“INTERVENTI di CONSOLIDAMENTO e RESTAURO degli edifici in MURATURA. PARTICOLARI COSTRUTTIVI”. Il nuovo libro di MASSIMO MARIANI

Particolari costruttivi. Un progetto editoriale per chi lavora sul costruito

In qualità di Editore di INGENIO — piattaforma che migliaia di professionisti utilizzano ogni giorno per aggiornarsi su tecniche e soluzioni progettuali — ho il piacere di presentare un progetto editoriale nuovo, utile, necessario. È dedicato ai particolari costruttivi negli interventi di consolidamento e restauro sugli edifici esistenti in muratura: un tema centrale per chi lavora con serietà nel campo dell’ingegneria e dell’architettura.

Il progetto nasce da una collaborazione con Massimo Mariani, uno dei maggiori esperti internazionali nell’ambito degli interventi sulle strutture esistenti. I contenuti non sono ipotesi progettuali o esercizi da manuale. Sono particolari costruttivi realizzati, nati da interventi concreti. Una raccolta che dimostra, con rigore tecnico, che si può fare. E che lo si è fatto davvero.

Tutto parte dal suo archivio personale, dal materiale accumulato in anni di cantiere, rilievi, progetti, disegni eseguiti spesso a mano, direttamente sul posto. L’obiettivo iniziale era quello di pubblicare un libro. Ma il progetto si è allargato. Non più solo carta, ma anche articoli, video, PDF scaricabili, strumenti utili per chi cerca soluzioni applicabili, non semplici suggestioni. Voglio sottolineare che i PDF saranno disponibili senza limitazioni di copyright, come per tutti i testi pubblicati precedentemente da INGENIO. Una scelta dell’autore per rendere queste esperienze riutilizzabili da tutti.

Non è il primo progetto editoriale che facciamo con Massimo Mariani. I contenuti pubblicati in questi anni hanno avuto un risultato straordinario. La risposta dei lettori è stata chiara: oltre 1.000.000 letture, 400.000 download dei suoi articoli pubblicati su INGENIO. Un dato che conferma l’interesse per un approccio concreto e documentato.

Questo percorso editoriale ha un obiettivo preciso: mettere a disposizione conoscenza utile, reale, applicata, senza scorciatoie, senza accenti enfatici. Perché costruire bene è possibile. Ma serve metodo, esperienza e capacità di osservare con attenzione. Soprattutto quando si lavora su opere esistenti. Il metodo proposto è semplice: osservare l’edificio con più lenti, proprio come si fa in fotografia. Uno sguardo ampio per il contesto, uno per l’opera nel suo insieme, uno per i dettagli che fanno la differenza. Perché è nei dettagli che si gioca la qualità di un intervento. È lì che si capisce se il progetto è pensato o improvvisato.

Sono convinto che questa iniziativa, nata per diffondere competenze scientifiche e soluzioni pratiche, saprà conquistare la mente e il cuore di chi, giorno dopo giorno, lavora per conservare e valorizzare il nostro patrimonio costruito. A nome di tutta la redazione di INGENIO, esprimo il mio sincero ringraziamento all’amico Massimo Mariani: il suo sapere, condiviso con passione e generosità, rappresenta un dono straordinario per l’intero settore.

Andrea Dari, Editore INGENIO.

Struttura del libro

INDICE
1. DISSESTI STRUTTURALI DELL’ELEVATO
1.1 – Opere provvisionali
     >> Strutture di contrasto con telai a tubi coadiuvate da catenarie in funi d’acciaio presollecitate
     >> Strutture di contenimento realizzate con profilati UPN, puntoni e catenarie di funi di acciaio
     >> Sistemi di contrasto con impalcature in acciaio coadiuvate da funi messe in tensione
     >> Fissaggi provvisori con poliuretano espanso e opere di contrasto in acciaio (Parte 1)          
     >> Fissaggi provvisori con poliuretano espanso e opere di contrasto in acciaio (Parte 2)
1.2 – Incremento della resistenza di murature portanti
     >> Ristilatura armata per l'incremento della resistenza di murature portanti          
     >> Perforazioni armate, intonaco armato e fasciature metalliche
1.3 – Interventi su pilastri e colonne
     >> Rinforzo strutturale di pilastri in muratura con profilati di acciaio
1.4 – Interventi sugli orizzontamenti
     >> Rinforzo di solai in acciaio e voltine di laterizio
     >> Rinforzo di solai in legno con travi, funi e tenditori in acciaio
1.5 – Interventi per ridurre carenze nei collegamenti
     >> Consolidamento con tiranti-fasce in acciaio (Caso 1 e 2)     
    >> Consolidamento con tiranti-fasce in acciaio (Caso 3, 4 e 5)
    >> Consolidamento con tiranti-fasce e ristilatura armata (Caso 6 e 7)
1.6 – Interventi sugli archi e sulle volte
    >> Consolidamento di volte in muratura (Caso 1, 2 e 3)
    >> Consolidamento di volte e archi in muratura (Caso 4, 5 e 6)
    >> Consolidamento di volte in muratura (Caso 7, 8 e 9)
1.7 – Aperture nelle murature
1.8 – Interventi sulle scale
1.9 – Interventi in copertura

2. DISSESTI FONDALI
2.1 – Interventi di sottofondazione con pali di grande diametro

3. DISSESTI IDROGEOLOGICI
3.1 – Consolidamento di versanti
3.2 – Consolidamenti di pareti murarie controterra

Note: Tutte le tavole progettuali contenute in questa pubblicazione sono libere da copyright.
I capitoli pubblicati sono accompagnati da una video lezione dell'autore disponibile sul canale YouTube di Ingenio.

Premessa dell'autore

Tutela sismica e prevenzione nel restauro degli edifici in muratura

Parlare di tutela del patrimonio storico e artistico del paese impone anche una rivisitazione e un’attualizzazione del concetto di salvaguardia, conservazione e valorizzazione dei beni architettonici in termini di prevenzione e di protezione dal degrado esercitato dal tempo, dall’alterazione strutturale umana e dalla distruzione provocata dai terremoti e dalle frane che, ricorrenti, si presentano sul nostro territorio nazionale.

I terremoti hanno sempre mostrato, con tutta evidenza, l’estrema vulnerabilità al sisma degli edifici monumentali e tutelati italiani, in particolare delle chiese che sono indifese per propria costituzione, perché di fatto sono prismi vuoti privi di rinforzi verticali e orizzontali. Esse rappresentano la parte più debole del nostro patrimonio edificato.

A seguito del perpetuarsi dei sismi, questi edifici sono destinati al collasso per via della “memoria del danno”, "dell’accaduto" di cui conservano traccia nella materia di cui sono costituiti. È ormai noto che, terremoto dopo terremoto, le strutture murarie sono alterate nel proprio intimo, perdono la propria identità fisica e conservano nella materia la memoria di ciò che hanno subìto con il susseguirsi delle sollecitazioni, molte volte fino ad arrivare alla loro disgregazione muraria.

Sisma e vulnerabilità: come riconoscere i danni non evidenti nelle murature

Nelle murature del nostro passato la resistenza in campo elastico è minima; prevalgono la deformazione e la plasticità; la duttilità originaria si perde con il susseguirsi dei sismi. Le strutture collassate presentano tutte una disgregazione muraria pressoché totale. Il sisma è un fenomeno caotico, complesso, spaziale, che alla luce delle ultime ricerche di Francesco Pugi e del sottoscritto, così come di altri autori internazionali, oltre alle sollecitazioni inerziali (comprese quelle verticali, pressoché ignorate) contiene sollecitazioni impulsive Jerk, quindi scuotimenti.

In più c’è da dire che in zona sismica (quindi in tutta Italia) i sismi torneranno lasciando sempre al loro passaggio una seria testimonianza nelle strutture. Nel corso dei secoli, in Italia, i templi e le chiese, quelle paleocristiane prima e cristiane poi, sono crollate proprio a causa dei ripetuti terremoti per poi essere ricostruite sopra le proprie macerie.

Non si può tutelare un bene nel concetto della ruderizzazione. Ricostruire un bene monumentale, in parte o nel suo complesso, dopo il crollo, con un attento recupero degli elementi lapidei costitutivi e utilizzando malte in tutto simili a quelle originarie, non sembra la soluzione sia da un punto di vista filologico che epistemologico: non deve prevalere il principio della “conservazione” di tutto a ogni costo quale principio fondamentale della salvaguardia del bene. Conservare vuol dire intervenire con una prevenzione equilibrata, non alterante, colta.

Una testimonianza esemplare di ciò è data dalla città di Norcia che, nel corso dell’ultimo terremoto, verificatosi nell’Italia centrale nel 2016, ha subìto una sequenza di ben 9 sismi, con due scosse di magnitudo momento 6.0 e 6.5 Mw nonché una ventina di sismi da 3 a 4 Mw e 150000!!! e più sismi da 2-3 Mw, rispettivamente ad Agosto e Ottobre dello stesso anno e a Gennaio 2017 e tutte le altre superiori a 5 Mw, a fronte dei quali non sono state registrate vittime e gran parte del tessuto edilizio residenziale non ha subito gravi danni, a differenza della vicina Amatrice, che è risultato il Comune con i maggiori danni al patrimonio edilizio privato e pubblico, nel quale 237 persone hanno perso la vita.

Tecniche antisismiche e ricostruzione post-terremoto: lezioni dal passato

Questo si spiega perché a seguito del terremoto dell’Agosto del 1859 che colpì Norcia e la Valnerina, in Umbria, allora appartenenti allo Stato Pontificio, procurando 101 vittime ed una sessantina di feriti, in gran parte donne e bambini (avvenne di Agosto e gli uomini erano ai pascoli con il bestiame), per la prima volta furono predisposte importanti norme edilizie, redatte da una Commissione di Ingegneri dello Stato Pontificio con l’apporto fondamentale dell’Ingegnere e Architetto Luigi Poletti (1792-1869) e dell’Astronomo e Geofisico Gesuita Angelo Secchi (1818-1878), che ebbero una particolare efficacia nella ricostruzione della città quasi totalmente distrutta.

I terremoti successivi che si verificarono a Norcia nel 1979 (Terremoto della Valnerina), a seguito del quale crollò il cinquecentesco Santuario della Madonna della Neve e nel 1997, evento che arrecò ingenti danni al patrimonio storico-artistico di una vasta area dell’Italia centrale, basti pensare al crollo di parte della Basilica Superiore di Assisi, hanno consentito una ricostruzione post-sismica attenta e di grande successo, di cui efficacia si è avuta testimonianza in maniera meno evidente nel terremoto del 2009 (l’Aquila) e poi palesemente con il successivo fortissimo evento del 2016.

In quest’ultimo episodio infatti a Norcia, si è verificato il crollo della maggior parte degli edifici di culto, tra i quali la Basilica di San Benedetto (a parte la facciata che è rimasta salva per merito degli interventi di consolidamento del 1979 e del ’97 che comportarono iniezioni di cemento all’interno della muratura - oggi non più consentite – ….ma su questo argomento dirò successivamente), la Cattedrale di Santa Maria Argentea e le Chiese di Santa Rita e di San Francesco, ma non degli edifici civili sui quali si era intervenuti con tecniche antisismiche di allora che hanno avuto successo.

Tutto ciò è l’esempio tangibile dell’efficacia degli interventi effettuati dopo i terremoti del 1979 e 1997 e dimostra, come affermo spesso, che per Norcia “l’Ingegneria ha vinto” (e nell’“Ingegneria” comprendo anche tutti gli operatori che hanno contribuito alle ricostruzioni post-sismiche: architetti, geologi, geometri, periti, costruttori, operai…), ovvero che il progredire del sapere scientifico e delle tecniche, grazie ai molti passi in avanti fatti nel campo della ricerca, della conoscenza e dell’interpretazione del terremoto, ha portato, nel corso degli anni, a significativi miglioramenti sul versante del consolidamento post-sismico.

La riflessione è che con opportuni interventi antisismici, come testimoniano gli edifici residenziali di Norcia, il terremoto si possa affrontare e che tali interventi di miglioramento funzionino e salvino vite umane. Occorre solo applicarli, cosa che non è accaduta, a Norcia e non solo, per gli edifici vincolati e tutelati, sui quali evidentemente non sono stati eseguiti interventi significativi di salvaguardia successivamente ai terremoti che si sono succeduti negli anni, a partire da quello del 1859.

Se un edificio ha superato un sisma di forte intensità, senza danni visibili, non è sempre vero che sia rimasto “sano” e che potrà sopportarne un altro di pari entità. Un edificio in muratura del passato che ha subìto un sisma, anche se non ha mostrato segni evidenti, ha assunto deformazioni permanenti nel proprio “intimo murario” che hanno poco effetto negativo rispetto alle reazioni verticali, ma allo shaker spaziale dinamico prodotto dal successivo sisma purtroppo si.
Questo è possibile attraverso una ricostituzione inerziale delle murature, trovando il modo di potenziare la struttura con una rigenerazione muraria per ricostituirne i legami e per ripristinare quell’integrità che si è persa con il susseguirsi dei terremoti, recuperando le alterazioni che si sono verificate nel tempo.

Tecniche e tecnologie per il rinforzo strutturale degli edifici storici

Le tecnologie per ottenere ciò ci sono: sono state evolute nel tempo e incrementate nella loro efficacia. Non bisogna temere il loro utilizzo. D’altra parte, lasciare la testimonianza dell’intervento attuale non vuol dire alterare il patrimonio in esso contenuto; bisognerebbe invece conservare evidenziando cautamente le differenze temporali degli interventi attuati per la salvaguardia.

Dal punto di vista architettonico bisogna capire che non tutto è forma, mentre da quello ingegneristico che non tutto è calcolo, e che occorre tornare ad una esperienza di carattere analitico e logico che possa dare risultati anche attingendo alle potenzialità del momento.

Mi spiego meglio: la salvaguardia degli edifici monumentali rappresenta un tema certamente complesso e difficile. Lasciare la testimonianza del nostro intervento ha lo scopo anche di fare conoscere al futuro la nostra storia, la storia dei nostri monumenti, come si può chiaramente leggere dagli interventi post-sismici precedenti in Italia centrale, vedi terremoto del 1703, simile a quello del 2016.

Dopo quell’evento molte chiese ed edifici furono consolidati con contrafforti-speroni in muratura (uniche tecniche efficaci di quel tempo) che oggi, “storicizzate”, sembrano far parte delle geometrie originarie. Ricordo al riguardo che riportando alla luce Pompei, sono emersi interventi che gli operatori pubblici di Nerone, a quel tempo imperatore, e i proprietari privati avevano attuato, a seguito del grande terremoto del 62 d.C. e dei successivi del 72 d.C. e del 75 d.C., prima della grande eruzione del 79 d.C. In particolare gli scavi hanno mostrato anche che alcuni interventi di recupero post-sismico erano in atto al tempo della catastrofe diciassette anni dopo il sisma. Anche questa, come altre, è una testimonianza importante perché oggi fa leggere il passato nel suo trascorrere.

Per tutto ciò, il cosiddetto “intervento minimamente invasivo”, ma purtroppo strutturalmente insufficiente, ci allontana dalle reali esigenze della struttura.

In merito al consolidamento strutturale però occorre anche precisare che non esistono stesse tecnologie sempre utili per il rinforzo strutturale. È importante che non ci si fissi su monotematismi tecnologici “salvifici”. Tutte le tecnologie a disposizione possono essere utilizzate, anche contemporaneamente tra di loro. Il fine dev’essere quello di scegliere la tecnica o l’insieme delle tecniche più adatte per risanare l’edificio dissestato.

Ogni organismo strutturale, sia in muratura che in tecniche costruttive diverse, possiede una sua unicità che richiede a noi tutti un suo studio che soprattutto eviti concetti standardizzati facenti parte di logiche di intervento sempre ricorrenti.

Tutti noi che abbiamo la fortuna di operare in questo àmbito dottrinale, dobbiamo cercare di convergere verso una cultura comune, ricorrendo a metodi e a tecniche reversibili che rivitalizzino le strutture e, al contempo, rispettino il bene da riconsegnare al futuro così come l’abbiamo ricevuto.

Ringraziamenti dell'autore

Ringrazio i miei Allievi-Collaboratori Luca Ranocchia, Nicola Pero Nullo, Stefano Gesumaria e Fulvio Massimo Mariani per avermi coadiuvato e per aver eseguito i disegni in quest’opera.
Ad Alessia Travanti va un ringraziamento particolare, per aver dedicato tanto tempo alla selezione dei disegni e alla composizione d’insieme del libro.