NOTE[1], [2] e [3] ziNGoNe G., Interventi di adeguamento su edifici in cemento armato e in acciaio, in Commentario al d.m. 16.1.1996 e alla circ. n.65/AA.GG. del 10.4.1997 del Ministero LL.PP., Lami-sco Editore, Potenza.[4] Tratto da: Dolce M., MaNFreDi G. (a cura di), Dipartimento Pro-tezione Civile, Linee guida per riparazione e rafforzamento di ele-menti strutturali, tamponature e partizioni, ReLUIS.

BIBLIOGRAFIADolce M., MaNFreDi G. (a cura di), Dipartimento Protezione Civile, Linee guida per riparazione e rafforzamento di elementi struttura-li, tamponature e partizioni, ReLUIS.FerriNi M., Interventi sugli edifici esistenti, in Commentario al d.m. 16.1.1996 e alla circ. n. 65/AA.GG. del 10.4.1997 del Ministero LL.PP., Lamisco Editore, Potenza.MiNiStero Delle iNFraStrutture, Nuove Norme Tecniche per le Co-struzioni, d.m. 14 gennaio 2008, pubblicato sulla Gazzetta Ufficia-le n. 29 del 4 febbraio 2008, s.o. n. 30.zeVi B. (a cura di), Manuale del restauro architettonico, Mancosu Editore, Roma, 2008. ziNGoNe G., Interventi di adeguamento su edifici in cemento armato e in acciaio, in Commentario al d.m. 16.1.1996 e alla circ. n.65/AA.GG. del 10.4.1997 del Ministero LL.PP., Lamisco Editore, Potenza.

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