Rapporto di un intervento realizzato sul capannone industriale di Azienda Agricola lesionata dal terremoto.

Il terremoto è purtroppo una realtà che ci trova sempre impreparati. Anche quando avviene in zone dichiarate di bassa o medio bassa sismicità accadono molto spesso ingenti danni e solo per caso a volte il numero delle vittime risulta contenuto. L’elevata urbanizzazione del territorio degli ultimi decenni ed una mancanza di sensibilità verso questo secolare problema da parte di Commitenze, Tecnici ma anche semplici Proprietari sono i principali motivi di quello che accade oggi sotto gli occhi di tutti quando una zona viene colpita da uno sciame sismico.
Solo recentemente è cresciuta la volontà da parte dello Stato di verificare il proprio patrimonio immobiliare (scuole, edifici pubblici, ospedali, caserme, etc.) e di permettere l’utilizzo con finalità antisismiche di quei materiali e tecnologie che fino al 2003 dovevano essere rigorosamente approvate dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici. Pertanto da un punto di vista normativo partendo con il DM 21 ottobre 2003 e successivamente tutte le leggi fino al NTC2008 - Norme tecniche per le costruzioni – viene finalmente affrontato in maniera seria il problema dell’adeguamento sismico degli edifici, dei ponti e delle infrastrutture in genere, nonché l’appropriata verifica strutturale del carico sismico in caso di nuove costruzioni.

Analisi strutturale del problema
Alla luce di quanto detto, viene esaminato un adeguamento sismico di un capannone ad uso agricolo fortemente lesionato dal terremoto emiliano/mantovano dello scorso mese di maggio. La struttura adibita a ricovero animali, è costituita da n°7+7 pilastri e relative travi di copertura prefabbricate in calcestruzzo armato precompresso montate secondo uno schema molto diffuso e chiaramente visibile nell’immagine n°1 .

Il terremoto aveva fortemente lesionato gran parte dei pilastri sia nella zona situata alla base, sia in quella d’appoggio con la trave. La mancanza inoltre di in vero incastro tra il pilastro ed il plinto di fondazione rende l’intera struttura estremamente labile e solo per un puro miracolo la struttura non è crollata. Pertanto, passato lo sciame sismico i pilastri manifestavano lesioni sia alla base, sia nella zona in alto a “forcella” sede d’appoggio delle travi di copertura.

L’approccio alla progettazione
Come anticipato nell’introduzione, con il DM 21 ottobre 2003 lo Stato ha iniziato a “sdoganare” quei prodotti e quelle tecnologie per l’adeguamento sismico che fino ad allora erano costrette a transitare attraverso il Consiglio Superiore del Lavori Pubblici. La prima fase della progettazione è stata esaminare e valutare le tre principali tecnologie di adeguamento sismico presenti nel mercato: l’isolamento alla base, la dissipazione sismica e il rinforzo con FRP. Eliminata la possibilità di un intervento di retrofitting di isolamento alla base con gli isolatori sismici sia per motivi tecnici, sia per motivi economici (decisamente alti per la nostra tipologia di fabbricato), si è valutata la possibilità di utilizzare dissipatori sismici di tipo isteretico. La scelta del dissipatore isteretico rispetto a quello fluidodinamico, consiste nel fatto che in commercio non esiste un prodotto per forze e spostamenti che si adeguavano al nostro caso (forza N_max 100 kN con spostamento +/- 10 mm). Anche l’uso di piccoli dissipatori isteretici – per il nostro specifico problema – è risultato essere una tecnologia estremamente onerosa, oltre che estremamente invasiva. Infatti si sarebbe dovuto tagliare tutti i pannelli di controventatura per liberare i pilastri nel loro movimento dinamico e fissare una pesante carpenteria a V tra pilastro e pilastro con attaccati i relativi dissipatori isteretici. Oltre a ciò bisogna tenere presente che in caso di sisma il dissipatore isteretico – al contrario di quello fluidodinamico – andrebbe sostituito e che per il nostro lavoro la Proprietà necessitava di una tempistica ridotta, mentre i dissipatori devono essere prodotti e poi collaudati (tempo previsto per la fornitura almeno 60 gg). Pertanto, la scelta è caduta sugli FRP il cui vantaggio sia tecnico, sia economico non ha uguali per la nostra struttura, ma anche per molte tipologie costruttive simili.

L’intervento con FRP
Pertanto, pur rimanendo soluzioni interessanti, nel nostro specifico caso e per il grado di accelerazione al suolo della zona, si è intervenuti con gli FRP e precisamente si è effettuato un wrapping a “secco” per un’altezza di quasi 2 metri sia alla base, sia alla sommità di tutti i pilastri, previa ricostruzione del sottofondo e ricucitura delle lesioni. Per ottenere la completa fasciatura dei pilastri sono stati tagliati i pannelli di controventatura – per la sola altezza della fasciatura – ed è stato effettuato uno scavo fino al plinto, al fine di costruire un incastro perfetto tra pilastro e plinto.

L’intervento con gli FRP è stato dimensionato utilizzando le Raccomandazioni Tecniche del DT200/2004 edite dal CNR, che rappresentano la principale fonte tecnica per ogni approccio alla progettazione con gli FRP. La fase di posa è avvenuta in conformità con le indicazioni dello stesso documento tecnico anche se l'Impresa specializzata (che abbiamo incaricato al rinforzo strutturale) ha effettuato alcune prove preliminari non distruttive (soniche) per verificare il grado di fessurazione presente.
Le strisce di carbonio larghe 250 mm utilizzate sono di tessuti unidirezionali del peso di 300 gr/mq applicate prima in senso longitudinale all’asse della colonna e poi in senso trasversale è stata applicata in un secondo strato la stessa tipologia ma da 600 mm di larghezza, avente la finalità di confinamento. Per aumentare il grado di rinforzo, il primo strato è stato fortemente ancorato col plinto a “bicchiere” di fondazione in quanto si doveva eliminare la cerniera presente; ciò si è ottenuto grazie al posizionamento di barre in FRP inghisate con resine epossidiche.

Conclusioni
La tecnologia e la recente normativa permettono di utilizzare diversi sistemi per l’adeguamento sismico delle strutture sia in fase di nuova costruzione, sia su strutture esistenti. Il Progettista oltre ad affidarsi a Società specializzate nel settore ha la possibilità di trovare la soluzione tecnica giusta per il suo problema. Gli FRP rappresentano senza alcun dubbio una nuova frontiera di prodotti che, grazie alla loro leggerezza e alla loro alta resistenza a trazione, permettono di intervenire su moltissime strutture lesionate. L’augurio è comunque che tutto ciò che offre il mercato possa essere utilizzato prima di un evento sismico e non dopo quando ormai in molti casi i danni sono irreparabili.