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5.
Strumenti per il rilievo
L’osservazione dei danni subiti dalle chiese nel corso dei recenti eventi sismici, ha messo in evidenza l’elevata vulnerabilità di questa tipologia. Terremoti anche di limitata intensità hanno determinato in molti casi stati fessurativi evidenti con situazioni di instabilità e crolli locali.
Negli anni sono state codificate delle cosiddette “regole dell'arte” specificatamente rivolte alla limitazione degli effetti dell’azione sismica; per esempio la buona qualità degli ammorsamenti, l'uso d’architravi di adeguata rigidezza, la realizzazione di un comportamento scatolare tramite catene e cerchiature, l'inserimento di contrafforti a contrasto dei meccanismi di ribaltamento. Il terremoto è tuttavia un'azione poco frequente, nello specifico il periodo di ritorno per un sisma di intensità significativa è di almeno 100 anni, lasso di tempo in cui di generazione in generazione si perde memoria sia dell’evento stesso che delle migliorie costruttive antisismiche che ne erano derivate.
Pur caratterizzate da varietà di forma e tipo di materiali utilizzati, le chiese sono schematizzabili per parti, più precisamente per macroelementi; questa classificazione risulta allo stesso tempo un limite ed un vantaggio per definire degli strumenti di validità generale per il rilievo e la valutazione della sicurezza sismica.
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5.1
Scheda Friuli 1976
La prima esperienza fondamentale per la valutazione della risposta sismica delle chiese è rappresentata dal terremoto del 1976 in Friuli. La sequenza sismica, iniziata il 6 maggio del 1976 con epicentro nei comuni di Osoppo e Gemona e con magnitudo pari a 6.4, ha causato 965 morti e circa 60000 senzatetto. La scossa principale è stata seguita per i successivi quattro mesi da una serie di repliche, di cui la massima si è verificata il 15 settembre con intensità 6.1. Ciò ha provocato un fenomeno di accumulo dei danni che, analizzato in dettaglio, ha fornito una serie di utili indicazioni per la comprensione del comportamento sismico delle strutture colpite.
A seguito della serie di sismi, le chiese sono state sottoposte ad operazioni di rilievo tramite la compilazione di una serie di schede pensate da Francesco Doglioni e collaboratori nell’ambito di un vasto programma di studi promosso dal GNDT-CNR; i risultati dello studio sono stati poi catalogati e studiati per la prima volta in modo sistematico. Per ciascuna chiesa, sulla base della documentazione fotografica e del rilievo compiuto durante la fase di ricostruzione, è stata identificata la modalità di collasso e i meccanismi di danno riscontrati. Lo studio delle lesioni ha messo in evidenza i più comuni macroelementi con le rispettive tipologie e meccanismi di collasso.
L'analisi eseguita ha però evidenziato che non sempre esiste una corrispondenza biunivoca tra tipologia del macroelemento e meccanismo di danno. Per esempio due chiese caratterizzate da una facciata assolutamente simile, possono presentare un ribaltamento del timpano con modalità diverse. La differenza di meccanismo di collasso deve essere ricercata non soltanto nella forma del macroelemento, ma anche nei dettagli costruttivi, quali per esempio la variazione di sezione della muratura o la presenza di elementi spingenti.
La “scheda chiese” nasce con l’intento di raccogliere nella forma più completa possibile, l’insieme dei dati geometrici, strutturali e di dissesto ritenuti utili ai fini di successive valutazioni di vulnerabilità e danno. Essa è stata organizzata in modo da creare una banca dati omogenea, a partire dal materiale disponibile presso i diversi archivi, ai rilievi più recenti. La scheda non contiene alcun
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riferimento riguardo le valutazioni di vulnerabilità per due motivi precisi: non è a priori quantificabile l’influenza dei vari parametri costruttivi sul comportamento della fabbrica in caso di sisma; in più il modello di vulnerabilità, predisposto per l’edilizia tradizionale, non risulta appropriato a questa tipologia specifica di edifici. L’obiettivo della ricerca è proprio quello di trovare un modo per fornire un valore quantitativo di danno e vulnerabilità per la categoria chiese, in pratica estendere la schedatura degli edifici in muratura, oltre che a quelli ordinari, anche a quelli di culto.
La scheda predisposta per il censimento delle chiese friulane ha avuto una prima sperimentazione operativa nell’ambito del progetto finalizzato per le indagini di vulnerabilità e stima degli interventi di consolidamento avviati in Emilia Romagna in seguito agli eventi sismici del 1987 nelle province di Modena e Reggio Emilia. In questa occasione è stato possibile affinare ed integrare lo strumento in corso d’opera, sperimentare i metodi del rilievo diretto ed evidenziare alcuni limiti operativi dell’impostazione. La scheda definitiva, redatta due anni dopo, è costituita da tre sezioni: scheda preliminare, schede specifiche e scheda grafica.
La prima si presenta come una scheda analitica in cui sono raccolti i dati salienti, tipologici, geometrici e storici della fabbrica; essa è un archivio di informazioni a supporto della scheda grafica.
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Figura 5. Scheda preliminare, Doglioni 1989.
La seconda sezione è costituita da una serie di fogli allegati il cui numero e tipo dipende dalla complessità e dimensioni dell’opera; la chiesa viene pensata come scorporabile in singole parti strutturalmente, spazialmente e funzionalmente definibili, contenute in più chiese e chiamate elementi costitutivi; ognuno di essi viene descritto separatamente dagli altri mediante una scheda apposita. In analogia con la suddivisione dell’organismo in elementi costitutivi, questi ultimi vengono a loro volta ulteriormente disgregati in campi progressivi, fino ad analizzare le caratteristiche formali e dimensionali dei materiali; lo scopo di questa impostazione gerarchica è quello di fornire informazioni a livelli sempre più crescenti di dettaglio. Le schede specifiche sono di due tipi: quelle descrittive dei macroelementi in cui è diviso il manufatto, quali per esempio scheda abside, scheda navata, scheda transetto e scheda campanile; quelle tecniche relative alle strutture verticali, alle finiture e rivestimenti e ai danni.
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Figura 6. Scheda specifica del macroelemento aula, Doglioni 1989.
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Figura 8. Scheda specifica del quadro fessurativo, Doglioni 1989
La sezione grafica è costituita da tutti gli elaborati che permettono la visualizzazione della fabbrica, in particolare la localizzazione, direzione e dimensione delle lesioni. I disegni hanno un ruolo essenziale nella procedura di schedatura, in quanto contengono generalmente in forma schematica e semplificata la rappresentazione geometrica e la localizzazione delle caratteristiche costruttive e dei fattori strutturali fondamentali, nonché la posizione e l’andamento delle lesioni.
L’interpretazione del danneggiamento evita di dare una lettura in chiave diagnostica, ma propone la sola registrazione delle lesioni cercando di mantenere sia il dato qualitativo che quantitativo. Ne deriva che l’attribuzione alle singole lesioni di un livello di danno è oggettiva in quanto basata su quantità misurabili, quali lunghezza e apertura; questa impostazione del metodo è importante, non solo per mantenere i dati il più omogenei possibile, ma anche per renderli esportabili per altre esperienze, ricerche e confronti.
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5.2
Scheda Marche 1997
Ulteriore affinamento della schedatura dei beni monumentali soggetti ad azioni sismiche, passate o future, si presenta in seguito alla crisi umbro-marchigiana, in cui più di mille chiese sono rimaste danneggiate rimane impresso nella memoria il crollo della volta della Basilica di S. Francesco ad Assisi. Il sisma è riassumibile in tre eventi principali in cui è stato raggiunto il massimo valore di magnitudo 5.8: nel settembre 1997 con epicentro Colfiorito, in ottobre dello stesso anno a Sellano e nel marzo 1998 a Gualdo Tadino. La metodologia di rilievo è stata pensata da Sergio Lagomarsino, professore dell’Università di Genova e impostata cercando di sintetizzare i meccanismi di collasso individuati per i diversi macroelementi in un insieme ridotto di meccanismi fondamentali.
La scheda di rilievo utilizzata in occasione del terremoto che ha colpito l’Umbria e le Marche nel 1997 è articolata in due parti distinte: la prima sezione contiene i dati generali del bene ed è utilizzabile per diverse tipologie edilizie; la seconda contiene invece informazioni riferibili esclusivamente agli edifici di culto.
In particolare, le chiese sono studiate con un metodologia apposita, che considera diciotto indicatori di danno, ognuno dei quali rappresentativo di un possibile meccanismo in un macroelemento. Per ognuno di questi è quindi possibile stilare una lista di meccanismi di danno attesi in una chiesa soggetta a terremoto:
• Macroelemento facciata: ribaltamento della facciata, ribaltamento del timpano, meccanismi nel piano della facciata.
• Macroelemento aula e transetto: risposta trasversale dell’aula o del transetto, risposta longitudinale della navata centrale, volte della navata centrale, volte delle navate laterali e del transetto.
• Macroelemento arco trionfale: cinematismo dell’arco trionfale. • Macroelemento cupola e tiburio: collasso della cupola e del tiburio.
• Macroelemento abside: ribaltamento dell’abside, volte dell’abside e del presbiterio.
• Altri meccanismi: ribaltamento delle pareti (facciata del transetto, cappelle), meccanismi di taglio delle pareti, martellamento e danneggiamento della copertura, interazione con strutture adiacenti.
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• Macroelemento torre campanaria: collasso globale della torre campanaria, meccanismi nella cella campanaria.
• Macroelemento aggetti, vele campanarie, guglie: ribaltamento di elementi svettanti.
Per ogni meccanismo, la scheda chiede di individuare il livello di danno, fra quelli esemplificati in un abaco allegato, ed alcuni dettagli costruttivi del macroelemento, significativi per il giudizio della vulnerabilità. Questo approccio diagnostico non è finalizzato alla misurazione della lunghezza o dell’ampiezza di una lesione, ma al riconoscimento del meccanismo di danno attivato dal terremoto e alla sua severità e pericolosità in relazione al collasso locale o globale.
L’obiettivo finale della scheda è quello di definire un indice di danno e un indice di vulnerabilità con cui caratterizzare le singole chiese. Gli indici si calcolano eseguendo delle operazioni di media normalizzata sui livelli di danno e sui punteggi di vulnerabilità.
L’indice di danno è un numero compreso tra 0 e 1 che misura il livello di danno medio della chiesa, mentre quello di vulnerabilità è legato alla propensione della chiesa ad essere danneggiata dal terremoto; i due valori si calcolano nel seguente modo:
=3 ∙1 =2 ∙ −1
Dove:
→ indice di danno.
→ numero dei potenziali meccanismi attivabili nella chiesa. → danno nel k-esimo meccanismo.
→ indice di vulnerabilità.
→ numero dei dati di vulnerabilità che non è stato possibile reperire (zone
della costruzione non ispezionabili, specie in una fase di emergenza; elementi a vista non sufficienti per esprimere un giudizio).
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45
5.3
Scheda Molise 2002
Le rielaborazioni dei dati, a seguito dei principali eventi sismici italiani, quali Umbria e Marche 1997, Pollino 1999, Lunigiana e Garfagnana 1995; Lazio 2000; Asti ed Alessandria 2001, Molise 2002 e Piemonte 2003, hanno evidenziato la validità della metodologia di rilievo del danno e della vulnerabilità redatta da Sergio Lagomarsino e ripresa da Stefano Podestà. La schedatura rappresenta uno strumento utile per valutare il comportamento sismico delle chiese, dalla quale possono essere tratte non solo indicazioni utili in fase d'emergenza, ma anche suggerimenti per le fasi più problematiche della ricostruzione e della prevenzione. La versione originale della scheda presenta vari problemi. La definizione dei macroelementi di una fabbrica e dei meccanismi attesi, può cadere in difetto se basata esclusivamente sui danni riscontrati; non sempre infatti essi mettono in evidenza in modo chiaro il comportamento per parti dell'edificio. La previsione del meccanismo di danno che si può attivare in occasione di un sisma, deve essere valutato anche in funzione di un attento giudizio degli indicatori di vulnerabilità, fattori marginali nella versione originale della scheda. La presenza di chiese di grosse dimensioni, rende la sintesi prodotta dallo strumento di schedatura, in molti casi troppo spinto, al punto da generare confusione nell'attribuire il danno verificatosi al corretto meccanismo. Un danneggiamento di una volta laterale o di una cappella, non trova, infatti, una giusta posizione, a meno di non confonderlo con un generale danneggiamento alle volte; ciò comporta l’inserimento, nel calcolo dell’indice di danno, di valori in grado di falsare il giudizio complessivo. Tali considerazioni hanno generato negli autori la volontà di aggiornare la metodologia, in modo da eliminare i punti deboli della scheda utilizzata in occasione del terremoto dell'Umbria e delle Marche.
L’evento sismico che ha colpito la provincia di Campobasso, fine ottobre del 2002, ha permesso di utilizzare il nuovo sistema messo a punto direttamente sul campo. In particolare, la nuova schedatura permette di ovviare alle problematiche riscontrate nelle precedenti campagne di censimento ampliando il numero dei meccanismi di danno da diciotto a ventotto. L’estensione permette una identificazione più puntuale sia della vulnerabilità sia del danno, in quanto
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l’introduzione di nuove voci consente una descrizione più accurata di situazioni spesso trattate in modo approssimativo. I ventotto meccanismi presenti, correlati da un abaco revisionato anche nelle parti già precedentemente presenti, permettono una più precisa caratterizzazione dei cinematismi attivati, fornendo pertanto al rilevatore una serie di parametri aggiuntivi utili anche per esprimersi sull’agibilità del fabbricato.
La scheda si articola in tre parti distinte: la prima è dedicata alla conoscenza generale della fabbrica, quindi caratteristiche formali, principali dimensioni degli elementi architettonici e caratteristiche delle murature dei vari macroelementi; la seconda è legata al rilievo del danno e della vulnerabilità della chiesa; nella terza è dato invece spazio a sezioni a campo libero, in modo da inserire delle informazioni non schematizzabili nelle parti precedenti, o che aiutino ad una migliore comprensione della struttura.
Per quanto riguarda i dati dimensionali e tipologici, le sezioni sono state ampliate là dove erano risultate insufficienti a descrivere chiese di grandi dimensioni; inoltre la presenza di cappelle laterali di diversa fattura e dimensioni, di facciate tipologicamente differenti rispetto alla classica forma a capanna, trovano in questa nuova versione una giusta collocazione. Ciò evita confusione in fase di rilievo e, allo stesso tempo, limita annotazioni in campo libero, difficilmente archiviabili e processabili. In particolare è opportuno sottolineare la necessità dell’analisi preliminare e oggettiva di tali dati per le compilazione della seconda parte.
L’ottica di questa rielaborazione è quella di porre maggior attenzione al rilievo dei particolari costruttivi che giocano un ruolo fondamentale sul comportamento sismico di tali strutture; nello specifico presidi e indicatori di vulnerabilità. Questi sono riportati nella schedatura, tramite una lista relativa ad ognuno dei ventotto meccanismi di danno.
5.3.1
Modalità d
La scheda di rilievo per il censimento delle chiese deve essere molto versatile per poter rappresentare le infinite tipologie esistenti
che devono essere compilate in ordine in modo da poter comprendere al meglio la fabbrica. La prima tabella è di conoscenza generale dell’edificio: denominaz localizzazione, dimensioni principali, dati tipologici,
macroelementi presenti
Figura 10. Prima tabella della scheda di rilievo: in giallo denominazione e localizzazione; in verde le
dimensioni principali; in azzurr
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di compilazione della scheda
La scheda di rilievo per il censimento delle chiese deve essere molto versatile per oter rappresentare le infinite tipologie esistenti; essa è impostata in varie pagine che devono essere compilate in ordine in modo da poter comprendere al meglio la fabbrica. La prima tabella è di conoscenza generale dell’edificio: denominaz
dimensioni principali, dati tipologici, e individuazione dei macroelementi presenti.
. Prima tabella della scheda di rilievo: in giallo denominazione e localizzazione; in verde le dimensioni principali; in azzurro i dati tipologici; in arancione i presidi antisismici; in lilla i macroelementi.
La scheda di rilievo per il censimento delle chiese deve essere molto versatile per ; essa è impostata in varie pagine che devono essere compilate in ordine in modo da poter comprendere al meglio la fabbrica. La prima tabella è di conoscenza generale dell’edificio: denominazione e e individuazione dei
. Prima tabella della scheda di rilievo: in giallo denominazione e localizzazione; in verde le o i dati tipologici; in arancione i presidi antisismici; in lilla i macroelementi.
La seconda tabella si riferisce invece alle caratteristiche delle murature relativo stato di conservazione; nella compilazione deve essere indicata la scheda di tipologia muraria del GNDT di riferimento.
Figura 11. Seconda tabella della scheda di rilievo: in giallo il riferimento alla scheda del GNDT delle
tipologie murarie; in verde giudizio sullo stato generale di conservazione.
Particolare attenzione deve essere riservata alle novità della scheda nella seconda sezione, o terza tabella,
Nella prima riga è riportata la denominazione del meccanismo di cui si vuole valutare la vulnerabilit
o meno del dato macroelemento nella composizione strutturale generale. Per alcuni meccanismi
macroelemento rispetto agli altri
successiva valutazione dell’indice di danno e di affidando un valore
con una valutazione da 1 a 5, la punta di danno riscon
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La seconda tabella si riferisce invece alle caratteristiche delle murature stato di conservazione; nella compilazione deve essere indicata la scheda gia muraria del GNDT di riferimento.
. Seconda tabella della scheda di rilievo: in giallo il riferimento alla scheda del GNDT delle giudizio sullo stato generale di conservazione.
attenzione deve essere riservata alle novità della scheda nella seconda o terza tabella, quella di analisi del danno in relazione ai meccanismi. Nella prima riga è riportata la denominazione del meccanismo di cui si vuole
ulnerabilità e il danno, con una casella adibita ad indicare la presenza o meno del dato macroelemento nella composizione strutturale generale.
Per alcuni meccanismi è possibile definire il peso in funzione dell’importanza del macroelemento rispetto agli altri, in modo da graduare in maniera più corretta la successiva valutazione dell’indice di danno e di vulnerabilità
compreso tra 0,5 e 1. Per altri è possibile invece indicare, con una valutazione da 1 a 5, la punta di danno riscontrata.
La seconda tabella si riferisce invece alle caratteristiche delle murature e al stato di conservazione; nella compilazione deve essere indicata la scheda
. Seconda tabella della scheda di rilievo: in giallo il riferimento alla scheda del GNDT delle
attenzione deve essere riservata alle novità della scheda nella seconda quella di analisi del danno in relazione ai meccanismi. Nella prima riga è riportata la denominazione del meccanismo di cui si vuole
à e il danno, con una casella adibita ad indicare la presenza o meno del dato macroelemento nella composizione strutturale generale.
dell’importanza del in maniera più corretta la vulnerabilità; ciò avviene compreso tra 0,5 e 1. Per altri è possibile invece indicare,
Figura 12. Terza tabella della scheda: in giallo la
si vuole valutare la vulnerabilità e il danno; in arancione l’indicazione sulla presenza o meno del macroelemento; in azzurro il parametro sul peso del macroelemento rispetto all’intera fabbrica; in verde il valore della punta di danno.
A completare la parte dedicata al singolo meccanismo ci sono le indicazioni riguardo la vulnerabilità e il danno. L’analisi della pr
serie di presidi antisismici che possono cinematismo, ed una serie d’
aumentare la propensione al deve evidenziarne la presenza La valutazione è data su
un tre per “completamente efficace” contrasta il ribaltamento della facciata
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. Terza tabella della scheda: in giallo la denominazione del meccanismo o del
ulnerabilità e il danno; in arancione l’indicazione sulla presenza o meno del in azzurro il parametro sul peso del macroelemento rispetto all’intera fabbrica; in verde il
A completare la parte dedicata al singolo meccanismo ci sono le indicazioni riguardo la vulnerabilità e il danno. L’analisi della prima avviene riportando
presidi antisismici che possono contrastare l’attivazione del suddetto ed una serie d’indicatori di vulnerabilità che possono invece aumentare la propensione al danneggiamento; per ognuno di essi, il rilevat
e la presenza o l’assenza ed esprimere un giudizio
è data su tre diversi livelli e spazia da uno zero per “inefficace” ad un tre per “completamente efficace”. Per esempio la presenza di una catena che l ribaltamento della facciata, non rappresenta in assoluto un buon
macroelemento di cui ulnerabilità e il danno; in arancione l’indicazione sulla presenza o meno del in azzurro il parametro sul peso del macroelemento rispetto all’intera fabbrica; in verde il
A completare la parte dedicata al singolo meccanismo ci sono le indicazioni ima avviene riportando una contrastare l’attivazione del suddetto di vulnerabilità che possono invece di essi, il rilevatore giudizio sull’efficacia. e spazia da uno zero per “inefficace” ad a presenza di una catena che , non rappresenta in assoluto un buon
presidio; la sua posizione o il fatto per un’azione impulsiva come
L’analisi dei danni prevede una division
sisma, e pregressi, preesistenti all’evento sismico analizzato. classi è riportata una descrizione delle
riscontrabili per quel tipo di meccanismo
valutazione. Il giudizio sul danno si basa su cinque livelli e varia da un valore per “assenza di danno
Figura 13. Terza tabella della scheda: in giallo i pres
arancione l’analisi dei danni.
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presidio; la sua posizione o il fatto che sia “lenta”, può renderla, infatti, inefficace per un’azione impulsiva come quella di un terremoto.
nalisi dei danni prevede una divisione in attuali, imputabili direttamente al sisma, e pregressi, preesistenti all’evento sismico analizzato. Per ognuna delle due è riportata una descrizione delle lesioni e delle deformazioni più facilmente riscontrabili per quel tipo di meccanismo; ad ogni voce deve essere data una
Il giudizio sul danno si basa su cinque livelli e varia da un valore per “assenza di danno” fino ad un valore 5 per “crollo”.
. Terza tabella della scheda: in giallo i presidi antisismici; in verde gli indicatori di vulnerabilità; in arancione l’analisi dei danni.
che sia “lenta”, può renderla, infatti, inefficace
, imputabili direttamente al Per ognuna delle due deformazioni più facilmente ogni voce deve essere data una Il giudizio sul danno si basa su cinque livelli e varia da un valore 0
Ultima tabella della scheda è riservata alla catalogazione dei danni non derivati dal sisma; deve perciò essere compilata nei casi in cui dal sopralluogo emergano stati fessurativi non direttamente connessi ad un
della scheda deve marcare la presenza di un dissesto, individuato nei tre meccanismi di danno riportati, quali cedimenti di fondazione, crisi per compressione della muratu
sia di altra natura deve essere riportato nell’apposito spazio. In relazion
dissesto di questo tipo riscontrato occorre indicare il macroelemento in cui si trova e il livello di danno.
Figura 14. Quarta tabella della scheda di rilievo: in giallo la tipologia di meccanismo riscontrato; in verde il
danno; in arancione il macroelemento danneggiato; in azzurro il livello di danno.
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Ultima tabella della scheda è riservata alla catalogazione dei danni non derivati dal sisma; deve perciò essere compilata nei casi in cui dal sopralluogo emergano stati fessurativi non direttamente connessi ad un terremoto. Il tecnico compilatore della scheda deve marcare la presenza di un dissesto, individuato nei tre meccanismi di danno riportati, quali cedimenti di fondazione, crisi per compressione della muratura e rotazioni di pareti; nel caso in cui il cinematismo sia di altra natura deve essere riportato nell’apposito spazio. In relazion
dissesto di questo tipo riscontrato occorre indicare il macroelemento in cui si trova
. Quarta tabella della scheda di rilievo: in giallo la tipologia di meccanismo riscontrato; in verde il danno; in arancione il macroelemento danneggiato; in azzurro il livello di danno.
Ultima tabella della scheda è riservata alla catalogazione dei danni non derivati dal sisma; deve perciò essere compilata nei casi in cui dal sopralluogo emergano . Il tecnico compilatore della scheda deve marcare la presenza di un dissesto, individuato nei tre meccanismi di danno riportati, quali cedimenti di fondazione, crisi per ra e rotazioni di pareti; nel caso in cui il cinematismo sia di altra natura deve essere riportato nell’apposito spazio. In relazione ad ogni dissesto di questo tipo riscontrato occorre indicare il macroelemento in cui si trova
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5.3.2
Scheda murature GNDT
Seguendo la scheda murature si compie un’analisi dei paramenti murari che consente di valutare i collegamenti tra gli stessi, la tecnologia di posa in opera degli elementi resistenti, le caratteristiche dei conci, l’aspetto e la consistenza dei materiali.
La prima parte, è relativa alla qualità dei materiali: in particolare per gli elementi costitutivi si specifica la lavorazione, la dimensione, il tipo; per la malta si distingue tra aerea, cementizia e idraulica, si indica inoltre la funzione, di allettamento o riempimento. Per entrambi è necessario specificare inoltre lo stato di conservazione che, almeno per quanto riguarda la malta, è indicativo dello stato di resistenza della muratura.
La seconda sezione, è dedicata alla tessitura dei paramenti che dipende strettamente dall’apparecchiatura e dalla posa in opera. L’apparecchiatura indica il modo in cui è stata organizzata la posa degli elementi, secondo fasce orizzontali più o meno precise o in modo del tutto casuale; una buona apparecchiatura, oltre a conferire un aspetto ordinato, garantisce una resistenza maggiore. La posa in opera riguarda la distribuzione degli elementi lungo i corsi, essa può essere più o meno ordinata e prevedere l’inserimento di materiali diversi a formare delle listature oppure semplicemente come zeppe o scaglie.
L’analisi della sezione trasversale, con riferimenti quindi anche allo spessore, è trattata nella terza parte della scheda: la tipologia varia a seconda della presenza di un paramento unico, due o più paramenti accostati collegati o meno con diatoni o di muratura a sacco.
Figura 15. In giallo le caratteristiche degli elementi costitutivi; in arancione quelle del legante; in blu la tessitura con l'apparecchiatura e la posa in opera degli elementi; in verde la desc
trasversale.
Allargando il campo di analisi dal singolo paramento al complesso di pareti che forma un edificio si deve studiare la fattura delle angolate in particolare valutare l’efficacia dell’ammorsamento
In ultima istanza, la scheda fa riferimento ad eventuali interventi di consolidamento evidenti sulla muratura analizzata.
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. In giallo le caratteristiche degli elementi costitutivi; in arancione quelle del legante; in blu la tessitura con l'apparecchiatura e la posa in opera degli elementi; in verde la desc
Allargando il campo di analisi dal singolo paramento al complesso di pareti che forma un edificio si deve studiare la fattura delle angolate in particolare valutare l’efficacia dell’ammorsamento fra i diversi paramenti.
In ultima istanza, la scheda fa riferimento ad eventuali interventi di consolidamento evidenti sulla muratura analizzata.
. In giallo le caratteristiche degli elementi costitutivi; in arancione quelle del legante; in blu la tessitura con l'apparecchiatura e la posa in opera degli elementi; in verde la descrizione dela sezione
Allargando il campo di analisi dal singolo paramento al complesso di pareti che forma un edificio si deve studiare la fattura delle angolate in particolare valutare
Figura 16. In giallo il rivestimento della muratura; in arancione le caratteristiche dei collegamenti tra d elementi murari; in blu gli interventi di consolidamento evidenti; in verde spazio riservato a schizzi e documentazione fotografica.
Tramite la compilazione della scheda è possibile a posteriori inserire la muratura analizzata in una delle quattro
“Rilevamento della vulnerabilità sismica in edifici in muratura”
eseguita con le prime lettere dell’alfabeto dove la classe A presenta valori di resistenza migliori, in ordine a scalare fi
La classificazione della scheda murature deve essere opportunamente adeguata alla realtà locale per ottenere una valida cla
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In giallo il rivestimento della muratura; in arancione le caratteristiche dei collegamenti tra d elementi murari; in blu gli interventi di consolidamento evidenti; in verde spazio riservato a schizzi e documentazione fotografica.
Tramite la compilazione della scheda è possibile a posteriori inserire la muratura delle quattro classi definite dalla normativa regionale toscana “Rilevamento della vulnerabilità sismica in edifici in muratura”: la numerazione è eseguita con le prime lettere dell’alfabeto dove la classe A presenta valori di resistenza migliori, in ordine a scalare fino alla classe D che invece ha i peggiori. La classificazione della scheda murature deve essere opportunamente adeguata alla realtà locale per ottenere una valida classificazione delle murature da s
In giallo il rivestimento della muratura; in arancione le caratteristiche dei collegamenti tra diversi elementi murari; in blu gli interventi di consolidamento evidenti; in verde spazio riservato a schizzi e
Tramite la compilazione della scheda è possibile a posteriori inserire la muratura classi definite dalla normativa regionale toscana : la numerazione è eseguita con le prime lettere dell’alfabeto dove la classe A presenta valori di no alla classe D che invece ha i peggiori. La classificazione della scheda murature deve essere opportunamente adeguata ssificazione delle murature da studiare.
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5.3.3
Indice di danno e di vulnerabilità
La scheda di rilievo fornisce un utile supporto al calcolo degli indici di danno, vulnerabilità e sicurezza citati nelle “Linee guida per la valutazione e la riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale”; la lettura di questi indici permette di valutare il comportamento sismico dell’intero edificio. L’indice di danno è rappresentato da una media normalizzata del livello di danno rilevato per ciascun meccanismo sulla base del numero di quelli potenzialmente attivabili nella chiesa. Numero che è condizionato dal peso che i rispettivi meccanismi hanno nella valutazione complessiva: per questo motivo nella nuova versione della scheda è possibile attribuire ad alcuni meccanismi un valore compreso tra 0,5 e 1 a seconda della loro influenza sul collasso generale della fabbrica. Il giudizio sul danno varia da un minimo corrispondete a danno nullo, 0, ad un massimo di 5, che corrisponde al crollo.
= 15 ∙∑∑ ∙ 1
Con:
→ peso attribuito al meccanismo.
→ livello di danno subito nei riguardi del k-esimo meccanismo. → numero di meccanismi attivabili.
L’indice di danno rappresenta un parametro sintetico che permette di paragonare il livello di danneggiamento di chiese di dimensioni e forme differenti, consentendo di definire una gerarchia della severità di danno strutturale subito da corpi di fabbrica molto diversi tra loro. Inoltre tale parametro è strettamente correlato con l’esito di agibilità del manufatto; sebbene sia impossibile definire una soglia limite dell’indice di danno direttamente correlata con l’agibilità, è stato possibile verificare, per i dati censiti a seguito del terremoto umbro-marchigiano del 1997, come, per un valore dell’indice di danno di circa 0,3, la maggior parte delle chiese siano state dichiarate inagibili.
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Il calcolo dell’indice di vulnerabilità risulta in questa nuova versione leggermente più articolato rispetto alla scheda utilizzata in Umbria e Marche. La struttura dell’analisi, infatti, prevede una distinzione nel rilievo delle caratteristiche costruttive che possono influire, contrastandolo o favorendone l’attivazione, direttamente sul meccanismo di collasso.
= 16∑ ∑∙ − +12 2
Dove e sono, rispettivamente, il punteggio ottenuto dal rilievo degli indicatori di vulnerabilità e dei presidi antisismici: in una scala da 0 a 3, con il primo valore che rappresenta l’efficacia nulla e l’ultimo efficacia massima. In presenza di più presidi o indicatori di vulnerabilità per un solo meccanismo il punteggio generale viene calcolato in relazione alla tabella al capitolo 5.4.3 delle “Linee guida per la valutazione e la riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale” riportata sotto.
Numero indicatori di vulnerabilità o presidi antisismici Giudizio dell'efficacia almeno 1 3 3 almeno 2 2 1 2 2 almeno 2 1 1 1 1 - 0 0
Figura 17. Tabella dei giudizi di efficacia dei presidi antisismici e indicatori di vulnerabilità; “Linee guida per la valutazione e la riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale”.
L’indice di vulnerabilità varia tra 0, in caso di presenza di presidi antisismici efficaci e nessuna carenza strutturale, a 1, nel caso opposto.
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5.3.4
Modello di valutazione della sicurezza sismica per le chiese
LV1
Il capitolo 5 delle “Linee guida per la valutazione e la riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale” in riferimento alle Norme teccniche per le Costruzioni fornisce indicazioni esemplificative per l’analisi e la valutazione della risposta sismica nel caso delle più diffuse tipologie di manufatti tutelati, tra le quali le “chiese”.
Per ogni classe di edifici vengono proposti modelli meccanici semplificati per le verifiche da eseguire sull’intero patrimonio culturale, tutelato a scala territoriale; essi si differenziano tra loro in quanto ricavati dalla peculiarità dei manufatti appartenenti alle singole tipologie.
Nella maggior parte delle chiese risulta poco significativo assumere un comportamento unitario e complessivo; pertanto, anche per la notevole varietà tipologica e costruttiva, è preferibile non definire un modello semplificato per la valutazione della sicurezza sismica, ma ricorrere ai parametri della scheda di rilievo del danno e della vulnerabilità.
Dall’analisi statistica dei danni subiti dagli edifici di culto nei passati eventi sismici, sono state ricavate le distribuzioni probabilistiche associate a diverse intensità sismiche al variare dell’indice di vulnerabilità. Una correlazione diretta tra l’input sismico associato ai diversi stati limite e la vulnerabilità rilevata definisce un’opportuna correlazione tra l’intensità e l’accelerazione di picco al suolo. Nello specifico per ogni chiesa, l’accelerazione massima al suolo corrispondente ai diversi stati limite in funzione dell’indice di vulnerabilità è fornita dalle relazioni:
"#$% = 0,025 ∙ 1,8),*+,-,..∙/ 3 "#$0 = 0,025 ∙ 1,8+, ,-,..∙/ 4
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Figura 18. Grafico che evidenzia la relazione tra l'indice di vulnerabilità e le accelerazioni agli SLD e SLV.
Tale valore, rapportato all’accelerazione di picco caratteristica del sito, definisce un indice di sicurezza sismica, 2, utile a stabilire una graduatoria delle priorità di intervento. Valori dell’indice di sicurezza sismica maggiori di 1 indicano che il manufatto è idoneo a sopportare l’azione sismica prevista nella zona; al contrario se 2 < 1, la sicurezza del manufatto è inferiore a quella auspicabile.
L’indice di sicurezza SLV: 2 =4 ∙ 5 ∙ ""#$0 6 5 L’indice di sicurezza SLD: 2 =4 ∙ 5 ∙ ""#$% 6 6 Con:
"#$0 → accelerazione al suolo che porta al raggiungimento dello stato limite di
vita, dipende dall’indice di vulnerabilità.
"#$% → accelerazione al suolo che porta al raggiungimento dello stato limite di
danno, dipende dall’indice di vulnerabilità.
5 → fattore che tiene conto del profilo stratigrafico del sottosuolo di fondazione e
degli eventuali effetti morfologici.
"6 → accelerazione di riferimento dl sito.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 ac c e le r az io n e indice di vulnerabilità iv aSLV iv aSLD
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4 → coefficiente di importanza, dipende dalla categoria di rilevanza e dalle
condizioni d’uso del manufatto. Il valore di questo fattore è calcolabile tramite la tabella sottostante, ricavata dal capitolo 2 delle “Linee guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale”.
Categoria d'uso
Categoria di rilevanza
limitata media elevata
P ecc 4 P ecc 4 P ecc 4
saltuario o non util. 40% 0,5 25% 0,65 17% 0,8
frequente 25% 0,65 17% 0,8 10% 1
molto frequente 17% 0,8 10% 1 6,50% 1,2
Figura 19. Tabella delle probabilità di eccedenza in 50 anni dell'azione sismica P e fattore di importanza γ_i per la verifica allo SLU dei beni culturali tutelati.
