Il consolidamento degli edifici

Servizio di: Chiara Frigerio frigeriochiara@hotmail.com

Chi, dopo il terremoto di Assisi del 1997 avesse avuto modo di ripercorrere il territorio, le vie e le strade umbre, sarà rimasto colpito dall’enorme ricchezza del patrimonio storico, artistico e culturale che questa regione possiede.

Parallelamente si riscontra la serietà del danno globale rilevabile su edifici e borghi nonostante siano passati sei anni dall’evento sismico. Si sono posti così il problema di ricostruire gli edifici distrutti in modo da riappropriarsi del territorio rivalutandolo anche dal punto di vista economico e di consolidare gli edifici esistenti parzialmente danneggiati con tecniche precise mirate alla ricerca della sicurezza.

Following the 1997 earthquake of Assisi, anyone travelling through Umbria will have been impressed by the region’s huge historical, artistic and cultural wealth. At the same time, the severity of the overall damage to buildings and villages is plain for all to see, even six years after the earth-quake hit the region. The task at hand has been to reconstruct destroyed buildings in such a way as to regain possession of the territory by rethinking it, also from an economic point of view, and reinforcing partially damaged buildings using specific techniques geared towards safety.

Per conoscere i problemi relativi alle zone colpite da sisma e soprattutto il futuro che le attende, l’architetto Chiara Frigerio ha intervistato la prof. Chiara Molina che sul tema della mitigazione del rischio sismico si occupa da anni presso la facoltà di architettura civile del politecnico di Milano.

To understand the problems regarding the earthquake region and its future, architect Chiara Frigerio interviewed professor Chiara molina, expert on the subject of the mitigation of seismic risk at the faculty of civil architecture, Milan polytechnic.

Il consolidamento degli edifici rappresenta una difesa del patrimonio culturale e storico e una necessità ai fini della sicurezza contro eventuali danneggiamenti.

Il futuro di una regione

Frigerio: come si pone il problema del recupero di questa edilizia diffusa?
Molina: la conservazione dei valori storici e architettonici di questi edifici della tradizione richiede strategie di rinforzo e di riabilitazione nel rispetto della tradizione tecnologica e dell’identità dei luoghi; alla necessità di raggiungere requisiti di sicurezza si aggiunge la necessità di conservare. L’analisi dei danni subiti dagli edifici in occasione dell’ ultimo terremoto in italia ha dimostrato come la sicurezza non sia inscindibile dalla conservazione del costruito; la mitigazione del rischio sismico, apparentemente in bilico tra sicurezza e conservazione, in realtà trova nella cultura della conservazione le fondamenta della sicurezza; questa è una consapevolezza che deriva dalla conoscenza che l’arte del costruire trova nutrimento da differenti discipline profondamente radicate nella storia del luogo.
F: cosa si intende per identità dei luoghi e che legame ha con la conservazione degli edifici?
M: oggi l’identità dei luoghi è strettamente legata alla questione del restauro e della conservazione, non è possibile ridurre la sua ricerca ad una sterile riproduzione dello stato originale (difficile da stabilire), ma è la volontà di capirne le tensioni in atto tra il territorio e chi lo vive. La vita degli edifici in zona sismica è segnata e scandita dal terremoto che ne diventa elemento caratterizzante; il terremoto rappresenta un duro test per la resistenza strutturale e per la possibilità che l’identità del luogo rimanga intatta.
F: che futuro ci si può attendere per queste costruzioni?
M: il recupero di questi edifici diviene sicuramente un mezzo per la conservazione dell’identità preziosa di questi luoghi, che rinascono a nuova vita con un bagaglio di tradizione storico-costruttiva prezioso per poter convivere con il terremoto.

The future of a region

Frigerio: how would you describe the problem regarding the salvaging of local buildings?
Molina: the historical and architectural conservation of traditional buildings requires strategies of reinforcement and rehabilitation in line with technology and the region’s identity; add to this need for safety a need to preserve as well. The analysis of building damage caused by the last earthquake in italy shows how safety is not inseparable from the conservation of the building itself; the mitigation of earthquake risk, apparently a juggling act between safety and conservation, in actual fact finds the foundations of safety within the principles of conservation. Awareness of this derives from knowledge that the art of building feeds on different disciplines that are profoundly rooted to the history of the location.
F: what do you mean by the region’s identity, and how is this related to the conservation of buildings?
M: today, a region’s identity is closely associated to the question of restoration and conservation. We can not limit research to a sterile reproduction of the original condition, which would be difficult to establish anyway. We need to understand existing tensions between the territory and its inhabitants. The Life of buildings in seismic regions is marked and articulated by earthquakes, which become a characterising
Element. Earthquakes represent a tough test of structural resistance and they determine whether Or not the identity of a location remains intact.
F: what future can we expect for these buildings?
M: salvaging these buildings is clearly a means for preserving the precious identity of these locations. They are given new life with a wealth of tradition regarding their history and construction, and the fact that they can live with earthquakes makes them all the more worthwhile.

Se il danno è causato dalla rotazione parziale fuori piano (fig.4) è bene inserire un sistema di catene che favoriscano l’ammorsamento della muratura sommitale alla copertura.

If the damage is caused by off-level partial rotation (fig.4) insert a chain system to encourage the top part of the walls to engage with the roof.

TIPO DI DANNO TYPE OF DAMAGE	ESEMPIO EXAMPLE	SOLUZIONE SOLUTION
			Ribaltamento fuori piano dovuto alle spinte della copertura
			Deformazione angolare del piano
			Rotazione verso l’esterno
			Rotazione parziale fuori piano

COME INTERVENIRE
Nel caso la copertura di un edificio gravi eccessivamente sulla struttura creando una rotazione della parte alta della parete verso l’esterno (fig.1), si può intervenire con l’inserimento di un cordolo che favorisca l’ammorsamento tra tetto e muratura. Il cordolo deve essere realizzato con un materiale simile a quello della muratura (e non in cemento armato che risulterebbe troppo rigido). Se il problema è invece la deformazione angolare del piano (fig.2) si può agire inserendo tiranti che favoriscano l’ammorsamento tra i due edifici. Nel caso collassi la parte alta dei cantonali (spesso dovuto dalla spinta dei puntoni dei tetti) si interviene con nastri di fibre di carbonio in grado di ricostruire l’angolata (fig.3).

HOW TO INTERVENE
If the roof of a building weighs excessively on its structure such as to cause a rotation of the upper part of the wall towards the exterior (fig.1), insert a string-course to encourage engagement between roof and wall. The stringcourse needs to be made with a similar material to the wall (and not in reinforced concrete as this would be to origid ). If the problem is the angular deformation of the plane (fig. 2) insert tie rods to encourage engagement between the two buildings. If the upper part of the angle irons has collapsed (often caused by the force of the roof’s struts) use carbon fibre strips to reconstruct the corner (fig. 3).

RINFORZO STRUTTURALE PER SOLAI LIGNEI
L’impegno di Peter Cox nel campo del recupero storico si concretizza con una continua e accurata ricerca sui materiali e sui sistemi applicativi.

L’azienda si occupa principalmente del risanamento delle murature, del rinforzo dei solai, del restauro delle strutture lignee e dell’impregnazione e del consolidamento sottovuoto. In particolare, per rinforzare i solai lignei nuovi o esistenti e garantire una deformazione inferiore a 1/500 della luce con i sovraccarichi richiesti, Peter Cox fornisce e posa in opera sull’assito esistente il Traliccio metallico LPR® fissato con viti mordenti DIN 571. Per completare il rinforzo viene posata una rete elettrosaldata Ø 6 maglia 20×20 e getto in calcestruzzo Rck 250 (con una granulometria massima 18/20 mm) o calcestruzzo alleggerito strutturale Leca 1400, previa eventuale formazione di scassi nella muratura per l’inserimento degli elementi strutturali e puntellazione provvisoria di sostegno).

STRUCTURAL REINFORCEMENT FOR WOODEN FLOORS
Peter Cox’s involvement in the field of historical site renov
ation continues with a careful analysis of materials and methods of application. The company is principally involved in wall renovation, floor reinforcement, the restoration of wooden structures, plus protective and strengthening treatments under vacuum. More specifically, to reinforce new or existing wooden floors that guarantee buckling of less than 1/500th of the span with the required loads, Peter Cox supplies and installs the LPR® metal trellis fastened with DIN 571 tap bolts to the existing floor. To complete the reinforcement, an electrically welded 20×20 6Ø mesh is laid down together with the concrete Rck 250 casting (maximum particle size 18 – 20 mm), or the Leca 1400 lightened structural concrete casting (prior to any wall breakage for the insertion of structural elements and temporary support shoring).

Il cedimento frontale di un edificio può essere risolto attraverso la ricostituzione della solidità del nodo terreno – edificio con la creazione di sottofondazioni o interventi puntuali con schiume poliuretaniche.

The frontal yielding of a building can be resolved by reconstructing the solidity of the building’s terrain. This is done by creating underlying foundations or by using strategically applied polyurethane foam.

LE SOLUZIONI POSSIBILI

Nel caso di edifici di estremità, si può assistere a un ribaltamento che coinvolge l’angolata (fig.5). Il meccanismo è favorito dall’assenza di coperture spingenti e di un collegamento efficace tra la parete esterna, i solai intermedi e le superfici ortogonali. Inserendo dei tiranti su tutta la parete il problema può essere ovviato. La stessa soluzione si può adottare nel caso si abbia una rotazione verso l’esterno dovuta a uno scadente collegamento tra la parete di testa e quelle di collegamento (fig.6) e nel caso di lesioni di un corpo addossato all’edificio (fig.7). In questo caso in  base al grado di ammorsamento tra la parete di fondo e quelle ortogonali varia l’entità della porzione di muratura coinvolta nel meccanismo.

POSSIBLE SOLUTIONS
With exposed buildings, it is possible to switch corners (fig. 5). The mechanism is favoured by the absence of roof pressure and by good connection between the outer wall, intermediate floors and orthogonal surfaces. By inserting tie rods over the entire wall, the problem can be remedied. The same solution can be used when there is an outwards facing rotation caused by poor engagement between the terminal wall and the connecting wall (fig. 6), and when there are lesions caused by an entity leaning against the building (fig. 7). In this case, depending on the degree of engagement between the rear wall and the connecting ones, the extent to which the wall will be involved in the mechanism will vary.

TIPO DI DANNO TYPE OF DAMAGE	ESEMPIO EXAMPLE	SOLUZIONE SOLUTION
			Ribaltamento fuori piano con interessamento dell’angolata
			Rotazione globale fuori piano verso l’esterno
			Deformazione angolare nel piano
			Abbassamento dovuto a cedimento frontale

Per non indebolire le murature L’inserimento di canne fumarie nello spessore murario rischia di indebolire la solidità diminuendone la sezione muraria. La soluzione migliore consiste nel posizionare i tubi e le canaline esteriormente alla muratura, senza effettuare scavi nelle pareti. Keeping walls strong Inserting flues inside a wall means potentially weakening its structure by reducing its thickness. The best solution is not to make holes in walls and to place pipes and flues on their exterior.