ISSN 2283-7558

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Alessandro Grazzini

Autore

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Ricercatore presso il Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica del Politecnico di Torino – Membro del Consiglio Scientifico dell’ARCo
rec_mag 155 CONSOLIDAMENTO E MIGLIORAMENTO SISMICO #4

Archi e volte

Il rinforzo delle superfici murarie curve

L’edilizia storica, dai palazzi alle chiese, è caratterizzata dalla presenza di archi e volte quale soluzione architettonica originariamente ricorrente fin dal passato per coprire grandi e piccole luci. Il quadro fessurativo è sempre associato alle spinte non sufficientemente contrastate e a valori di trazione eccessivi in corrispondenza dell’innesco di cerniere plastiche. La vulnerabilità degli archi e delle volte deve essere attentamente analizzata anche per le sollecitazioni dinamiche derivanti dal terremoto. Le azioni sismiche possono infatti mettere in grave rischio la loro stabilità, legata prevalentemente ad un equilibrio stabilizzante di tipo statico.

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ARCHES AND VAULTS

The reinforcement of curved masonry surfaces

The historical building  s, from palaces to churches, is are characterized by the presence of arches and vaults as an architectural solution originally recurrent from the past to cover large and small distances. The crack pattern is always associated with insufficiently contrasted thrusts and excessive traction tensile stress values ​​in correspondence with the triggering of plastic hinges. The vulnerability of the arches and the vaults must be carefully analyzed also for the dynamic stresses deriving from the earthquake. The seismic actions can in fact put their stability in serious risk, mainly linked to a stabilizing equilibrium of a static type.
About the vaults it is possible to speak of a clear division between traditional strengthening techniques, mainly related to the use of tie rods to counteract the lateral thrustspushes  and to the application of extradosal steel reinforced concrete castings  jacketing, and the more recent and different ones based on the use of composite materials very light applied by simple bonding. Sections of the D.P.C.M. 9 February 2011 "Assessment and reduction of seismic risk of cultural heritage with reference to the technical standards for buildings referred to in the ministerial decree of 14 January 2008" will be descripted to give a brief overview of the possibilities offered by reinforcement techniques.



rec_mag 154 CONSOLIDAMENTO E MIGLIORAMENTO SISMICO #3

Cucire e rinforzare le pareti lesionate

Recupero strutturale e miglioramento sismico

Il ripristino della continuità muraria e il miglioramento delle prestazioni meccaniche delle pareti costituiscono la parte fondamentale del consolidamento strutturale e del miglioramento sismico di un edificio storico in muratura. Ogni quadro fessurativo, oltre alle problematiche statiche che può implicare sulla stabilità dell’edificio, può rappresentare anche un punto di vulnerabilità sismica favorendo un potenziale cinematismo fuori dal piano della parete. Per questo è importante cucire in modo efficace le lesioni, non limitandosi alla sola risarcitura o stuccatura. Diverse tecniche di rinforzo, che interessano l’intera superficie muraria, potranno migliorare le resistenze meccaniche, in particolare quella a taglio che risulta spesso fondamentale nelle verifiche normative. Saranno illustrate diverse tecniche di intervento, confrontando le tradizionali con quelle più moderne realizzate con i materiali compositi, seguendo la classificazione e i suggerimenti offerti dal D.P.C.M. 9 febbraio 2011.

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How to sew and reinforce damaged masonry walls

Structural recovery and seismic improvement

The restoration of the structural continuity and the improvement of the mechanical performance of the masonry structures are the fundamental part of the strengthening and seismic improvement work of a historic masonry building. Each crack pattern, in addition to the static problems that may imply on the stability of the building, can also represents a seismic vulnerability, promoting a potential kinematic out of plane mechanism of the wall. For this reason it is important to sew the  cracks effectively, not limiting itself to just grouting. Different strengthening techniques, which affect the entire surface of the walls, can improve the mechanical strength, in particular  the shear strength which is often fundamental in checks of technical codes. Different strengthening techniques will be illustrated about the masonry walls, comparing the traditional ones with the more modern ones made with composite materials, following the classification and the suggestions offered by the D.P.C.M. 9 February 2011.



rec_mag 153 CONSOLIDAMENTO E MIGLIORAMENTO SISMICO #2

LA DIAGNOSTICA APPLICATA ALLE MURATURE STORICHE

Conoscere bene prima, per intervenire meglio dopo

La necessità di approfondimento delle diverse peculiarità materiche e costruttive del fabbricato storico richiede un ruolo sempre più importante della diagnostica all’interno del cantiere di restauro. La fase di conoscenza dovrebbe diventare momento obbligatorio di analisi, indispensabile per comprendere le vulnerabilità strutturali dell’edificio, soprattutto quelle non visibili che potrebbero attivare altri potenziali meccanismi di danno.

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DIAGNOSTIC TECHNIQUES APPLIED TO HISTORICAL MASONRIES

Know well before, to operate better afterwards

The need to investigate the different material and construction peculiarities of the historical building requires an increasingly important role of diagnostic techniques within the restoration site. The knowledge phase should become an obligatory time of analysis, indispensable for understanding the structural vulnerabilities of the building, especially the not-visible ones that could activate other potential damage mechanisms.



rec_mag 152 CONSOLIDAMENTO E MIGLIORAMENTO SISMICO #1

CONSERVAZIONE E SICUREZZA

Due facce della stessa medaglia

Di fronte al rassegnato susseguirsi dei crolli di molti edifici storici, sollecitati dalle scosse sismiche degli ultimi 10 anni, più che mai è viva la necessità di promuovere una concreta cultura della sicurezza, capace di coniugare il giusto rispetto per le peculiarità architettoniche del bene monumentale. Sicurezza e conservazione sono due facce della stessa medaglia: senza sicurezza non potrà esserci conservazione futura del bene monumentale, soprattutto in aree ad alto rischio sismico. Per raggiungere tale obiettivo è indispensabile possedere un’adeguata conoscenza delle tecniche di consolidamento, soprattutto in relazione ai nuovi materiali, oltre ad una capacità critica ad operare scelte tecniche compatibili con il valore artistico e storico di ogni singolo contesto monumentale.

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CONSERVATION AND SAFETY

Two faces of the same coin

Faced with the resigned succession of the collapses of many historical buildings, suffered the seismic shocks of the last 10 years, more than ever there is a need to promote a concrete culture of safety, able to combine the right respect for the architectural peculiarities of monumental heritage. Safety and conservation are two sides of the same coin: without structural safety there can be no future conservation of the architectural heritage, especially in areas with high seismic risk. To achieve this goal it is essential to have an adequate knowledge of strengthening techniques, especially in relation to new materials, as well as a critical ability to make technical choices compatible with the artistic and historical value of each individual monumental context.



rec_mag 146 da ARCo

TERREMOTO DEL CENTRO ITALIA

Riflessioni sulle vulnerabilità del patrimonio architettonico danneggiato

La ricostruzione dei beni monumentali distrutti dal terremoto del Centro Italia deve necessariamente partire dalla comprensione delle vulnerabilità emerse nel costruito storico. Il presente lavoro vuole condividere alcune riflessioni che l’autore ha maturato durante un sopralluogo nelle zone rosse dei centri storici devastati dal sisma del Centro Italia, osservando le vulnerabilità intrinseche alla morfologia del patrimonio architettonico. Saranno analizzati casi studio sia dell’edilizia monumentale sia facenti parte del tessuto storico urbano. Dalla comprensione di questi punti di debolezza sismica deve ripartire una progettualità più consapevole della messa in sicurezza, non necessariamente totale per preservare le peculiarità artistiche, ma più efficace per impedire almeno il crollo e la perdita totale del bene architettonico. Per arrivare a questo risultato occorre intensificare le analisi delle vulnerabilità, mettere alla luce quelle nascoste nelle variegate tessiture murarie e nelle stratificazioni edificatorie intercorse nei secoli. E’ necessario ripensare l’azione di prevenzione, soffermarsi di più sulle carenze di alcune resistenze murarie che vanno migliorate con tecniche efficaci e non troppo invasive. Occorre arrivare al giusto compromesso tra conservazione e sicurezza, senza pregiudizi se in taluni casi si rendesse necessario l’utilizzo giudizioso di nuove tecniche o della rivisitazione di quelle antiche.

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THE CENTRAL ITALY EARTHQUAKE

Considerations on the vulnerabilities of architectural heritage damaged

The reconstruction of the monumental properties destroyed by the earthquake in Central Italy must necessarily start from the understanding of the vulnerabilities that emerged in the historical buildings. This study wants to share some considerations that the author has gained during an inspection in the red areas of the historical centers devastated by the Central Italy earthquake, observing the vulnerabilities peculiar to the morphology of the architectural heritage. Both case studies of monumental buildings and part of the historical urban fabric will be analyzed. From the understanding of these points of seismic weakness must start a planning more aware of the safety, not necessarily total to preserve the artistic peculiarities, but more effective to prevent at least the collapse and total loss of the architectural heritage. To achieve this result it is necessary to intensify the analysis of vulnerabilities, to highlight those hidden in the varied masonry structures and in the building stratifications that have occurred over the centuries. It is necessary to redefine the prevention action, to dwell more on the deficiencies of some masonry resistances that must be improved with effective and not too invasive techniques. It is necessary to arrive at the right compromise between conservation and safety, without prejudice if in some cases the judicious use of new techniques or the revisitation of old ones becomes necessary. As long as the ancient structural design is not distorted. In particular, it is essential to prevent the ruinous collapses due to the wall disintegration of irregular stone textures, so that the building can implement that box-like behavior that can be improved with more effective and continuous connections. Technology and the market offer many solutions, which the sensitive and cultured designer will necessarily have to diversify and adapt for each specific case study.



rec_mag 145 da ARCo

L’ADEGUAMENTO VULNERABILE

Ovvero come sono crollati alcuni dei monumenti già consolidati

Il grande evento sismico dell’Italia Centrale ha evidenziato ancora una volta la drammatica vulnerabilità degli edifici storici, riaprendo interrogativi sulle capacità del Paese di preservare il suo immenso patrimonio storico-architettonico. L’articolo prende in riferimento alcuni casi simbolo dopo i recenti terremoti dell’Aquila e del Centro Italia, riflettendo sull’efficacia di alcuni consueti interventi di consolidamento eseguiti sul patrimonio storico tra gli anni ’70 e l’inizio degli anni ‘90. Molti di questi edifici, consolidati mediante una cultura tecnica che prevedeva l’inserimento invasivo di elementi in c.a. all’interno della scatola muraria, sono di fatto crollati rovinosamente alle successive scosse. Lo stravolgimento degli originari sistemi statici murari mediante l’esecuzione di interventi pesanti e invasivi ha dimostrato tutta la sua inefficacia. Al contrario le vulnerabilità intrinseche dell’edilizia storica sono migliorabili con interventi puntuali di sostituzione o riparazione locale e con materiali compatibili. [...]

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THE VULNERABLE SEISMIC RETROFIT

That is how some of the already strengthened monuments have collapsed”
The great seismic event in Central Italy once again highlighted the dramatic vulnerability of historic buildings, reopening questions about the Country's ability to preserve its immense historical-architectural heritage. The paper refers to some cases study after the recent earthquakes in L'Aquila and Central Italy, reflecting on the effectiveness of some usual strengthening work carried out on the historical heritage between the '70s and the beginning of the' 90s. Many of these buildings, strengthened through a technical culture that provided for the invasive insertion of reinforced concrete elements inside the masonry structures, were collapsed ruinously to subsequent seismic shocks. The distortion of the original static masonry systems by means of heavy and invasive interventions has shown all its ineffectiveness. On the other hand, the intrinsic vulnerabilities of historic buildings can be improved with local repair and material compatible. The insertion of tie rods, the use of reinforced masonry curbs, the stiffening of floors and wooden roofs by other similar elements or by steel plates, the judicious and local use of modern composite materials: all are ways that they recall the art of pre-modern construction and can effectively represent the right strategy of active maintenance, which has often preserved many buildings from collapsing, preserving their historical value. The immense and unique Italian historical-architectural heritage deserves a strong action of seismic safety, rooted in correct principles and shared by the technical-scientific community, so that we do not recriminate the loss of further historical buildings. It is a commitment that we owe above all towards the new generations, to whom bequeath an integral and safe historical patrimony.