Comune di Spoleto
Regione dell'Umbria
Direzione Tecnica
Regione dell'Umbria
EX CASERMA MINERVIO
Comune di Spoleto
INTERVENTI SULLE STRUTTURE PER LA RIPARAZIONE E MIGLIORAMENTO SISMICO DI IMMOBILI FACENTI PARTE
DEL MONASTERO DELLA STELLA
PROGETTO ARCHITETTONICO - STATO ATTUALE RELAZIONE SULL'AGGREGATO EDILIZIO
ALLEGATO A - ALLEGATO B
Il Dirigente Arch. Barbara Gentilini
Il Responsabile Unico del Procedimento lng. Monica Proietti
Coordinatore Progettuale
Progettista Strutturale lng. Francesco Proietti
Mandataria
lng. Giuseppe Latini
RTP
Progettista Architettonico e Responsabile del Gruppo D.L.
Arch. Giampiero Carini
Mandanti
TECNOSTUDIO - Professionisti Associati: Arch. Giampiero Carini lng. Gianfranco Cianfrini lng. Emiliano Pera Geom. Renzo Cirilli
lng. Amedeo Cutini lng. Giuseppe Latini lng. Francesco Proietti
TAVOLA
E7 SCALA DATA DICEMBRE 2018
lng. Filippo Tancetti
REVISIONE N.
DEL:
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Sommario
Relazione illustrativa ... 1
1. Premessa ... 2
2. Aggregato complesso ... 3
3. Metodologia adottata per individuare le Unita Minime di Intervento. ... 5
4. Le Unita Minime di Intervento individuate ... 7
5. Conclusioni ... 11
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Relazione illustrativa
1. Premessa
Il gruppo di progettazione è stato incaricato per la messa in sicurezza strutturale di una porzione dell’intero complesso del Monastero della Stella nel Comune di Spoleto.
Il complesso è costituito da più corpi edilizi aggregati e la porzione di intervento è stato individuato dall’Ufficio Tecnico Comunale di Spoleto e finanziato dalla Regione Umbria, con i fondi relativi al terremoto del 1997.
Il complesso del Monastero della Stella fa parte di un vasto aggregato urbano che comprende anche l'area dell’Anfiteatro Romano e dell’ex Monastero del Palazzo (denominato anche ex Caserma Minervio) ed è ubicato all’interno della cinta delle mura urbiche costruite alla fine del XIII° secolo.
Il Monastero della Stella fu costruito nel 1254, da parte dell’ordine monastico delle suore Agostiniane, per accogliere i poveri e i pellegrini, anche i neonati “esposti”.
Nel corso dei secoli a partire dal XV° secolo l’impianto originale fu oggetto di sostruzioni ed ampliamenti.
Nel 1700 è stata costruita la chiesa dei SS Stefano e Tomasso, con la ridefinizione degli spazi e ampliamenti.
Negli anni immediatamente successivi alla costituzione dello Stato unitario italiano una parte di enorme rilievo del suo patrimonio artistico fu investita dal decisivo evento della soppressione delle corporazioni religiose. Per valore, storia, committenza e diffusione sul territorio, il loro patrimonio rappresentava e rappresenta parte rilevante della ricchezza artistica dell’intero territorio nazionale.
Si trattò di un momento cruciale per la storia della gestione del patrimonio culturale che impegnò in modo incisivo le nuove strutture dello Stato ad essa preposte in un’articolata attività di conoscenza e tutela.
Il decreto Pepoli del dicembre 1860 estendeva ai territori annessi allo stato unitario la legge Cavour-Rattazzi, che sopprimeva tutti gli enti ecclesiastici che «non attendevano alla predicazione, all’educazione o all’assistenza degli infermi», prevedendo la gestione dei loro beni da parte della “Cassa ecclesiastica”, ente autonomo appositamente istituito.
Il complesso fu destinato a scopi militari. Nel 1863 iniziarono i lavori di trasformazione degli edifici per la loro trasformazione in un collegio per i figli dei militari.
A lavori ormai completati i locali sia del Monastero della Stella sia del Monastero del Palazzo, fu abbandonata l’idea del collegio militare, per essere utilizzato come caserma dal Regio Esercito Italiano.
Negli anni successivi il sito venne pesantemente manomesso per adattarlo alle varie destinazioni d’uso da caserma a foresteria ad alloggi per le famiglie dei militari.
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In anni recenti il sito ha perduto funzionalità e importanza strategica per le forze armate ed è stato dismesso, attualmente è completamente abbandonato ed in uno stato di degrado strutturale avanzato con crolli diffusi.
L’immobile non è vincolato, anche se è in corso il decreto di vincolo da parte del Ministero dei beni culturali.
Gli edifici di interesse storico o artistico di proprietà di enti pubblici e persone giuridiche senza fine di lucro sono vincolati “ope legis”, senza cioè necessità di decreto ministeriale, di notifica e trascrizione.
Tuttavia occorre tenere presente che l’interesse storico di un edificio non necessariamente si accompagna alla sua qualità artistica. Così come un edificio storico non è un edificio monumentale.
2. Aggregato complesso
La porzione oggetto della progettazione strutturale per un suo miglioramento sismico fa parte di un più vasto aggregato di edifici che nel corso dei secoli ha dato origine a complessi strutturali diversi dagli originali, risultando una genesi articolata e non unitaria dovuta a molteplici fattori, come la sequenza costruttiva, il cambio di materiali, le mutate esigenze della proprietà.
L’analisi sismica di questi complessi strutturali non può quindi prescindere dalle possibili interazioni derivanti dalla contiguità strutturale tra edifici adiacenti.
Normativamente per aggregato strutturale si intende un insieme “ … non omogeneo di edifici (unità edilizio- strutturali), interconnessi tra loro con un collegamento più o meno strutturalmente efficace determinato dalla loro storia evolutiva, che possono interagire sotto un'azione sismica o dinamica in genere, …poiché queste
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realtà sono caratterizzate da reciproche interazioni strutturali, durante la fase della ricostruzione è necessario operare in maniera univoca e condurre analisi strutturali che spesso comprendono più edifici, e quindi diverse proprietà”.
Per poter individuare un aggregato edilizio è necessario indicare quali siano gli spazi (strade, piazze, corti interne, giunti di separazione) che lo rendono strutturalmente indipendente dagli edifici nelle immediate vicinanze. La presenza di elementi quali archi o volte di contrasto posti a collegamento tra aggregati contigui, non inficia la possibilità di perimetrazione ed individuazione degli aggregati, laddove tali elementi siano limitati in numero ed estensione e non alterino in modo significativo il comportamento strutturale d’assieme.
L’intero aggregato edilizio ricompreso tra le attuali Piazza Garibaldi, Via dell’Anfiteatro, vicolo delle Murelle, l’alveo del fiume Tessino e Piazza della Vittoria, presenta una superficie di “ .. mq 13.478 pari al 2% della superficie complessiva della città all’interno delle mura medievale che ha un’estensione di mq. 658.172. ..”.
In letteratura gli aggregati di dimensioni rilevanti, come quello in oggetto “(…con dimensioni superiori 1000 mq di impronta a terra )”, in relazione alle caratteristiche costruttive ed alle esigenze di realizzazione, si possono suddividere in porzioni con dimensioni minori di attacco a terra, coerentemente con le caratteristiche costruttive e di danno, ma comunque superiori a 300 mq.
L’Ufficio Tecnico Comunale di Spoleto, definendo la porzione di aggregato da sottoporre a finanziamento regionale, ha individuando le unità minime di intervento, che sono riportate nella planimetria allegata.
La Sovrintendenza Archeologia, Belle Arti e Paesaggio dell’Umbria ha richiesto una ulteriore valutazione della definizione e perimetrazione dell’unità minima oggetto dell’intervento.
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Utilizzando una documentazione conoscitiva molto accurata del progetto preliminare, sono stati effettuati sopralluoghi e, ove si riteneva necessario, ulteriori approfondimenti.
Ciò ha permesso di identificare le caratteristiche tipologiche, strutturali e architettoniche da tenere in considerazione nella perimetrazione delle unità di intervento o quantomeno una loro conferma a quanto già individuato dall’Ufficio Tecnico Comunale di Spoleto.
Naturalmente la presente relazione non vuol sostituire l’analisi storica ed evolutiva delle murature, ma semplicemente fotografa la situazione attuale e prende atto dell’ultime modifiche avvenute.
3. Metodologia adottata per individuare le Unita Minime di Intervento.
La presente relazione riguarda l’individuazione degli aggregati edilizi e la perimetrazione delle Unità Minime di Intervento, fermo restando che la progettazione dovrà comunque tener conto delle possibili interazioni derivanti dalla contiguità strutturale con gli edifici adiacenti, secondo quanto previsto dalla normativa tecnica per le costruzioni vigente (D.M. 14 gennaio 2008).
Il complesso del Monastero della Stella è costituito da più corpi edilizi aggregati; che sono il risultato di una genesi articolata e non unitaria, dovuta a molteplici fattori (sequenza costruttiva, cambio di materiali, mutate esigenze delle proprietà), in particolare si riscontrano tipologie edilizie in muratura, ove la coesistenza di diverse e successive stratificazioni e modificazioni, talvolta incongrue, ha comportato l'insorgenza di specifici fattori di vulnerabilità sismica.
Le caratteristiche peculiari del complesso in esame sono
- disomogeneità delle strutture portanti in muratura, stratificatesi nel tempo, con collegamenti strutturali più o meno efficaci tra le diverse unità strutturali.
- caratteristiche di rigidezza e resistenza molto difformi tra loro;
- porzioni realizzate in epoche diverse, a volte collegate alle strutture preesistenti, a volte separate da giunti strutturali o pareti doppie in aderenza;
- ristrutturazioni che hanno alterato il comportamento strutturale del singolo edificio.
Il tutto aggravato da uno stato di abbandono e di precarietà delle strutture, che perdura ormai da decenni, con crolli di orizzontamenti e di coperture, pavimenti in disfacimento e alcune murature con uno stato avanzato di disgregazione delle malte.
Passo propedeutico all’eventuale operazione di suddivisione è la identificazione degli edifici riconoscibili, nell’ambito dell’aggregato. Tale operazione non è sempre univoca, si è cercato di trovare una logica per una loro identificazione pressoché omogenea: avere continuità da cielo a terra, così da contenere al suo interno il flusso delle tensioni dovute ai carichi verticali e, di norma, sarà delimitata o da spazi aperti, o da giunti
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strutturali, o da edifici contigui costruiti con tipologie costruttive e strutturali diverse a bassa rigidezza traslazionale come i pilastrini dei colonnati dei chiostri e dei portici. Ai fini dell’identificazione di questi edifici subordinati ad una progettazione unitaria, dovrà inoltre essere tenuta in considerazione l’unitarietà del comportamento strutturale nei confronti delle azioni dinamiche, oltre che di quelle statiche, nel rispetto di una corretta modellazione degli aspetti di interazione strutturale tra la parte individuata come unità di intervento e quella posta in adiacenza, ma esterna alla stessa.
La scelta è stata quella di minimizzare le reciproche interazioni sotto l’effetto dell’azione sismica, peraltro facilitata, come nel caso specifico, da un’adeguata connessione tra muri ortogonali e tra muri e solai, che, a loro volta, devono soddisfare i requisiti di continuità ed di efficace funzione a “diaframma”, così come definiti dalle attuali norme sulle costruzioni: atti a trasmettere le azioni orizzontali.
L’ individuazione di queste unità minime di intervento è stata già in parte compiuta dall’Amministrazione Comunale di Spoleto, che ha cercando di armonizzare diverse esigenze:
- assicurare l’unitarietà della progettazione e dell’intervento sotto il profilo strutturale, tecnico- economico, architettonico ed urbanistico;
- rendere il loro dimensionamento compatibile con le esigenze di rapidità, fattibilità ed unitarietà dell’intervento.
- priorità per le strutture più degradate e quindi di sicurezza dell’immobile.
Alcuni interventi su queste unità minime di intervento sono già stati effettuati.
Il lavoro per la perimetrazione delle unità minime di intervento si è sviluppato con sopralluoghi in modo speditivo. Tuttavia in alcuni locali non è stato possibile accedervi per motivi di sicurezza, in quanto le strutture sono estremamente degradate, in questo caso si è utilizzato l’accurato rilievo dell’intero complesso edilizio, fornito dall’Amministrazione Comunale.
Nella suddivisione dei singoli aggregati, come già detto, si sono raggruppate una o più unità strutturali che presentassero omogeneità da cielo a terra per il flusso dei carichi verticali e che si distinguessero dalle adiacenti per:
- tipologia costruttiva;
- materiali;
- confini costituiti da spazi aperti o da giunti strutturali;
- differenza di altezza;
- età di costruzione;
- sfalsamento dei piani.
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4. Le Unita Minime di Intervento individuate
L’intero aggregato ha una impronta a terra di circa 3650 mq. Il complesso si è sviluppato nei secoli in direzione Nord-Sud.
La ricostruzione storica del Prof. Giovanni Carbonara individua lo sviluppo del monastero intorno ad primo chiostro, il cui primo nucleo risale al XIII° secolo e occorreranno circa due secoli perché avvenisse il suo completamento.
Tra il XV e XVI secolo è’ stato creato un secondo chiostro parallelo al primo sul versante del torrente Tessino.
Il chiostro era disposto su due lati, su cui si affacciava il refettorio costruito in aderenza del muro di cinta del monastero (oggi via delle Murelle).
Dalla seconda metà del XVIII secolo a quella del XIX il complesso si è arricchito della Chiesa neoclassica dei SS. Stefano e Tomasso, di nuove pertinenza ma soprattutto la realizzazione dell’affaccio principale e la ristrutturazione di ampie zone e realizzazione di porticati.
Con il passaggio della proprietà al Regio Esercito nel 1863, l’impianto originario si è andato a modificare secondo le esigenze dei nuovi proprietari: l’aula della chiesa viene adibita a palestra e costruzione di un nuovo corpo di fabbrica lungo via dell’Anfiteatro.
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Nel 1934 il grande corretto viene ristrutturato per realizzare un sacrario ai caduti della prima guerra mondiale. Attualmente la chiesa è stata restaurata e attualmente ospita l’auditorium.
I. La prima unita minima di intervento è l’aggregato di edifici che si raccolgono intorno alla l’Ex chiesa dei SS. Stefano e Tommaso e al “corettone “. Con la realizzazione del sacrario, probabilmente venne saturato lo spazio della chiostrina interna, che separava la costruenda chiesa a quella che doveva essere la vecchia aula della chiesa del monastero del XIII secolo. Furono realizzate delle scale di accesso al porticato del secondo chiostro. In questo spazio di saturazione si è individuato il punto di connessione strutturale tra il complesso ex-chiesa e la parte rimanente dell’aggregato, che doveva essere lo spazio di pertinenza delle monache.
Questa prima unità strutturale ha una superficie coperta di circa 960 mq.
II. Procedendo da Nord a Sud, è stata individuata la seconda unità minima di intervento: l’aula della chiesa del monastero, la pertinenza delle monache e la grande cucina.
L’edificio, parallelo all’alveo del Torrente Tessino, divide i due chiostri. L’impianto originario risale al XIII°, probabilmente ampliato e modificato nei due secoli successivi, con l’ampliamento del portico aggettante sul chiostro. Alla fine del XIX secolo, il secondo piano è stato fortemente rimaneggiato.
Ha una consistenza di circa 600 mq. Le dimensioni dell’edificio sono: il lato parallelo a via delle Murelle è di 43 m, mentre la profondità è di 14 m . I porticati che si affacciano sui i due chiostri hanno larghezza simile di circa 3 m. Si sviluppa su tre livelli e l’altezza in gronda è di 15.25 m.
I punti di interconnessione con l’aggregato complessivo risultano essere:
• con la prima unità minima di intervento il solaio del vano i saturazione, già descritto;
• con l’edificio ortogonale posto a nord, ove è posto l’ingresso al complesso, tramite il campanile, che è una unità strutturale a sé stante sia per l’altezza che le dimensioni murarie e i materiali utilizzati e il portico. Quest’ultimo da una attenta lettura risulta delle planimetrie e dello sviluppo dell’aggregato risulta essere in parte demolito per la realizzazione di un ulteriore piano in elevazione dell’edificio adiacente, probabilmente risalente al XV secolo. Tale aspetto è evidenziato dall’orditura delle strutture in copertura: l’ultima capriata del vano che ospita l’affresco è posta, come direzione, in contiguità con l’asse longitudinale delle colonne del portico, mentre la copertura della parte rimanente (quella che sarebbe stata occupata dl portico) ha una struttura che riprende per dimensioni e pendenza quella adiacente a copertura del portico;
• dal versante dell’anfiteatro interseca completamente l’edificio ortogonale.
III. La terza unità minima di intervento è quella individuata dall ‘Amministrazione Comunale e oggetto di finanziamento da parte della Regione Umbria per la riparazione dei danni e miglioramento sismico.
In realtà sono due unità minime di intervento connesse ortogonalmente, ogni singola unità è
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costituita da da più unità strutturali. La prima unità minima di intervento è costituita da quattro unità strutturali
• la prima di dimensioni 7.70 x 15.00 che si sviluppa su tre piani con altezza in gronda pari a 12.72 m, che si affaccia sul primo chiostro, probabilmente la sua costruzione con successiva elevazione è databile tra il XV° e XVI° secolo e dove si rilevano le trasformazioni tipo-morfologiche e d’uso più rilevanti effettuate nel periodo militare;
• la seconda parallela alla prima ha dimensioni 3x25,4, terminava con un’appendice demolita alla fine del XIX secolo. Originariamente doveva costituire l’ingresso al monastero ed è caratterizzata da una copertura voltata a botte e l’epoca di costruzione è posta tra XV° e XVI°;
• la terza parallela ma posta in contiguità con la seconda unità strutturale e l’attuale portico di ingresso ed databile fine XVIII° secolo, caratterizzata al piano primo da un sistema voltato a crociera, ha dimensioni 3x17.00;
• la quarta unità è il prolungamento delle precedenti, costruita probabilmente in due fasi successive nel periodo di proprietà dei militari, ha dimensioni 4x12 m;
La seconda unità minima di intervento è posta ortogonalmente alla prima, ha dimensioni 24x 12.70 su due livelli con altezza all’intradosso pari a 10.95 m., con una superficie a terra complessiva di circa 500 mq. Risulta fortemente rimaneggiata: sono state ridefinite tutte le aperture nelle facciate sia quelle che si affacciano sul porticato sia quelle sul versante di via dell’Anfiteatro, dove venne realizzato l’accesso principale
L’introduzione del nuovo accesso ha comportato la realizzazione di una scala, che permettesse i collegamenti in verticale: da quota +1.96 piano del piazzale a quota +000 piano terra dell’edificio e a quota +5.10 del primo piano.
La realizzazione della scala ha comportato la demolizione di un arco a tutto sesto del piano terra con l’introduzione di una nuova muratura portante.
Gli edifici oggetto di intervento, analogamente a quanto risulta per l'intero complesso, hanno murature realizzate in pietrame o miste a mattoni, orizzontamenti in struttura lignea, ad eccezione di un quantitativo minimo in latero-cemento ed in parte voltati, mentre le coperture sono costituite da strutture portanti lignee, con pianellato e sovrastante manto di coppi. L’immobile si trova in uno stato di danneggiamento diffuso e crolli diffusi di coperture e solai intermedi.La connessione con la successiva unità minima di intervento è un muro in comune per i soli due piani.
IV. Il quarto corpo è l’edificio a chiusura del primo chiostro ed è costituito due unità strutturali di pari altezza in gronda (10.20 m) e si sviluppano su due piani. Le due unità strutturali costruite in contiguità sono diversi come età e tecnologia di costruzione.
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• La prima unità di circa 305 mq risale alla seconda metà del XV secolo, tuttavia è ipotizzabile che vi fosse in epoche precedenti delle pertinenze;
• la seconda è di epoca più recente e oggetto di rifacimenti e rimaneggiamenti, ne sono testimonianza i rifacimenti degli orizzontamenti ed ha una consistenza di circa 350 mq. Il portico posteriore è stato completamente rimaneggiato nel XV° secolo;
I punti di connessione con la seconda unità minima di intervento è un’arco che sostiene una mezza volta a crociera, mentre con la terza unità minima di intervento hanno in comune il muro da cielo a terra.
Il solai della prima unità strutturale ha il primo piano a volte.
V. Da questa unità minima di intervento si stacca un corpo fino alle colonne dell’Anfiteatro Romano, con un corpo di esiguo di circa 114 mq, con una profondità di 5,50 e lunghezza di 20 m circa. Si sviluppa su due piani. L’edificio si è sviluppato intorno ad una torre colombaia presente nel XIII°
saldandosi con la precedente unità di intervento e con le vestigia dell’Anfiteatro Romano Il primo piano è posto a m.450 mentre il solaio in copertura in legno a 10.50 m.
La connessione con l’unità minima di intervento 4 è un muro di limitate dimensioni che in pratica al piano terra tampona una parte di porticato, testimoniando che il periodo di costruzione è successivo a quello delle costruzioni limitrofe.
VI. Per ultima vi è l’unità che chiude il secondo chiostro e si sviluppa lungo il muro di confine di via delle Murelle, anche questa unita minima di intervento è costituita da due unità strutturali distinte sia per epoca di esecuzione sia per tipologia costruttiva. Complessivamente ha un impronta a terra di circa 600 mq.
• La prima unità strutturale è prospicente sul secondo chiostro, con funzione di refettorio venne edificata tra XV° e XVI° secolo. Con l’edificazione epoca della Chiesa dei SS Stefano e Tommaso, con molta probabilità venne ristrutturato sia il portico che le coperture
E’ stata fortemente rimaneggiata nel periodo militare compreso il muro in falso costruito sulla volta policentrica, muro in falso che sorregge la copertura in capriate lignee a quota+ 14.80 m.
• Il nucleo originale della seconda unità strutturale era ad un piano, probabilmente adibito a pertinenza del monastero nel periodo compreso tra XV° e XVI° secolo. Con l’Avvento dei militari, l’edificio è stato completamente ricostruito adibendo a piano terra a magazzini, mentre il primo pano ad alloggi per militari.
Alla presente relazione sono allegate planimetrie esplicative.
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5. Conclusioni
L’individuazione delle fasi di costruzione e trasformazione (es.: annessioni di nuovi corpi di fabbrica, soprelevazioni, modifiche interne con demolizioni parziali e ricostruzioni) è fondamentale per due ragioni. In primo luogo gli stati tensionali e deformativi nei diversi elementi dipendono da tale sequenza. Inoltre, le parti aggiunte successivamente alla costruzione, anche se appaiono in continuità con il complesso della costruzione, sono spesso strutture in qualche modo indipendenti; è quindi opportuno considerare il corretto grado di collegamento tra le diverse parti del complesso strutturale.
Nel caso in particolare, la corretta individuazione delle celle originarie del complesso edificato dell’area dell’Anfiteatro Romano, e la distinzione da quelle di accrescimento e di intasamento, consente una più corretta definizione dei vincoli nel modello di calcolo.
Il riconoscimento dei dissesti presenti nella struttura, attraverso il rilievo del quadro fessurativo e delle deformazioni, è un fattore determinante per la scelta delle strategie di modellazione e di analisi di una costruzione in muratura. Tuttavia nel nostro caso la struttura è così fortemente degradata che non è possibile individuare stati lesionativi importanti da essere considerati nel modello di calcolo
Verranno effettuati diversi modelli di calcolo, vista l’impossibilità di sviluppare modelli globali che rappresentino l’intero complesso dell’area dell’Anfiteatro, e quindi la necessità di ricorrere a semplificazioni o schematizzazioni, che tengono conto in modo appropriato delle interazioni con gli edifici adiacenti, alfine di avere risultati delle analisi convenzionali, che anche in campo elastico siano rappresentative del funzionamento reale.
D’altro canto anche l’adozione di modelli di calcolo, comunque di dettaglio, sebbene associati ad un onere computazionale inferiore rispetto a modelli ad elementi finiti, quali quelli coerenti con l’approccio a telaio equivalente, come proposto recentemente nelle NTC2008, risulta in generale applicabile esclusivamente ad aggregati a ridotta complessità e di limitata estensione.
Nel caso di aggregati edilizi, appare utile effettuare una distinzione tra quelli rivolti alla verifica della sicurezza sismica associata a comportamenti di 1° modo per azioni fuori dal piano della parete e quelli invece finalizzati alla valutazione della risposta globale o comunque all’analisi del comportamento di 2° modo per azioni nel piano della parete. Tuttavia la presenza di murature particolarmente decoesee, si ha una disgregazione delle stesse, che porta al collasso prima che risulti evidente la catena cinematica di blocchi murari: l’uso di tali modelli può solo fornire valutazioni approssimate e non cautelative.
Pertanto l’intervento dovrà essere prioritariamente indirizzato a favorire un comportamento quanto più possibile monolitico della muratura.
