Immagine: 

Gran parte del patrimonio edilizio esistente è stato progettato e costruito per soli carichi gravitazionali, senza considerare gli effetti delle sollecitazioni dinamiche generati dai terremoti. In questi casi, l’utilizzo dei materiali compositi per rinforzare le strutture, rappresenta una valida alternativa rispetto alle tecnologie tradizionali. Il grande vantaggio dell’utilizzo dei materiali compositi (CFRP) è legato principalmente alle loro caratteristiche intrinseche: elevata resistenza e leggerezza. L’utilizzo dei CFRP permette di mantenere inalterato il baricentro delle masse, il baricentro delle rigidezze e quindi la domanda sismica, e d’incrementare la resistenza degli elementi rinforzati aumentando, a parità di domanda, la capacità.

Vorrei riportare alcuni casi in cui Ardea Srl ha fornito materiali, tecnologie e assistenza tecnica che hanno permesso d’individuare soluzioni di problemi strutturali difficilmente risolvibili con le cosiddette tecniche tradizionali.

Nelle Ex Officine Savigliano di Torino, struttura progettata per soli carichi gravitazionali, si presentava una situazione di trave “forte” e pilastro “debole”, con elevata probabilità di un comportamento fragile dei telai e conseguente scarsa duttilità del sistema resistente. L’analisi sismica aveva evidenziato che le dimensioni e le armature dei pilastri non erano tali da giustificare una corretta gerarchia delle resistenze, con conseguente formazione delle cerniere plastiche sugli elementi verticali. I rinforzi in fibra di carbonio sono stati progettati per eliminare tale vulnerabilità. La resistenza a flessione e taglio dei pilastri è stata incrementata con armature esterne in materiale composito; inoltre, sono stati rinforzati i nodi in modo tale da spostare le cerniere plastiche dal pilastro alla trave, ripristinando così la corretta gerarchia delle resistenze. 

All’interno della Biblioteca Civica di Verona, dove si presentava la necessità di aumentare la duttilità delle strutture, abbiamo confinato i pilastri utilizzando fasciature con fibre di carbonio unidirezionali, in modo da ottenere un incremento della deformazione ultima. Questo intervento ha determinato a catena l’aumento della curvatura, della rotazione alla corda e dello spostamento ultimo, indicatore della duttilità del sistema strutturale.

Durante l’analisi di vulnerabilità sismica degli edifici esistenti, si rilevano frequentemente armature a flessione delle travi adeguate alle sollecitazioni agenti, tuttavia, la resistenza di tali armature non può essere completamente attinta perché avviene prima la crisi fragile per taglio. In questi casi, gli interventi sono mirati a evitare il cedimento fragile, incrementando la portanza a taglio e spostando la crisi della trave verso la flessione, che notoriamente è un meccanismo di tipo duttile. Si procede dunque con l’applicazione di massicce armature a taglio nelle zone di massima sollecitazione.

Altro caso che si presenta spesso nell’analisi sismica degli edifici esistenti è la scarsa rigidezza dei solai nel loro piano: è il caso dell’Ospedale di Rimini, dove il piano rigido è stato garantito con nastri di rinforzo disposti sull’estradosso del solaio, in modo da formare una reticolare di piano. Tale rigidezza poteva ovviamente essere ottenuta anche integrando la soletta con un ulteriore getto, ma questo avrebbe inutilmente incrementato le masse. 

Un intervento di emblematica rapidità è stato eseguito per il grattacielo di Cento (quattordici piani fuori terra), classificato inagibile di tipo B (inagibilità non permanente) in seguito al sisma del 20 e 29 maggio scorso. Eravamo stati interpellati soltanto nel mese di luglio ma, grazie all’impiego dei materiali compositi, già il 1° agosto, siamo riusciti a far rientrare cinquantadue famiglie nei loro appartamenti. L’intervento è stato progettato ed eseguito in un solo mese, garantendo il livello di sicurezza ante sisma e ottenendo la revoca dell’inagibilità. 

Per quanto concerne i fabbricati industriali, notevole è il caso risalente al 2003 di un capannone alto sette metri, le cui pareti molto snelle erano fuori piombo e puntellate. L’intervento con le fibre di rinforzo è stato efficace a tal punto che l’edificio non ha subito alcun danno in seguito al terremoto. 

La risposta sismica degli edifici in muratura è invece notevolmente diversa rispetto agli edifici in calcestruzzo armato: su essi un tipico intervento di rinforzo è la cerchiatura a livello dei solai per mantenere unita la struttura e garantire un corretto comportamento scatolare contrastando il ribaltamento. Per incrementare la resistenza sismica degli edifici in muratura, inoltre, si può armare a taglio e flessione le fasce di piano e cucire i solai alle murature, interventi che possono essere eseguiti utilizzando i materiali compositi, come quello che abbiamo eseguito in Corso Duca Degli Abruzzi a Torino, sulla facciata di un edificio che presentava fessurazioni a causa dell’inserimento di uno scarico in corrispondenza dell’appoggio di una piattabanda. Oltre a ripristinare la continuità della piattabanda, abbiamo colto l’occasione per effettuare un intervento di miglioramento sismico cucendo la facciata alle murature di spina e armando sia la fascia di piano sia le piattebande.

**Il testo di Gianluca Ussia è tratto dal suo intervento al convegno La forza della leggerezza (Mirandola, 18 settembre 2012, organizzato da Ardea Progetti e Sistemi, Bologna)