Struttura consolidata in epoca dm’96 e verificata con le NTC2008: il caso della ciminiera ex-Ursus di Vigevano

Area cantiere ex URSUS prima dell’intervento sulla ciminiera

PREMESSA
Nel dibattito in corso sulla sicurezza strutturale, e più specificatamente sismica, reso ancora più attuale dalla frequenza degli eventi dalle conseguenze tragiche, non è insolito udire, in realtà in ambito più mediatico che professionale, affermazioni del tipo: “un edificio costruito, o ristrutturato, in epoca precedente all’attuale normativa, si presenta non idoneo in termini di resistenza, ovvero, è necessariamente vulnerabile sotto il profilo sismico”, spesso implicitamente considerando affidabile solo la normativa vigente, non attribuendo validità alcuna alle norme precedenti (si ricorda come dopo il sisma aquilano del 2009 all’opinione pubblica giunse il messaggio, da parte dei mass media, secondo cui in Italia “si costruisce senza norme”).
A questo proposito si riporta il caso di una struttura degli anni cinquanta, consolidata in epoca di poco precedente alla pubblicazione della prima Ordinanza 2003, che viene nuovamente verificata con i criteri della normativa attualmente in vigore, allo scopo di valutarne il grado di affidabilità.
Si ha pertanto l’occasione di un giudizio sul livello di resistenza raggiunto da un intervento pre-sismico, alla luce delle attuali richieste normative, riconoscendo che determinate opere, pur progettate e realizzate in presenza di norme superate, possono tuttavia ritenersi adeguate in termini di sicurezza, in virtù della lungimiranza, o forse semplicemente dell’adozione di una prudente cautela, da parte del progettista strutturale.

LA CIMINIERA EX URSUS DI VIGEVANO
Nel complesso industriale Ursus, sito nell’area cittadina di Vigevano, sorto negli anni 30 e dedito alla la lavorazione della gomma, in particolare nel settore delle calzature, attivo sino al 1982, quindi recuperato con una complessiva ristrutturazione e destinato ad uso residenziale e commerciale, è presente una ciminiera con diametro alla base di 4m e altezza, in origine, di 38m. La peculiarità del manufatto è di essere composta da una struttura cilindrica in blocchi di calcestruzzo riempiti con getto in opera, per uno spessore di 20cm, all’interno e in aderenza della quale una parete in laterizio di mattoni pieni refrattari, allo stato dell’intervento parzialmente crollata, fungeva effettivamente da camino. E’ stata individuata un’armatura verticale, annegata nel getto integrativo, costituita da barre lisce 1Ø18/35 nella parte inferiore della ciminiera e di diametro inferiore nella parte superiore. La presenza di diffuse e profonde fessurazioni verticali, derivanti da stress termici da alte temperature, tipiche delle ciminiere, ha dapprima consigliato una riduzione dell’altezza originaria (da 38m a 20m), permessa dalla Sovrintendenza per motivi di rischio reale di crollo, quindi la necessità di un consolidamento della parte restante, destinata a non presentare altra funzione che quella di manufatto-monumento dell’archeologia industriale del novecento. Il consolidamento è stato realizzato mediante un rivestimento esterno di tessuto in fibre di carbonio, disposte verticalmente in continuità su tutto il perimetro esterno, e una cerchiatura con strisce di fibre di vetro disposte orizzontalmente ad interasse variabile in altezza. Altri procedimenti, quali iniezioni in corrispondenza delle fessure, si presentavano di incerta efficacia, in particolare per la impossibilità di controllo sul paramento interno.

GENERALITA’ SUL CALCOLO
Trattandosi di un calcolo di verifica a pressoflessione nel terzo stadio (SLU) di una sezione non usuale (sezione anulare in calcestruzzo con armatura distribuita, e rinforzata esternamente da un rivestimento continuo in fibre di carbonio, con sezione di calcestruzzo costituita in parte da muratura in blocchi e in parte da getto integrativo) si riporta nel seguito una descrizione dettagliata del calcolo.

Si determina il momento ultimo della sezione di forma anulare, in presenza di sforzo normale, in base alle seguenti ipotesi:

1) Lo spessore effettivo resistente di calcestruzzo viene determinato in base a un verosimile rapporto di foratura dei blocchi 50%. Ipotizzando realisticamente un letto di malta tra i blocchi di resistenza e rigidezza a compressione inferiore a quella del getto integrativo in calcestruzzo, ne viene cautelativamente trascurato il contributo nella resistenza a pressoflessione della sezione resistente. Per cui lo spessore effettivo resistente della sezione anulare di calcestruzzo si considera ridotto (a 10cm anziché i 20cm dello spessore totale).

2) L’armatura verticale, costituita da 1Ø18/35cm, viene simulata come distribuita uniformemente sul cerchio medio, con raggio 190cm. In considerazione del rapporto elevato tra diametro medio della ciminiera (380cm) e passo dei ferri (35cm), tale approssimazione implica differenze del tutto trascurabili.

3) In condizioni precedenti all’intervento di consolidamento il contributo al momento resistente è fornito dal calcestruzzo compresso in fase plastica, di forma “arco anulare”, dall’acciaio teso in fase elastica, dall’acciaio teso snervato, dall’acciaio compresso in fase elastica, dall’acciaio compresso snervato. Dopo l’intervento si ha il contributo aggiuntivo delle fibre di carbonio tese in fase elastica. Si considera inoltre il caso dopo il consolidamento, ma con l’armatura preesistente che viene trascurata, in linea con l’ipotesi di verifica assunta in fase di calcolo originale. La presenza di lesioni longitudinali passanti parallele e in prossimità delle barre può giustificare tale assunzione cautelativa.

Stralcio del progetto esecutivo dell’intervento di rinforzo

4) Si valutano le condizioni in presenza di a) sforzo normale nullo alla base (verifica a flessione semplice), b) di sforzo normale massimo con l’intero peso della ciminiera gravante sulla sezione resistente, c) di sforzo normale considerando il contributo portante anche dei blocchi, solo per lo sforzo normale, invece trascurato per il contributo a flessione, in pratica il 50% dello sforzo normale massimo. L’ultimo caso è quello che si ritiene più verosimile, in quanto per bassi valori di tensione (solo sforzo normale) è realistico considerare l’intero spessore (20cm) resistente; in presenza di sisma o vento (effetto flessionale, con tensioni di compressione elevate) il contributo della malta tra i blocchi viene trascurato gravando l’effetto di compressione sul solo calcestruzzo di getto integrativo (spessore effettivo 10cm).

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