DM 14012008 C8 Costruzioni esistenti

8 giugno 2012

Le ho visitate e analizzate somministrando loro costose medicine, vediamo allora se riesco a trasmettere un po’ del mio modo di vedere le nostre case osservando la loro vulnerabilità sismica, con la premessa scontata che qualsiasi generalizzazione, tanto più se sintetica, non può che includere eccezioni e un significativo margine di approssimazione. Le costruzioni sono dotate di un proprio sistema immunitario (sistema sismoresistente), spesso caratterizzato da difetti congeniti più o meno gravi: possono soffrire di osteoporosi e/o di problemi alle articolazioni (rotule che escono dalla loro sede). Ad una diagnosi giunge solo il medico attraverso l’acquisizione di un ben definito e complesso Livello di Conoscenza del paziente, in base al quale svolge opportune indagini diagnostiche che perlopiù consistono in un’analisi sismica. Sismica, appunto, perché le costruzioni collassano quando viene il terremoto; nell’ambito delle nostre tradizionali tipologie, non possono esserci altri motivi degni di essere menzionati se conseguono all’imbecillità, poiché, bene o male, crettate o senza sintomi di sofferenza, le strutture trovano quasi sempre verso di sostenere il loro peso e quello dei loro abitanti, arredi compresi. Esula dal discorso, dunque, la montagna di macerie che deriva dalla geniale rimozione di un pilastro ingombrante, o dal taglio dei ferri di armatura per passare i canali del condizionatore, come sono un diverso soggetto altre cause di negligenza e delinquenza portate all’estremo.
L’analisi sismica, giusto per farsi un’idea di uno dei metodi adottati, sia che si tratti di una nuova costruzione o della necessità di intervenire in un fabbricato esistente, consiste nel creare un modello strutturale digitale della costruzione, che contenga tutte le informazioni geometriche e meccaniche degli elementi che la compongono, simulando gli effetti dell’evento sismico attraverso l’applicazione di forze laterali rappresentative di quelle che le masse ai vari impalcati generano sotto l’effetto dell’accelerazione d’inerzia; durante la simulazione, tali forze vengono incrementate registrando il conseguente spostamento orizzontale dell’edificio fin quando il modello non collassa (analisi Pushover in mezza parola). Si confrontano l’accelerazione che ha causato il collasso del modello digitale con quella richiesta dalla normativa, cioè attesa in quel determinato luogo, e se il rapporto Capacita/Domanda è positivo, si dice che il fabbricato è “adeguato”**. E’ evidente che la stragrande maggioranza degli edifici realizzati prima dell’entrata in vigore delle norme antisismiche, raggiunga lo Stato Limite Ultimo di Salvaguardia della Vita* per terremoti d’intensità inferiore a quelli che hanno una determinata probabilità di verificarsi in un dato periodo di tempo, senza essere opportunamente rinforzati. Mi spiego con un esempio reale: è pari al 5% la probabilità che si verifichi un sisma con un periodo di ritorno di 975 anni, che sia d’intensità superiore alla domanda di resistenza, cioè quella che sollecita le strutture di recente progettazione o le vecchie in adeguamento al limite del collasso, le altre, quelle che non soddisfano la domanda, quello Stato Limite Ultimo, sono tutte ammassi di macerie. Dunque, la sicurezza delle nostre costruzioni, essendo questa sempre relativa, è affidata a complessi criteri probabilistici. Eventuali colleghi di passaggio mi perdoneranno alcune semplificazioni estreme, utili a rendermi più comprensibile agli altri.
Così le norme chiedono che ogni volta si proceda ad una ristrutturazione edilizia di una certa consistenza, si debba contestualmente provvedere a rinforzare l’edificio per migliorarne le capacità sismoresistenti; ci si accontenta del “miglioramento” del rapporto Capacità/Domanda tra lo stato precedente all’intervento e quello scaturito dai rinforzi in progetto, in quanto trasformare una struttura esistente perché sia capace di resistere al sisma atteso raramente è attuabile nell’ambito di un’economia sostenibile, se non altro perché la maggioranza dei fabbricati è composta da più unità immobiliari che rendono di fatto impossibile intervenire sulla struttura nella sua interezza come è necessario e, di conseguenza, solo in specifiche circostanze è richiesto l’adeguamento (soprelevazione, incremento dei carichi, aumento di volumetria, trasformazione in un organismo diverso). Un “miglioramento” da contrapporsi a decenni di peggioramenti per ignoranza, in cui le murature portanti degli edifici sono state scavate per inserire canne fumarie al loro interno, per aprire nicchie, porte e finestre, impoverendone gravemente la capacità di resistere al sisma.
Se i fabbricati di recente progettazione e costruzione, realizzati a norma e regola d’arte con criteri antisismici in zone classificate come sismiche, sono dotati di un notevole grado di sicurezza, il problema degli edifici esistenti un po’ datati è immane. Ma quanto recenti?
E’ la Legge 64 del 02/02/1974 che da inizio all’era dell’antisismica in Italia; promuove lo studio e l’emanazione di nuove norme tecniche, nonché inquadra i criteri per la classificazione sismica del territorio. Nei decenni a venire, di terremoto in terremoto che gli scandiscono, il paese si arricchisce di conoscenze e di strumenti normativi che impongono agli operatori del settore l’applicazione di metodi di progettazione ed esecuzione delle opere di nuova edificazione e degli interventi sugli edifici esistenti nelle zone classificate a rischio sismico; consapevole di essere già estremamente noioso ma forse interessante, non mi dilungo nell’enunciare i passi di questo percorso, che hanno caratterizzato il modo di costruire fino all’Ordinanza 3274 del 2003; il grande salto dell’Italia verso l’Europa dovuto, anche questo, all’ennesima tragedia: il crollo della scuola di San Giuliano di Puglia. Quello strumento normativo, se pur a carattere transitorio e da applicarsi obbligatoriamente soltanto per la progettazione degli edifici strategici (scuole, ospedali…), non lasciava più spazio in futuro al metodo di calcolo obsoleto ed approssimativo su cui molti professionisti si erano adagiati. Una rivoluzione del modo di progettare; il timer era partito; di lì a poco non ci sarebbero state più alternative al metodo Semiprobabilistico agli Stati Limite. Si chiudeva l’era di quello alle Tensioni Ammissibili che sarebbe presto passato alla storia per fare posto a un criterio più moderno, notevolmente più complesso e affidabile, universale perché ormai in vigore in quasi tutti i paesi, nonché strutturato per essere gestito solo dall’elaboratore elettronico. Anche in questo ambito, siamo arrivati quasi ultimi. Nel 2006 si perviene all’attuale classificazione sismica che suddivide il territorio nazionale in quattro zone a diversa pericolosità: zona 1 alta – zona 2 media – zona 3 bassa – zona 4 molto bassa. Ma l’entra in vigore a pieno regime delle normative derivate dall’Ordinanza 3274 del 2003, sfociate nel D.M. 14/01/2008 che regola l’odierno costruire ponendosi all’avanguardia tra le norme europee, tarda. Serve un altro terremoto, ancora macerie e sangue, e la reazione stavolta è stata, forse, impulsiva: dopo cinque anni di covigenza delle vecchie e delle nuove norme in corso di evoluzione, nonché decenni di ritardo rispetto agli standard degli altri paesi, si deve reagire al sisma dell’Aquila anticipando di un anno l’entra in vigore del nuovo strumento normativo, ormai maturo, senza considerare che molti professionisti e sviluppatori di software contavano di disporre di quel tempo sottratto all’ottimizzazione e al collaudo degli strumenti di calcolo. Dunque, venendo alla domanda, la normativa antisismica precedente all’OPCM 3274 del 2003 era in vigore dagli anni ottanta e gli edifici realizzati in zone allora riconosciute a rischio sismico, con coscienza e responsabilità, ottemperanti a quelle norme per quanto fossero lacunose, rudimentali e meno cautelative, erano comunque progettati con criteri antisismici basati sulla resistenza delle strutture in campo elastico, senza attingere delle risorse dissipative in campo plastico.
Tre sono le componenti culturali che contribuiscono a formare i caratteri qualitativi dell’edilizia: normativa, progettuale ed esecutiva. A guardare le immagini delle macerie si direbbe abbiano fatto più danni la cialtroneria e la cultura del risparmio, l’avidità, la trascuratezza e la leggerezza, dei gravi difetti oggettivi delle vecchie prescrizioni che non imponevano di realizzare, per esempio, i pilastri più resistenti delle travi. I falsi prelievi di calcestruzzo – tanto il terremoto viene sempre altrove e nessuno se ne accorge – la Direzione dei Lavori poco presente perché presa sotto costo, e la carenza di responsabilità e sensibilità, credo abbiano partecipato di più ai collassi sotto sisma, delle carenze culturali in materia di antisismica espresse dalle norme di allora. Negligenze che possono aver reso vulnerabili alcuni edifici multipiano in cemento armato realizzati nei decenni scorsi anche in zona sismica, sebbene la tipologia a telaio, quando ben progettato e realizzato anche alla vecchia maniera, offra buone prestazioni ed abbia, comunque, un discreto comportamento dinamico. Andando in dietro fino al trentennio del dopoguerra, le carenze conoscitive e normative si fanno pesanti rendendo impressionanti certi palazzoni di sette piani, realizzati contestualmente alla formazione delle periferie urbane dove il terremoto non deve venire mai, con i pilastri che sembrano all’occhio odierno un po’ snelli e che mancano spesso dei tamponamenti al piano terra. E sono molto difficili da adeguare a costi accessibili.
Pressoché tutta l’edilizia popolare in muratura ordinaria di mattoni o pietrame, che costituisce la tipologia più povera, è in misura diversa vulnerabile, ancor più dalle strutture a telaio in cemento armato che sono almeno dotate di armature ad assorbire le spinte e che per crollare, devono essere progettate o fatte proprio male. Inquietanti sono certi palazzi in muratura a 4 o 6 piani costituiti da pesanti solai laterocementizi sostenuti in mezzeria da esili pareti interne di mattoni pieni ad una testa, evidentemente troppo snelle e prive di vincolo in sommità che ne impedisca la rotazione fuori dal piano. Spesso non sono dotati di cordoli a legare le pareti ai solai e solitamente la copertura è appoggiata alle murature portanti a mezzo di elementi lignei incastrati a forza alla meno meglio o appena chiodati. Possono essere edifici isolati o a schiera a costituire il tessuto urbano d’inizio secolo delle nostre città, perlopiù nei pressi di aree di espansione industriale. Anche questi il terremoto lo subiscono e sono particolarmente difficili da adeguare in quanto abitati da famiglie che non dispongono delle risorse necessarie, e che durante i lavori dovrebbero traslocare e trasferirsi in alloggi temporanei.
Tanti sono i fattori che determinano la vulnerabilità sismica di un edificio che le norme attuali tengono in conto. Il tipo di suolo su cui si imposta che se elastico amplifica le onde sismiche rendendo più intenso il sisma su terreni di sedimentazione piuttosto che negli affioramenti rocciosi. Le prestazioni meccaniche dei materiali di cui è costituito il fabbricato hanno un ruolo evidentemente importante, ma raramente sono la causa principale dei collassi che avvengono più per perdita di stabilità, quando le travi dei solai si sfilano dalle pareti e cessano di legarle a ogni piano alla struttura, lasciandole la libertà di flettersi lungo tutta la loro altezza; per questo i cordoli di perimetrazione dei solai possono fare la differenza e garantire un comportamento dinamico scatolare tenendo le pareti legate ai diaframmi dei solai. Vorrei vedere sulla mia testa travi di ferro del solaio a voltine di mattoni per coltello saldarsi all’ala superiore di un profilato d’acciaio a U che corre nello spigolo tra parete e soffitto, inghisato ogni 50 cm al muro. I soli cordoli possono migliorare significativamente molti edifici in muratura, ad un costo forse sostenibile, con un po’ di disagio e senza dover traslocare. Bisognerebbe fare in modo che tutti gli edifici ne fossero dotati; gli altri interventi di rinforzo sono più complessi e onerosi. Anche le asimmetrie del fabbricato sono un fattore che incide sulla valutazione della vulnerabilità; gli edifici regolari in pianta e in altezza hanno il baricentro delle masse vicino a quello delle rigidezze e non si generano sollecitazioni torcenti che devastano la struttura; dunque, a parità di sistema costruttivo, i fabbricati in muratura regolari e simmetrici sono meno vulnerabili di quelli più articolati ed eterogenei. Un’altra grave carenza strutturale è dovuta alla cattiva qualità delle murature e alle malte invecchiate, alla mancanza di diatoni di collegamento trasversale del tessuto e di collegamento alle murature ortogonali; la regolarità geometrica del concio è molto importante perché la pressione sulla parete non porti all’espulsione del materiale esterno. Naturalmente, una parete costituita da ciottolame rotondo di fiume, e se ne vedono, dispone di risorse assai diverse da quelle di una muratura in pietra sbozzata e ben organizzata, in termini di risposta meccanica.
Oggi gli interventi mirano a legare con leggerezza, riducendo il più possibile le masse visto che nella formula F=M*a, il secondo termine lo decide lo scontro tra le zolle. Si riducono le masse dei solai e si legano lungo il perimetro a tenere le pareti riducendo la loro lunghezza libera d’inflessione a quella d’interpiano, ma intervenire sulle prestazioni meccaniche dei maschi murari è economicamente impegnativo se necessario su vasta scala, e spesso la qualità delle murature segue le regole dell’economia risultando povera nelle costruzioni povere, nell’edilizia popolare, ovviamente.
Caro popolo, abbiamo anche questo problema.
Intanto non è male sapere che “è stata pubblicata nella Gazzetta Ufficiale n. 56 del 7 marzo 2012 l’ordinanza n. 4007, che disciplina i contributi per gli interventi di prevenzione del rischio sismico previsti dall’art.11 della legge 77 del 24 giugno 2009, relativamente ai fondi disponibili per l’annualità 2011….”

*Estratto da Wikipedia:
Stati Limite Ultimi (SLU): associati al valore estremo della capacità portante o ad altre forme di cedimento strutturale che possono mettere in pericolo la sicurezza delle persone. Alcuni esempi delle cause che possono condurre agli SLU sono: a) perdita di stabilità di parte o dell’insieme della struttura; b) rottura di sezioni critiche della struttura; c) trasformazione della struttura in un meccanismo; d) instabilità in seguito a deformazione eccessiva; e) deterioramento in seguito a fatica; f) deformazioni di fluage o fessurazioni, che producono un cambiamento di geometria tale da richiedere la sostituzione della struttura. Il superamento di uno stato limite ultimo ha carattere irreversibile e si definisce collasso. Nei confronti delle azioni sismiche gli stati limite ultimi si suddividono in (D.M. 14.01.2008):
 Stato limite di salvaguardia della vita (SLV): a seguito del terremoto, la costruzione subisce rotture e crolli dei componenti non strutturali ed impiantistici e significativi danni dei componenti strutturali cui si associa una perdita significativa di rigidezza nei confronti delle azioni orizzontali; la costruzione conserva invece una parte della resistenza e rigidezza per azioni verticali e un margine di sicurezza nei confronti del collasso per azioni sismiche orizzontali.
 Stato limite di prevenzione del collasso (SLC): a seguito del terremoto la costruzione subisce gravi danni e crolli dei componenti non strutturali ed impiantistici e danni molto gravi dei componenti strutturali; la costruzione conserva ancora un margine di sicurezza per azioni verticali ed un esiguo margine di sicurezza nei confronti del collasso per azioni orizzontali.

** DM 14/04/2008, Cap. 8 – Edifici esistenti, 8.4:
8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI
Si individuano le seguenti categorie di intervento:
– interventi di adeguamento atti a conseguire i livelli di sicurezza previsti dalle presenti norme;
– interventi di miglioramento atti ad aumentare la sicurezza strutturale esistente, pur senza
necessariamente raggiungere i livelli richiesti dalle presenti norme;
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– riparazioni o interventi locali che interessino elementi isolati, e che comunque comportino un
miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti.
Gli interventi di adeguamento e miglioramento devono essere sottoposti a collaudo statico.
Per i beni di interesse culturale in zone dichiarate a rischio sismico, ai sensi del comma 4 dell’art. 29
del D. lgs. 22 gennaio 2004, n. 42 “Codice dei beni culturali e del paesaggio”, è in ogni caso possibile
limitarsi ad interventi di miglioramento effettuando la relativa valutazione della sicurezza.
8.4.1 INTERVENTO DI ADEGUAMENTO
È fatto obbligo di procedere alla valutazione della sicurezza e, qualora necessario, all’adeguamento
della costruzione, a chiunque intenda:
a) sopraelevare la costruzione;
b) ampliare la costruzione mediante opere strutturalmente connesse alla costruzione;
c) apportare variazioni di classe e/o di destinazione d’uso che comportino incrementi dei carichi
globali in fondazione superiori al 10%; resta comunque fermo l’obbligo di procedere alla
verifica locale delle singole parti e/o elementi della struttura, anche se interessano porzioni
limitate della costruzione;
d) effettuare interventi strutturali volti a trasformare la costruzione mediante un insieme
sistematico di opere che portino ad un organismo edilizio diverso dal precedente.
In ogni caso, il progetto dovrà essere riferito all’intera costruzione e dovrà riportare le verifiche
dell’intera struttura post-intervento, secondo le indicazioni del presente capitolo.
Una variazione dell’altezza dell’edificio, per la realizzazione di cordoli sommitali, sempre che resti
immutato il numero di piani, non è considerata sopraelevazione o ampliamento, ai sensi dei punti a) e
b). In tal caso non è necessario procedere all’adeguamento, salvo che non ricorrano le condizioni di cui
ai precedenti punti c) o d).
8.4.2 INTERVENTO DI MIGLIORAMENTO
Rientrano negli interventi di miglioramento tutti gli interventi che siano comunque finalizzati ad
accrescere la capacità di resistenza delle strutture esistenti alle azioni considerate.
È possibile eseguire interventi di miglioramento nei casi in cui non ricorrano le condizioni specificate
al paragrafo 8.4.1.
Il progetto e la valutazione della sicurezza dovranno essere estesi a tutte le parti della struttura
potenzialmente interessate da modifiche di comportamento, nonché alla struttura nel suo insieme.
8.4.3 RIPARAZIONE O INTERVENTO LOCALE
In generale, gli interventi di questo tipo riguarderanno singole parti e/o elementi della struttura e
interesseranno porzioni limitate della costruzione. Il progetto e la valutazione della sicurezza potranno
essere riferiti alle sole parti e/o elementi interessati e documentare che, rispetto alla configurazione
precedente al danno, al degrado o alla variante, non siano prodotte sostanziali modifiche al
comportamento delle altre parti e della struttura nel suo insieme e che gli interventi comportino un
miglioramento delle condizioni di sicurezza preesistenti.