Lettura e rappresentazione delle tipologie strutturali costituenti l’Aggregato

Il rilievo materico costruttivo deve permettere di individuare completamente l’organismo resistente della fabbrica, tenendo anche presente la qualità e lo stato di conservazione dei materiali e degli elementi costitutivi. Spesso, per questo tipo di analisi, è necessaria l’acquisizione di informazioni non direttamente visibili (sotto intonaco, dietro a controsoffitti, ecc.), che possono essere acquisite grazie a tecniche di indagine di tipo indiretto (termografia, georadar, tomografia sonica, ecc.)29 o ispezioni dirette debolmente distruttive (endoscopie, scrostamento di intonaci, saggi, piccoli scassi, ecc.). Strumentazioni idonee devono essere impiegate anche per analisi relative alle caratteristiche di deformabilità dei materiali e degli elementi strutturali (martinetti piatti)30_, oltre alla loro stratigrafia (carotaggi).

Al fine di limitare al massimo l’impatto di queste indagini è fondamentale avere un’approfondita consapevolezza delle caratteristiche costruttive dei manufatti presenti nell’area e riferiti ai diversi periodi storici, in modo tale da poter fare ricorso a caratteristiche desumibili dalla regola dell’arte precedentemente citata. Considerata la notevole varietà di materiali e tecniche è utile definire regole dell’arte locali cui fare riferimento per il giudizio di qualità di una muratura.

A questo proposito risultano fondamentali le informazioni desunte dall’analisi storica effettuata precedentemente che individua la stratificazione architettonica dell’aggregato urbano.

Speciale attenzione dovrà essere riservata alla valutazione della qualità muraria, includendo le caratteristiche geometriche e materiche dei singoli componenti, oltre che le modalità di assemblaggio. La natura disomogenea delle murature non permette di poter verificare in ogni loro parte la disposizione e la qualità dei materiali non che delle malte leganti. Nonostante queste incertezze i margini di sicurezza previsti nei parametri normativi permettono di ottenere dati molto vicini allo stato reale delle qualità meccaniche delle murature. È inoltre necessario effettuare saggi finalizzati ad evidenziare le sconnessioni tra le varie murature e queste discontinuità andranno evidenziate nella restituzione grafica.

A sinistra: prove con martinetti per la valutazione delle caratteristiche di resistenza e deformabilità delle murature.

Per una corretta lettura di uno schema strutturale di funzionamento della fabbrica è necessaria una conoscenza dei dettagli costruttivi e delle caratteristiche di collegamento tra i diversi elementi:

• tipologia della muratura (in mattoni, in pietra – squadrata, sbozzata, a spacco, ciottoli – o mista; a paramento unico, a due o più paramenti) e caratteristiche costruttive (tessitura regolare o irregolare; con o senza collegamenti trasversali, ecc.);

• qualità del collegamento tra pareti verticali (ammorsamento nei cantonali e nei martelli, catene, ecc.); • qualità del collegamento tra orizzontamenti (solai, volte e coperture) e pareti, con rilievo dell’eventuale presenza di cordoli di piano o di altri dispositivi di collegamento (catene, ecc.);

• elementi di discontinuità determinati da cavedi, canne fumarie ecc.

• tipologia degli orizzontamenti (solai, volte, coperture), con particolare riferimento alla loro rigidezza nel piano; • tipologia ed efficienza degli architravi al di sopra delle aperture;

• presenza di elementi strutturalmente efficienti atti ad equilibrare le spinte eventualmente presenti;

• presenza di elementi, anche non strutturali, ad elevata vulnerabilità.

Il rilievo visivo, accompagnato da alcune indagini, può consentire di giungere ad una buona conoscenza e ad un giudizio sulla qualità dei materiali e del loro degrado, ma di fondamentale importanza, specie nei riguardi dell’azione sismica, è la conoscenza dei parametri meccanici di deformabilità e resistenza dei materiali stessi ed in particolare della muratura. La misura diretta di questi parametri, in particolare di quelli di resistenza, può essere eseguita solo attraverso prove debolmente distruttive anche se su porzioni limitate.

La caratterizzazione di tutti gli elementi costituenti (malta; mattoni o elementi lapidei) può essere eseguita in sito o su campioni prelevati e successivamente analizzati in laboratorio.

Per quanto riguarda le malte possono essere eseguite, tra le altre:

• prove sclerometriche e penetrometriche;

• analisi chimiche, su campioni prelevati in profondità in modo da non essere soggetti al degrado superficiale, per la caratterizzazione della malta.

Sui mattoni, oltre a determinarne le caratteristiche fisiche, è possibile valutare il modulo elastico e le resistenze a trazione e compressione attraverso prove meccaniche in laboratorio. Per quanto riguarda gli elementi lapidei, può essere eseguita una caratterizzazione litologica.

Oltre all’indagine geotecnica del sottosuolo è necessario definire la geometria e le caratteristiche delle fondazioni esistenti accertandone l’eventuale stato di degrado e dissesto. Sarà necessario quindi raccogliere il maggior numero di notizie disponibili sulle fondazioni e su eventuali interventi apportati in passato con particolare attenzione alla presenza o meno di un substrato archeologico. In possesso di tali informazioni si programmerà e attuerà un piano di indagini conoscitive basate su:

• pozzi o trincee di saggio, scavati lungo il perimetro della costruzione a partire dai piani scantinati o dall’esterno, e spinti fino a raggiungere il piano d’imposta delle fondazioni. Ci si accerterà preliminarmente che tali scavi non incidano negativamente sul comportamento statico dell’opera;

• perforazioni a carotaggio continuo, variamente orientate, attraverso le murature di fondazione e fino a raggiungere il contatto fra le murature stesse e il terreno. Le tecniche e gli utensili di perforazione dovranno minimizzare il disturbo alle murature e ottimizzare la qualità delle carote ai fini delle prove di laboratorio a cui queste saranno sottoposte. I carotaggi nelle opere di fondazione sono strumenti diagnostici invasivi, e quindi il loro numero deve essere limitato a quelli strettamente indispensabili. I fori di carotaggio potranno essere utilizzati per successive ispezioni con sonda televisiva, per prove geofisiche e, se richiesto, per prove di assorbimento;

• metodi geofisici, che rappresentano spesso uno strumento diagnostico efficace e non invasivo. Di particolare efficacia per valutare le proprietà meccaniche delle murature e il loro stato di degrado sono il georadar e le tomografie sonica, termica, elettrica.

È evidente che i tecnici che eseguono queste tecniche devono avere un alto livello di specializzazione e disporre di attrezzature, sistemi di acquisizione dei dati e software di elaborazione adeguati.

Queste indagini consentiranno di verificare i punti deboli della fondazione individuandone la necessità di un miglioramento antisismico, che dovrà essere rapportato con gli interventi previsti sulle strutture murarie.

La fase di restituzione grafica di tutte le informazioni provenienti dalle analisi dirette e indirette sopra citate deve necessariamente essere riferita agli elaborati grafici del rilievo architettonico precedentemente realizzato. Sulla base infatti delle piante, sezioni e prospetti vengono evidenziate tutte le caratteristiche materico strutturali e relativi dimensionamenti dei vari elementi costituenti l’Aggregato. Negli elaborati grafici di sezioni orizzontali e verticali devono essere indicate le tipologie di murature

prevalenti tenendo presente però che questo dato è solo tipologico, per la variabilità dei palinsesti murari all’interno dell’organismo architettonico. Sempre nelle piante vengono evidenziate le fondazioni e i diversi impalcati, con l’orientamento e la quotatura delle orditure principali e secondarie. Di ogni vano è opportuno farne una sezione dell’impalcato soprastante per permettere di comprendere non solo la tecnologia del sistema di copertura, ma anche i materiali impiegati e le loro dimensioni.

Tramite una rappresentazione stratigrafica dei diversi elementi costitutivi il pacchetto di copertura (sfogliato), potranno essere quotati di conseguenza tutti quegli elementi che altrimenti rimarrebbero privi di dimensionamento. Le casistiche di impalcati e murature sono molteplici quindi nella loro graficizzazione si dovranno prevedere parametri di calcolo diversi e di conseguenza la rappresentazione di informazioni diverse.

A sinistra: la rappresentazione, nel rilievo strutturale, delle tipologie di orizzontamenti indicati non soltanto con il dato qualitativo ma anche con quello quantitativo. Grazie al ribaltamento in pianta del solaio di copertura del vano è possibile identificarne l’esatta morfologia ed il giusto dimensionamento. Le murature vengono indicate con colori relativi alle varie tipologie e riportati in legenda. Sopra: due esempi di sfogliato assonometrico relativi ad alcune tipologie di solai.

Durante la campagna fotografica per la documentazione degli aspetti strutturali dell’aggregato oggetto del rilievo, è importante individuare gli elementi strutturali che compongono le varie tipologie di solai e coperture. Spesso i crolli dovuti ai dissesti provocati dal sisma offrono la possibilità di vedere a “nudo” l’ossatura degli edifici e le singole parti che li compongono.

In queste pagine alcuni esempi delle tipologie di orizzontamenti indicate sugli elaborati grafici del rilievo strutturale. Vengono illustrate le singole tipologie dal simbolo in legenda, alla loro rappresentazione in pianta fino all’individuazione della specifica tipologia con foto.

Per le verifiche di un solaio ligneo è necessario dimensionarne i travi e travetti, i loro interassi, lo spessore dello scempiato e i relativi carichi a cui è sottoposto. Ovviamente la stessa attenzione va estesa all’analisi delle coperture e dei sistemi voltati. Le curvature delle volte devono essere graficizzate correttamente trasformando una informazione tipologica in una informazione geometrica che permette di individuare non solo la morfologia ma anche la massa e di conseguenza le spinte che il sistema voltato scarica sulle murature su cui poggia.

Questa metodologia di analisi va estesa a tutti gli elementi dell’ organismo architettonico, anche nel caso di solai in latero-cemento o in cemento armato: anche qui l’attenzione si deve porre nella verifica delle dimensioni di putrelle e travetti o nell’individuazione dei ferri in travi e cordoli o nella verifica delle caratteristiche meccaniche

dei conglomerati cementizi. Questa tipologia di rilievo è sempre più utilizzata anche per l’analisi degli edifici realizzati nel Novecento che presentano telai in cemento armato e solai in latero-cemento.

Le informazioni necessarie alla identificazione ed al dimensionamento di tutti gli orizzontamenti che costituiscono un aggregato, sarebbero visibili solo se ogni singolo vano fosse attraversato da una sezione, cosa complessa in edifici con geometrie articolate e ampie superfici; con l’inserimento di una sezione dei singoli impalcati in ogni ambiente e con la realizzazione dello sfogliato dei solai si ovvia a questo problema evitando di realizzare numerose sezioni per descrivere in alzato ogni ambiente interno.

Le scala di restituzione grafica più appropriata per le piante e le sezioni è quella 1:50, con particolari tecnologici

1:20 e/o 1:10. Può essere utile valutare in scala 1:100 un modello tridimensionale esploso in cui si evidenziano i singoli elementi strutturali, sempre in scala 1:100 può essere redatta una pianta dei livelli sovrapposti per comprendere al meglio se all’interno dell’edificio sono presenti discontinuità murarie o elementi strutturali che non sono opportunamente sostenuti.

La necessità di realizzare un attento rilievo strutturale, con l’individuazione non solo delle tipologie costruttive ma anche con il dimensionamento delle strutture è indispensabile al fini di realizzare un corretto modello utile per il calcolo strutturale il più simile possibile a

quello reale. Se i dati ottenuti con il rilievo strutturale vengono rapportati con quelli di un’accurata ricerca storica, è possibile ipotizzare un modello statico originario per comprendere se i dissesti in atto su questo edificio siano dovuti ad un sottodimensionamento che l’edificio presentava sino dalla realizzazione, se la causa sono invece le variazioni che l’organismo architettonico ha subito negli anni o se sono stati originati dall’evento sismico. Diventa così possibile valutare l’andamento delle tensioni che interessano le strutture portanti e ipotizzare quindi il tipo di intervento da effettuare per rendere di nuovo funzionale l’immobile.

Nella pagina precedente: la soluzione grafica per l’individuazione e l’analisi delle strutture portanti verticali e degli orizzontamenti divisi per tipologia e secondo i livelli dell’aggregato, proposta nella Bozza di “Linee Guida” ReLUIS 2010.

Negli elaborati proposti in queste e nelle precedenti pagine, viene individua la sovrapposizione delle strutture murarie verticali fra i livelli dell’aggregato. La lettura della sovrapposizione è possibile effettuando il confronto ogni due livelli sovrapposti e differenziando con un colore più chiaro il livello inferiore da quello sovrastante più scuro. Questi elaborati permettono di localizzare eventuali disallineamenti fra le murature portanti che si sviluppano in altezza secondo i vari livelli dell’aggregato.

2.3.2 Lettura e rappresentazione del quadro fessurativo