Murature faccia vista rinforzate con reticolo di trefoli metallici e intonaco con rete in GFRP

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Dalla sperimentazione alla progettazione: Il caso della Torre di Pico, Mirandola
PARTE 1


Nota introduttiva

Il presente articolo, primo di due pubblicazioni, descrive la campagna sperimentale su murature realizzata da Fibre Net al fine di quantificare e definire modelli di dimensionamento relativamente all’efficacia dei propri sistemi di rinforzo strutturale Ri-Struttura (attraverso la tecnica dell’intonaco armato con rinforzi in GFRP) e Reticola Plus (tecnica di armatura dei giunti su murature faccia a vista). In seguito a tale campagna sono stati prodotti report tecnici da cui estrapolare i modelli di dimensionamento e di calcolo per il rinforzo delle murature della Torre del Castello, meglio nota come Torre di Pico a Mirandola (Mo). 

La struttura era stata lesionata in seguito agli eventi sismici del 2012, con un esito di agibilità assegnato agli elementi strutturali verticali ed orizzontali di grado E2. Tale fabbricato, oggetto di miglioramento sismico, si sviluppa su 6 piani fuori terra più sottotetto accessibile e presenta pianta rettangolare di lati 13,10x12,50 m con una parte sporgente (che si sviluppa per 4 piani fuori terra) di dimensioni 3,40x8,00 m circa. La struttura portante del fabbricato esistente è costituita da muratura in mattoni pieni; i solai sono del tipo in putrelle e tavelloni e infine il tetto di copertura con struttura in legno. Le fondazioni in muratura sono in continuità con la muratura in elevazione. Le strutture descritte risultano essere parte di un più grande aggregato.

La seconda pubblicazione descriverà nel dettaglio le verifiche per carichi verticali e sismici dell’aggregato sopraccitato, migliorato sismicamente attraverso particolari interventi di consolidamento, tra i quali i Sistemi Ri-Struttura e Reticola Plus, per eliminare il danno sulle strutture murarie e gli orizzontamenti e garantire la restituzione della piena agibilità dei locali.


Sommario

Nel presente lavoro si riportano i risultati di una campagna di indagini sperimentali condotta al fine di valutare il comportamento di murature rinforzate mediante intonaco armato con rete in GFRP e ristilatura armata dei giunti di malta con trefoli in acciaio inox. Le indagini hanno riguardato sia campioni rinforzati con ristilatura armata su entrambe le facce, sia campioni rinforzati con un sistema ibrido, ossia intonaco armato su una faccia e ristilatura armata sull’altra. Sono state eseguite numerose prove di compressione diagonale su pannelli di tre diverse tipologie murarie: pietrame grossolanamente squadrato, ciottoli di fiume e mattoni pieni a due teste. È stato considerato uno spessore di 400 mm nei primi due casi e di 250 mm per i campioni in mattoni pieni.

Sono state condotte, inoltre, tre prove a flessione fuori piano per valutare le prestazioni del sistema ibrido applicato a murature in ciottoli di fiume (spessore 400 mm). Queste indagini hanno fornito utili informazioni sul comportamento meccanico dei campioni rinforzati e hanno evidenziato l'efficacia delle tecniche proposte.

Questo articolo è una pubblicazione parziale di un progetto di ricerca completo che è stato condotto con la cooperazione delle Università di Trieste e di Perugia.

INTRODUZIONE

La risposta di un edificio tradizionale in muratura alle azioni statiche e a quelle dinamiche causate dagli eventi sismici è primariamente legata alla qualità muraria degli elementi resistenti, la cui carenza rappresenta un elemento di grave vulnerabilità che spesso rende inefficaci anche quegli accorgimenti costruttivi intesi a limitare i meccanismi di collasso locali. In questi casi, il conseguimento di un adeguato livello di sicurezza è legato all’adozione di interventi capaci di assicurare un miglioramento delle proprietà meccaniche delle murature, così da incrementarne le prestazioni nei confronti delle azioni parallele (taglio) e perpendicolari (flessione) al proprio piano. Alcune tecniche di rinforzo, quali ad esempio le iniezioni di miscele di boiacca di cemento o a base calce e l’intonaco armato con rete elettrosaldata, particolarmente diffuse nelle ricostruzioni seguenti gli eventi sismici di Friuli (1976), Irpinia (1980) ed Umbria-Marche (1997), hanno mostrato, con il passare del tempo, criticità in termini di efficacia e durabilità. Le più recenti sperimentazioni sono quindi state rivolte verso tecniche diverse quali, ad esempio, quelle che prevedono il placcaggio con compositi a base di fibre unidirezionali o la realizzazione di un intonaco armato con rete in FRP (Fiber Reinforced Polymer).

La necessità di mantenere la finitura faccia-vista dei paramenti murari, frequente nel caso di interventi su edifici di carattere storico-monumentale, limita fortemente la scelta delle metodologie di rinforzo. In precedenti lavori [Borri et al. 2009] è stato proposto un sistema, denominato “Reticolatus”, consistente nell’inserimento nei giunti di malta di una maglia continua di sottili funi in acciaio inox, la cui flessibilità consente la realizzazione di una ristilatura armata anche per le murature irregolari. Le sperimentazioni qui presentate, oltre che approfondire lo studio del rinforzo a taglio delle murature con il sistema “Reticolatus” su entrambe le facce, hanno consentito di valutare l’efficacia di un rinforzo di tipo ibrido, ottenuto effettuando la ristilatura armata dei giunti su una faccia della muratura e realizzando un intonaco armato con rete in GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) sull’altra [Gattesco e Dudine 2010]. Tale tecnica si propone come risolutiva nei casi in cui debba essere conservata una delle due superfici murarie ma non si possa rinunciare a sensibili incrementi di resistenza.

Per valutare l’efficacia di queste due tecniche di intervento, è stata condotta un’ampia campagna sperimentale, qui rendicontata, che ha riguardato l’esecuzione di numerose prove di compressione diagonale e anche di tre prove a flessione fuori piano [Gattesco et al. 2013]. Il miglioramento del comportamento fuori piano delle murature sollecitate da un evento sismico è, infatti, molto importante, poiché inibisce il prematuro collasso fragile dei pannelli, permettendo loro di resistere efficacemente ad azioni nel loro piano (taglio).

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