La
ricerca presentata in questo volume affronta un
argomento di grande attualità e rilevanza per le
strutture di legno esistenti, che costituiscono buona
parte dei solai e delle coperture degli edifici storici,
anche a carattere non monumentale, del nostro Paese,
soprattutto con riguardo alla sicurezza della
costruzione nei confronti delle azioni sismiche.
Le esistenti strutture lignee presentano spesso evidenti
limiti di resistenza, ma soprattutto di rigidezza, nei
confronti sia delle sollecitazioni statiche sia di
quelle sismiche. I motivi che determinano tale
insufficienza sono molteplici: strutture realizzate
spesso senza una base progettuale, mutate richieste
prestazionali, cattive realizzazioni, messa in opera di
elementi che oggi sarebbero giudicati non idonei e, non
ultimo, assoluta mancanza di manutenzione con
conseguente inevitabile degrado di materiale ed
elementi. A tali motivazioni si devono poi aggiungere le
note caratteristiche meccaniche del legno, legate
principalmente ad un comportamento intrinsecamente
fragile (soprattutto a trazione) e alla scarsa rigidezza
presentata generalmente dai sistemi di connessione.
Tutti questi aspetti hanno giocato e giocano un ruolo
negativo in molte situazioni, ma principalmente quando
la costruzione sia soggetta ad azioni sismiche.
È noto, ad esempio, che solai dotati di adeguata
rigidezza favoriscono un buon comportamento
dell’edificio nel suo complesso nei confronti di tali
azioni: negli edifici esistenti, gli impalcati lignei
presentano spesso una rigidezza insufficiente a
garantire un valido comportamento membranale del solaio
stesso. Un altro problema che si riscontra nelle
strutture storiche è costituito dalla presenza delle
connessioni di carpenteria, tipiche delle tecnologie
costruttive tradizionali che, quando si prevedano
carichi ciclici con inversione, dovranno essere
adeguatamente rinforzate al fine di evitare la
disconnessione degli elementi.
Ma ancor prima di una discussione su quelli che possono
essere interventi possibili sulle strutture lignee, si
impone una risposta ad un altro quesito: il materiale in
opera è ancora affidabile e quali sono le sue attuali
prestazioni meccaniche? Per tale domanda, molto spesso,
sono state accettate argomentazioni che, facendo
riferimento a un generico presunto “invecchiamento” del
materiale, portavano ad escludere la possibilità di
mantenere in opera intere sottostrutture lignee senza
una benché minima operazione di valutazione preventiva.
Ciò premesso, la ricerca Tecniche diagnostiche e di
intervento poco invasive e completamente reversibili per
il consolidamento e il miglioramento sismico delle
strutture lignee di edifici storici, svolta
nell’ambito dei Programmi di Ricerca scientifica di
rilevante Interesse Nazionale, finanziata nel 2006 dal
Ministero dell'Istruzione, dell'Università e della
Ricerca e condotta nel biennio 2007 – 2008, ha visto la
partecipazione di cinque Istituzioni universitarie
italiane che hanno affrontato, con il mio coordinamento,
alcuni aspetti di particolare rilievo per la diagnosi e
l’intervento su strutture lignee esistenti.
La ricerca si è concentrata quindi sullo studio di
tecniche di intervento, caratterizzate da reversibilità,
per il consolidamento ed il miglioramento del
comportamento sismico delle strutture lignee esistenti,
a seguito di corrette operazioni di diagnosi su queste
operate.
Una parte consistente del lavoro svolto ha quindi
riguardato la ricerca sulle differenti metodologie di
prova non distruttive per giungere alla
caratterizzazione degli elementi lignei in opera, con
riguardo al loro comportamento meccanico. Interessanti
risultati sono stati ottenuti dalle unità di ricerca
delle Università di Napoli Federico II (coord. B.
Faggiano), Università di Bologna (coord. A. Benedetti),
Università di Trento (coord. M. Piazza), soprattutto
mediante comparazione tra diverse tecniche di indagine
non distruttive.
Un’altra parte del lavoro sviluppato nel corso della
ricerca ha riguardato lo studio di tecniche di rinforzo
di elementi lignei non rispondenti agli attuali livelli
di sicurezza Il gruppo di ricerca della Università di
Bologna si è occupato quindi del problema della
delaminazione dei rinforzi incollati sul legno e della
resistenza (a flessione e taglio) di connessioni per la
giunzione di protesi di estremità applicate a travi
lignee ammalorate in testata.
Il gruppo di ricerca dell’Università di Trento si è
invece occupato, da un lato, del comportamento dei
sistemi di connessione di carpenteria (tradizionali) e
della loro influenza sul comportamento globale di
strutture lignee di copertura, dall’altro del
comportamento di connessioni meccaniche, caratterizzate
da reversibilità, da utilizzare in interventi di
riabilitazione strutturale (M. Ballerini). Tale studio
si ritiene interessante sia per le caratteristiche di
flessibilità e di economicità di questi connettori, sia
per la scarsità di dati di letteratura che ne ostacola
un loro proficuo impiego.
Altra tematica di notevole interesse, per le evidenti
implicazioni sul comportamento sismico degli edifici, è
stata quella affrontata dall’Università di Trieste (coord.
N. Gattesco) relativa alle tecniche di irrigidimento di
solai e coperture di legno, con particolare riguardo
alle azioni nel proprio piano e utilizzando sistemi di
irrigidimento totalmente reversibili.
Un tema trasversale e sinergico a tutte le attività
svolte è stato infine trattato dalla Seconda Università
di Napoli (coord. G. Frunzio), che si è occupata di come
il comportamento del legno e delle connessioni possa
essere adeguatamente implementato in modelli numerici,
anche al fine di valutare preventivamente l’efficacia
degli interventi di consolidamento.
Volendo trarre un bilancio del lavoro svolto, ritengo
che gli obiettivi che la ricerca si era prefissa sono
stati pienamente raggiunti. I differenti casi studio
trattati e la ampia sperimentazione di laboratorio
eseguita dimostrano come sia possibile effettuare
accurate valutazioni sulle strutture lignee in opera e
su queste intervenire efficacemente con tecniche
caratterizzate da reversibilità. Si dimostra altresì
come la ricerca sull’argomento possa ancora proporre
nuovi e interessanti spunti di riflessione ai tecnici e
ai progettisti del settore.
Infine è doveroso, da parte mia, esprimere un sincero
ringraziamento a tutti i responsabili delle singole
unità di ricerca e un apprezzamento per l’attività
svolta da tutti i componenti i gruppi di lavoro,
attività che ha portato a un ottimo e convincente
risultato finale grazie anche alla concreta cooperazione
attivata tra le varie sedi.
INDICE
Mariapaola Riggio, Maurizio Piazza
Analisi in situ di elementi lignei in strutture
storiche: metodologie normative e applicazioni di
tecniche non distruttive
Beatrice Faggiano, Maria Rosaria Grippa, Anna Marzo
Valutazione sperimentale delle proprietà meccaniche del
legno mediante tecniche non distruttive comparate per la
caratterizzazione delle strutture lignee esistenti
Camilla Colla, Andrea Benedetti
Applicazioni di tomografia acustica e prove di
resistenza alla penetrazione per la valutazione del
degrado di elementi strutturali lignei antichi
Giorgio Frunzio, Maria Rosaria Gargiulo, Michelina
Monaco
Modelli numerici per l’analisi del legno antico
Marco Ballerini, Claudio Montresor
Caratterizzazione meccanica di connessioni con viti
autoforanti per interventi di adeguamento strutturale
con carattere di reversibilità
Andrea Benedetti, Ivan Brosio
Valutazione comparativa di tecniche di riparazione
protesicadi travi di legno con polimeri fibrorinforzati
Natalino Gattesco, Lorenzo Macorini, Fausto Benussi
Tecniche per il consolidamento dei solai lignei degli
edifici storici caratterizzate da buona reversibilità |