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Timestamp: 2018-06-19 01:07:49+00:00
Document Index: 133527674

Matched Legal Cases: ['art. 5', 'art. 5', 'art. 107', 'art. 93', '§ 4', 'art. 29', '§ 2']

Dir. P.C.M. 09/02/2011 | Bollettino di Legislazione Tecnica
FAST FIND : NN10512
G.U. Suppl. Ord. 26/02/2011, n. 54
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Visto il decreto-legge 7 settembre 2001, n. 343, convertito, con modificazioni, dalla legge 9 novembre 2001, n. 401, ed in particolare l'art. 5, comma 2, ove è previsto che il Presidente del Consiglio dei Ministri predisponga gli indirizzi operativi dei programmi di previsione e prevenzione dei rischi, nonché i programmi nazionali di soccorso e i piani per l'attuazione delle conseguenti misure di emergenza, d'intesa con le regioni e gli enti locali;
Visto l'art. 5, comma 4-ter, del medesimo decreto-legge n. 343 del 2001, in cui è previsto che il Dipartimento della protezione civile svolga compiti relativi alla formulazione degli indirizzi e dei criteri generali, di cui all'art. 107, comma 1, lettere a) e f), n. 1, e all'art. 93, comma 1, lettera g), del decreto legislativo 31 marzo 1998, n. 112, da sottoporre al Presidente del Consiglio dei Ministri per la conseguente approvazione del Consiglio dei Ministri;
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La presente Direttiva fornisce indicazioni per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale tutelato, con riferimento alle norme tecniche per le costruzioni, di cui al D.M. 14 gennaio 2008 e relativa Circolare contenente Istruzioni per l’applicazione delle Norme tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008. Le NTC e la relativa Circolare costituiscon
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La presente Direttiva fornisce indicazioni per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale tutelato, con riferimento alle norme tecniche per le costruzioni N1 (nel seguito denominate NTC), di cui al D.M. 14 gennaio 2008 e relativa Circolare contenente Istruzioni per l’applicazione delle Norme tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008 N2 (nel seguito denominata Circolare).
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Nel capitolo 2 sono indicati i requisiti di sicurezza da considerare per i beni architettonici di valore storico artistico. Sono opportunamente ridefiniti gli stati limite di riferimento, che non si riferiscono solo ad esigenze di salvaguardia del manufatto e dell’incolumità delle persone (Stato Limite di salvaguardia della Vita, SLV) e di funzional
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L’attuazione di politiche di prevenzione sismica richiede la conoscenza, a scala territoriale, del rischio cui sono soggetti i manufatti esistenti ed in particolare il patrimonio tutelato.
Per andare incontro a questa esigenza, nell’intento di acquisire in tempi brevi una conoscenza omogenea ed accurata del rischio del patrimonio culturale, la Direzione Generale per i Beni Architettonici e Paesaggistici del Ministero per i Beni e le Attività Culturali ha elaborato un programma per il monitoraggio dello stato di conservazione dei beni architettonici tutelati. Esso consiste nella costruzione di una banca dati dei beni architettonici tutelati, contenente per ciascun manufatto un
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Per i beni culturali tutelati è necessario attenersi ad interventi di miglioramento, a riparazioni o ad interventi locali (punto 8.4 delle NTC). Con il termine di miglioramento si deve intendere l’esecuzione di opere in grado di far conseguire all’edificio un maggior grado di sicurezza rispetto alle condizioni attuali, con un livello di protezione sismica non necessariamente uguale a quello previsto per l’adeguamento delle costruzioni. Riparazioni o interventi locali interessano invece porzioni limitate della costruzione, e devono essere soggetti a verifiche locali; nel caso dei beni tutelati è comunque richiesta anche una valutazione della sicurezza complessiva, in forma semplificata, in modo da certificare che non siano peggiorate le condizioni di sicurezza preesistenti.
Per la progettazione degli interventi vengono quindi introdotti due diversi livelli di valutazione:
— LV2 (riparazione o intervento locale) valutazioni da adottare in presenza di interventi locali su zone limitate del manufatto, che non alterano in modo significativo il comportamento strutturale accertato, per le quali sono suggeriti metodi di analisi locale; in questo caso la valutazione dell’azione sismica allo SLV per l’intero manufatto, comunque richiesta, viene effettuata con gli strumenti del livello LV1;
— LV3 (intervento di miglioramento) progetto di interventi diffusi nella costruzione, che per quanto possibile non dovrebbero modificare il funzionamento strutturale accertato attraverso il percorso della conoscenza (§ 4); le valutazioni devono riguardare l’intero manufatto, e possono utilizzare un modello strutturale globale, nei casi in cui questo possa essere ritenuto attendibile, o i metodi di analisi locale previsti per il livello LV2, purché applicati in modo generalizzato su tutti gli elementi della costruzione (l’esperienza acquisita a seguito dei passati eventi sismici ha infatti mostrato come, per gli edifici storici in muratura, il collasso s
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Per i manufatti architettonici di interesse storico artistico l’acquisizione di un sufficiente livello di sicurezza e protezione nei riguardi del rischio sismico è garantita attraverso il rispetto di tre stati limite: due fanno riferimento agli stati limite definiti dalle NTC, mentre uno è specifico per i beni culturali.
Gli Stati Limite Ultimi, SLU, sono motivati dalla volontà di salvaguardare la costruzione e l’incolumità degli occupanti nel caso di terremoti rari e di forte intensità ; essi sono differenziati in Stato Limite di salvaguardia della Vita, SLV, e Stato Limite di prevenzione del Collasso, SLC. Gli Stati Limite di Esercizio, SLE, hanno l’obiettivo di limitare i danni per terremoti meno intensi ma più frequenti, per ragioni economiche e funzionali, e sono differenziati in Stato Limite di Operatività, SLO, e Stato Limite di Danno, SLD). Gli stati limite da considerare per i beni culturali sono, di norma, SLV e SLD, per la cui definizione si r
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2.4 Livelli di sicurezza sismica
Per i beni di interesse culturale esposti ad azioni sismiche, fermo restando che è in ogni caso possibile limitarsi ad interventi di miglioramento effettuando la relativa valutazione della sicurezza (comma 4 dell’art. 29 del D.lgs. 22 gennaio 2004, n. 42 «Codice dei beni culturali e del paesaggio»; punto 8.4 delle NTC), appare comunque opportuno definire un livello di sicurezza sismica di riferimento, differenziato in funzione delle caratteristiche proprie dei manufatti e del loro uso, e quindi delle conseguenze più o meno gravi di un loro danneggiamento per effetto di un evento sismico. A tale scopo è necessario definire:
— la vita nominale VN a cui viene riferita la valutazione della sicurezza e per la quale viene eventualmente progettato un intervento di miglioramento sismico; in particolare essa può esse e messa in relazione alle caratteristiche del bene culturale, anche sulla base della conoscenza del manufatto ottenuta con la metodologia sviluppata dal Ministero per i Beni e le Attività Culturali (Allegato A, punto A.15), attraverso un procedimento interdisciplinare;
— la classe d’uso CU, coerentemente alle diverse classi definite al punto 2.4.2 delle NTC (esplicitate in Allegato A, punto B.6, con riferimento ai beni culturali nel seguente modo: Classe I uso saltuario o non utilizzato; Classe II uso frequente con normali affollamenti; Classe III uso molto frequente e/o con affollamenti significativi; Classe IV edificio strategico e uso molto frequente e/o con affollamenti significativi). N5
Le azioni sismiche sulla costruzione vengono quindi valutate in relazione ad un periodo di riferimento VR così definito:
VR = VN CU (2.1)
Per quanto riguarda la definizione di vita nominale (punto 2.4.1 delle NTC), questo concetto si applicabene al miglioramento sismico dei beni culturali, la cui conservazione è stata garantita in passato attraverso il ricorso ad una periodica revisione (monitoraggio) e manutenzione. Infatti, in questo modo la durabilità dei materiali storici può essere protratta nel tempo senza che si debba necessariamente procedere alla sostituzione di componenti, realizzando solo le necessarie integrazioni e riparazioni (prima che si verifichino compromissioni significative dovute all’insorgere di un irreversibile degrado per abbandono).
In presenza di manufatti emergenti per la storia del territorio la necessità di realizzare interventi di conservazione efficaci e durevoli è in genere maggiore, sia per scongiurare il rischio di reiterare operazioni non sempre totalmente reversibili sia per
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Per la valutazione della sicurezza sismica ed il progetto degli interventi di miglioramento dei beni culturali tutelati, è necessario:
— Conseguire una adeguata conoscenza della struttura, che consenta di individuare le caratteristiche degli elementi che determinano il comportamento strutturale. Essa può essere ottenuta con diversi livelli di approfondimento, in funzione di criteri basati sull’accuratezza dei rilievi e delle indagini storiche (cfr. punto C8A della Circolare), sul riconoscimento dell’utilizzo di regole dell’arte, sull’individuazione del livello e della tipologia di danneggiamento, sulla capacità di ricostruzione della storia del manufatto in relazione agli eventi sismici, ed eventualmente sui risultati di indagini sperimentali. Nel caso si prevedano prove anche solo debolmente distruttive, si dovrà valutare l’impatto delle stesse sulla cons
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3.1 Effetti di sito
Il moto sismico al suolo è fortemente influenzato dalle caratteristiche geologico stratigrafiche e topografiche locali.
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3.2 Spettri di risposta
Il moto sismico è descritto dallo spettro di risposta elastico di riferimento che, a meno dell
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La conoscenza della costruzione storica in muratura è un presupposto fondamentale sia ai fini di una attendibile valutazione della sicurezza sismica attuale sia per la scelta di un efficace intervento di miglioramento.
Le problematiche sono quelle comuni a tutti gli edifici esistenti, anche se nel caso del patrimonio culturale tutelato, ancora più importante risulta conoscere le caratteristiche originarie della fabbrica, le modifiche intercorse nel tempo dovute ai fenomeni di danneggiamento derivanti dalle trasformazioni antropiche, all’invecchiamento dei materiali e agli eventi calamitosi; inoltre tuttavia, in relazione alla necessità di impedire perdite irrimediabili, l’esecuzione di una completa campagna di indagini può risultare troppo invasiva sulla fabbrica stessa.
Si ha pertanto la necessità di affinare tecniche di analisi ed interpretazione dei manufatti storici mediante fasi conoscitive dal diverso grado di attendibilità, anche in relazione al loro impat
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Il primo passo della conoscenza consiste nella corretta e completa identificazione dell’organismo e nella sua localizzazione sul territorio, al fine di individuare la sensibilità della fabbrica nei riguardi dei diversi rischi ed in particolare di quello sismico. Questa fase dell’analisi comprende anche un primo rilievo schematico del manufatto, od un
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La conoscenza dell’opera non può prescindere dall’analisi, anche storica, dell&rsq
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4.1.4 Rilievo geometrico
La conoscenza della geometria strutturale di organismi esistenti in muratura deriva di regola da operazioni di rilievo. Il rilievo dovrà essere riferito sia alla geometria complessiva dell’organismo che a quella degli elementi costruttivi, comprendendo i rapporti con gli eventuali edifici in aderenza.
La descrizione stereometrica della fabbrica comporta l’individuazione delle caratteristiche plano altimetriche degli elementi costitutivi. Pertanto, ad ogni livello, andranno rilevate la geometria di tutti gli elementi in muratura, delle volte (spessore e profilo), dei solai e della copertura (tipologia e orditura), delle scale (tipologia strutturale), la localizzazione delle eventuali nicchie, cavità, aperture richiuse (con quali modalità), canne fumarie, elementi estranei inclusi e la tipologia delle fondazioni.
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4.1.5 Analisi storica degli eventi e degli interventi subiti
Ai fini di una corretta individuazione del sistema resistente e del suo stato di sollecitazione è importante la ricostruzione dell’intera storia costruttiva del bene culturale tutelato, ossia del processo di costruzione e delle successive modificazioni nel tempo del manufatto. In particolare andrà evidenziata la successione realizzativa delle diverse porzioni di fabbrica, al fine di individuare le zone di possibile discontinuità e disomogeneità materiale, sia in pianta che in alzato (corpi aggiunti, sopraelevazioni, sostituzioni di orizzontamenti, ecc).
La storia dell’edificio può anche essere utilizzata come uno degli strument
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4.1.6 Il rilievo materico costruttivo e lo stato di conservazione
Il rilievo materico costruttivo deve permettere di individuare completamente l’organismo resistente della fabbrica, tenendo anche presente la qualità e lo stato di conservazione dei materiali e degli elementi costitutivi.
Tale riconoscimento richiede l’acquisizione di informazioni spesso nascoste (sotto intonaco, dietro a controsoffitti, ecc.), che può essere eseguita grazie a tecniche di indagine non distruttive di tipo indiretto (termografia, georadar, tomografia sonica, ecc.) o ispezioni dirette debolmente distruttive (endoscopie, scrostamento di intonaci, saggi, piccoli scassi, ecc.). Un aspetto rilevante è la scelta del numero, della tipologia e della localizzazione delle prove da effettuare. Per una corretta conoscenza esse dovrebbero essere adottate in modo diffuso, ma per il loro eventuale impatto e per motivazioni economiche, esse andranno impiegate solo se ben motivate, ovvero se utili nella valutazione e nel progetto dell’intervento.
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4.1.7 La caratterizzazione meccanica dei materiali
Il rilievo visivo ed alcune indagini possono consentire di giungere ad una buona conoscenza e ad un giudizio sulla qualità dei materiali e del loro degrado (punto 4.1.5). Tuttavia, in alcuni casi la modellazione del comportamento strutturale, specie nei riguardi dell’azione sismica, richiede la conoscenza di parametri meccanici di deformabilità e resistenza dei materiali, ed in particolare della muratura.
Tecniche diagnostiche non distruttive di tipo indiretto, quali prove soniche ed ultrasoniche, consentono di valutare l’omogeneità dei parametri meccanici nelle diverse parti della costruzione, ma non forniscono stime quantitative attendibili dei loro valori, in quanto essi vengono desunti dalla misura di altre grandezze (ad esempio, la velocità di propagazione di onde di volume).
La misura diretta dei parametri meccanici della muratura, in particolare di quelli di resistenza, non può essere eseguita, quindi, se non attraverso prove debolmente distruttive o distruttive, anche se su porzioni limitate. Le calibrazioni di prove non distruttive con prove distruttive possono essere utilizzate per ridurre l’invasività delle indagini di qualificazione.
La caratterizzazione degli elementi costituenti (malta; mattoni o elementi l
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4.1.8 Aspetti geotecnici
L’accertamento del tipo e della consistenza del sistema di fondazione, unitamente alla caratterizzazione geotecnica del terreno compreso nel volume significativo di sottosuolo, costituiscono elementi necessari alla valutazione dell’azione sismica e dei suoi effetti sulla costruzione.
Tutte le indagini e gli accertamenti dovrebbero essere preceduti da un accurato studio della documentazio
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4.1.9 Monitoraggio
Il controllo periodico della costruzione rappresenta il principale strumento per una consapevole conservazione, in quanto consente di programmare la manutenzione ed attuare in tempo, quando realmente necessari, gli interventi di riparazione, in caso di danno strutturale, e di consolidamento, finalizzato alla prevenzione.
Si sottolinea che, coerentemente con l’impostazione adottata al punto 2.4 per la valutazione dei livelli di sicurezza sismica, la definizione di un definito programma di monitoraggio è fondamentale per garantire alla costruzione la vita nominale prevista.
Per impostare un programma di monitoraggio è necessario eseguire preventivamente una accurata analisi del funzionamento strutturale, e quindi una interpretazi
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Identificata la costruzione, in relazione all’approfondimento del rilievo geometrico e delle indagini matericocostruttiva, meccanica e sul terreno e le fondazioni, viene assunto dal progettista un fattore di confidenza FC, compreso tra 1 e 1.35, che consente di graduare l’attendibilità del modello di analisi strutturale e tenerne conto nella valutazione dell’indice di sicurezza sismica (o della vita nominale).
Il fattore di confidenza si applica in modo diverso in funzione dei modelli per la valutazione della sicurezza sismica, illustrati nel capitolo 5, che possono essere così classificati:
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TABELLA 4.1: Definizione dei livelli di approfondimento delle indagini sui diversi aspetti della conoscenza e relativi fattori parziali di confidenza.
FC1 = 0,05
rilievo geometrico completo, con restituzione grafica dei quadri fessurativi e deformativi
Identificazione delle specificità
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Queste costruzioni non sono state progettate utilizzando i principi della meccanica dei materiali e delle strutture bensì con un approccio basato sull’intuizione e l’osservazione, utilizzando i principi dell’equilibrio dei corpi rigidi e sperimentando il comportamento delle costruzioni già realizzate; tutto ciò ha progressivamente portato ad affinare criteri esecutivi e di proporzionamento geometrico, configurabili come regole dell&r
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Nel caso degli edifici esistenti in muratura, per l’analisi dei meccanismi sia locali che globali (NTC punto 8.7.1) è possibile ricorrere a diversi metodi, in funzione del modello con il quale
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Qualora questo tipo di analisi possa essere considerato significativo, esso pu
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5.2.3 Analisi dinamica modale
L’analisi dinamica modale viene condotta attraverso un modello elastico lineare e quindi la sua attendibilità nella valutazione del comportamento, in condizioni limite di resistenza, di antichi manufatti architettonici in muratura, è spesso limitata. Infatti, nel caso di strutture complesse, le analisi lineari possono essere utilmente applicate solo quando,
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5.2.4 Analisi statica non lineare
L’analisi statica o cinematica non lineare consiste nella valutazione del comportamento sismico della struttura (legame forza spostamento generalizzato) ed in particolare della capacità di spostamento allo stato limite ultimo, da confrontarsi con lo spostamento richiesto dal terremoto, valutato in termini spettrali.
Tale analisi può essere eseguita con un modello che rappresenti il comportamento globale della costruzione o attraverso modelli di sottostrutture (macroelementi: porzioni architettoniche riconoscibili nei riguardi di particolari meccanismi di collasso), operando verifiche locali.
Nel caso dell’analisi statica non lineare, la curva di capacità della struttura può essere derivata dal legame forza spostamento generalizzato, ottenuto attraverso un’analisi incrementale, utilizzando legami costitutivi non lineari e, se necessario, considerando la non linearità geometrica. L’analisi consiste nell’applicare i carichi gravitazionali
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5.2.5 Analisi dinamica non lineare
L’analisi dinamica non lineare può essere utilizzata con modelli non lineari ad elementi finiti (o a telaio equivalente), purché i legami costitutivi siano in grado di simulare non solo il degrado di rigidezza e resistenza a livello puntuale (o di singolo elemento strutturale), ma anche le caratteristiche dissipative associate al comp
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La valutazione della sicurezza sismica può essere condotta con riferimento a metodi semplificati che siano tuttavia in grado di stimare l’indice di sicurezza sismica, definito al § 2.4. Un valore dell’indice di sicurezza sismica maggiore di 1 indica che il manufatto è idoneo a sopportare l’azione sismica di riferimento nel sito, definita con criteri coerenti a quelli adottati dalle NTC per l’adeguamento delle costruzioni non tutelate, in funzione della vita nominale e della classe d’uso; al contrario se IS<1, la sicurezza del manufatto è inferiore a quella sopra descritta. Siccome l’indice di sicurezza sismica è basato sui periodi di ritorno della
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5.3.2 LV2: valutazione su singoli macroelementi (meccanismi locali di collasso)
Questo livello di valutazione si applica nei casi in cui sono previsti interventi di restauro che interessano singole parti della costruzione.
La valutazione della sicurezza sismica nell’ambito di progetti di intervento su singoli elementi può essere eseguita facendo riferimento a modelli locali, riferiti a porzioni strutturalmente autonome della costruzione (macroelementi); tali modelli possono essere sviluppati seguendo le indicazioni in Allegato B (modelli
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5.3.3 LV3: valutazione complessiva della risposta sismica del manufatto
Questo livello di valutazione considera la sicurezza sismica della costruzione nel suo complesso, ovvero l’accelerazione del suolo che porta allo stato limite ultimo la costruzione nel suo complesso o singole sue parti significative (macroelementi). Il livello LV3 deve essere adottato nella progettazione di interventi che modifichino il funzionamento acc
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Il concetto di tipologia male si adatta a manufatti storici, che dovrebbero essere considerati elementi unici della storia del costruire, per il modo con il quale sono stati concepiti, realizzati e si sono trasformati nel tempo. Tuttavia, ne
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Questa tipologia strutturale si riferisce a costruzioni con sviluppo planimetrico anche complesso, costituite da un sistema di pareti portanti perimetrali ed interne, disposte secondo diverse direzioni, e da un sistema di orizzontamenti intermedi, che spesso svolgono anche una funzione di collegamento. Esiste una evidente analogia con quello che viene genericamente identificato con il termine edificio, nel caso dell’edilizia ordinaria non tutelata. La modellazione complessiva dei palazzi e delle ville, quindi, può essere in genere eseguita con gli stessi modelli globali previsti dalle NTC per gli edifici esistenti in muratura; in molti casi, proprio la cura costruttiva, la qualità dei materiali e la regolarità dell’impianto strutturale, aspetti che solitamente caratterizzano queste costruzioni, rendono maggiormente realistica l’adozione di un modello a telaio equivalente.
Per la descrizione della parete in muratura come telaio equivalente si può fare riferimento alle indicazioni delle NTC. E’ peraltro evidente che la validità di ogni specifica indicazione dovrà essere verificata con riferimento alla singolarità del bene culturale in esame. Per esempio, in presenza di un piano nobile di interpiano elevato e molto differente rispetto agli altri, la formula approssimata per il calcolo del periodo proprio di vibrazione non garantisce risultati attendibili: si consiglia in tal caso di procedere ad una valutazione più accurata, con metodi approssimati o con una vera e propria analisi modale. La stessa cosa può verificarsi in presenza di logge o porticati, che interessino una parte significativa a livello planimetrico; in tali situazioni la stessa modellazione a telaio equivalente potrebbe risultare piuttosto approssimativa.
In questi casi, l’analisi globale può essere utile per una valutazione complessiva della sicurezza della costruzione, ma ciò non esime da una verifica di dettaglio delle logge e dei porticati attraverso modelli locali (macroelementi).
Relativamente ai metodi di verifica suggeriti per i singoli elementi, è opportuno considerare che le indicazioni per gli edifici non tutelati di tipologia residenziale sono in alcuni casi largamente cautelative, perché dettate da una limitata conoscenza sperimentale. Ad esempio, il modello di resistenza delle travi murarie orizzontali di accoppiamento (zone poste tra le aperture di due piani successivi) non considera la resistenza a trazione che si realizza nella muratura su un piano verticale, in virtù dell’ingranamento tra i blocchi. Modelli alternativi di comportamento delle travi di accoppiamento possono essere adottati, purché adeguatamente giustificati.
Un altro aspetto determinante è la definizione dello spostamento ultimo per ciascun elemento, che secondo le NTC è una frazione della sua altezza; i valori suggeriti sono stati verificati sperimentalmente in un certo campo di possibile variazione, ma non è detto che sia corretto estrapolare questa regola ad ogni possibile situazione (ad esempio per maschi murari molto bassi o nelle travi di accoppiamento, in presenza di piccole aperture, i valori suggeriti sono certamente troppo bassi). Anche in questo caso, è possibile adottare valori alternativi, purché giustificati.
Se l’edificio non è isolato, ma risulta parzialmente inglobato o appartiene ad una schiera, le interazioni con le altre costruzioni potranno essere tenute in considerazione, a seconda che la posizione risulti sfavorevole (edificio di testa o d’angolo) o favorevole (edificio intercluso), tramite l’applicazione di forze sismiche aggiuntive, che potrebbero essere trasmesse dalle costruzioni adiacenti, o tramite l’inserimento di vincoli orizzontali di opportuna rigidezza (utili suggerimenti sono contenuti al punto C8CA.3 dell’Appendice alla Circolare).
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5.4.3 Chiese, luoghi di culto ed altre strutture con grandi aule, senza orizzontamenti intermedi
L'analisi sistematica dei danni subiti dalle chiese in occasione dei principali eventi sismici italiani degli ultimi decenni ha evidenziato come il comportamento sismico di questa tipologia di manufatti possa essere interpretato attraverso la loro scomposizione in porzioni architettoniche (denominate macroelementi), caratterizzate da una risposta strutturale sostanzialmente autonoma rispetto alla chiesa nel suo complesso (facciata, aula, abside, campanile, cupola, arco trionfale, ecc.).
Solo nel caso delle chiese a pianta centrale, dotate in genere di uno o più assi di simmetria in pianta e di una omogeneità costruttiva e buona connessione tra gli elementi, è significativo procedere attraverso un modello complessivo della costruzione (lineare o non lineare), valutando ad esempio la curva di capacità attraverso un’analisi incrementale a collasso. In ogni caso si dovranno verificare tutti gli effetti dovuti alle azioni spingenti di archi, volte e coperture.
Nella maggior parte dei casi è preferibile procedere con verifiche locali, le quali in genere possono essere riferite ai diversi macroelementi, che diventano l’unità di riferimento per la verifica strutturale. Sul singolo macroelemento è possibile quindi condurre un’analisi statica, lineare o non lineare, ad esempio con un modello ad elementi finiti. Appaiono tuttavia più efficaci i metodi di analisi cinematica (lineare o non lineare), già introdotti al punto 5.2, descritti in Allegato B e previsti per la verifica dei meccanismi locali nell’edilizia esistente in muratura (Punto C8D della Circolare). Le incertezze nella scelta a priori del meccanismo (o dei meccanismi) di collasso, punto critico dell’approccio cinematico nell’ambito dell’analisi limite delle strutture, sono in questo caso molto limitate, proprio grazie all’approfondita conoscenza sulle modalità di danneggiamento delle chiese, derivante dal rilievo sistematico dei danni.
La valutazione della sicurezza sismica, finalizzata al progetto di un intervento di miglioramento, deve utilizzare una lettura attenta sia dei danni che la chiesa ha manifestato storicamente, sia dei dettagli costruttivi significativ
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TABELLA 5.1: Valutazione del punteggio di vulnerabilità per ogni meccanismo di danno.
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La snellezza è un parametro molto variabile; esistono infatti torri molto tozze (ad esempio, alcuni bastioni di difesa rinascimentali) e campanili di grande snellezza. Se le prime possono essere considerate come costruzioni massive, per i grandi spessori murari formati da murature a sacco, i secondi possono essere considerati come delle strutture monodimensionali, con un comportamento a mensola.
L’ammorsamento delle pareti di una struttura muraria a prevalente sviluppo verticale è funzionale a garantire che questa si comporti come una mensola incastrata alla base, con una rigidezza associata all’intera sezione muraria (conservazione della sezione piana) e non come un insieme di pareti distinte.
Le tecniche tradizionali per garantire un buon ammorsamento tra le pareti sono: la tessitura dei cantonali; la presenza di cerchiature e catene metalliche; la presenza di orizzontamenti ben collegati. Inoltre, deve essere valutato attentamente l’effetto dovuto alla presenza di spinte, nel caso di volte in muratura.
Molto frequente è il caso di torri o campanili posti a contatto con altre strutture di minore altezza.
Alcuni casi tipici sono: campanili inglobati o accostati alla chiesa; torri inglobate in vario modo nel tessuto urbano; torri inglobate nella cinta muraria. La presenza di vincoli orizzontali a diverse quote può mutare profondamente il comportamento della struttura, da una parte limitandone l’effettiva snellezza, dall’altra costituendo irrigidimenti localizzati e punti di possibile concentrazione degli sforzi (l’osservazione dei danni ha in genere dimostrato che queste situazioni sono causa di danni anche significativi). Va ricordato che tali vincoli sono spesso diversi secondo le due direzioni principali nel piano orizzontale. In questi casi la verifica andrà eseguita a partire dalla quota di stacco, avendo cura di considerare l’effetto di questo vincolo sulla forma del meccanismo di collasso e l’amplificazione dell’azione sismica a quella quota della struttura. Queste situazioni sono spesso caratterizzate da notevole vulnerabilità.
Nei campanili, la cella campanaria può risultare un elemento particolarmente vulnerabile, in quanto sono presenti ampie bucature che producono pilastrini spesso snelli e poco caricati, con rotture a taglio per scorrimento. Analoghe considerazioni valgono per gli elementi snelli e svettanti, spesso presenti sulla sommità delle torri; la loro vulnerabilità è in primo luogo dovuta al modesto carico verticale (associato al solo peso proprio), che garantisce un limitato effetto stabilizzante nei riguardi del ribaltamento. Ancora più critico è l’effetto di amplificazione del moto sismico che si verifica nelle parti più alte della costruzione; l’osservazione dei danni ha infatti mostrato come celle campanarie simili si siano comportate in modo molto diverso, a parità di azione sismica alla base del campanile, e ciò a causa della diversa interazione tra sisma, terreno di fondazione, struttura e sovrastruttura.
Considerata la minor complessità geometrica e costruttiva di queste costruzioni, rispetto a quelle delle tipologie analizzate nei due precedenti paragrafi, tutti questi aspetti possono essere in genere studiati con un’adeguata precisione, attraverso modelli strutturali affidabili e di dettaglio. In questo caso si ritiene che, pur con le dovute cautele, anche i modelli lineari possano fornire indicazioni utili ed attendibili, in quanto la ridistribuzione delle sollecitazioni in una struttura sostanzi
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5.4.5 Ponti in muratura, archi trionfali ed altre strutture ad arco
Gli elementi ad arco (o a volta) sono diffusi nel patrimonio monumentale sia come strutture singole (archi trionfali), sia come parti caratterizzanti di opere più complesse (ponti in muratura).
L’intuizione del comportamento sismico degli archi nei riguardi di azioni orizzontali è complessa, in quanto manca una sistematica osservazione dei danni postterremoto ed i metodi di analisi non sono diffusi nella pratica professionale: alcune considerazioni sulla risposta di un singolo arco possono quindi essere utili per comprendere anche le strutture più complesse. Nei riguardi dei carichi verticali in genere il sistema arco piedritto (o la volta a botte su pareti) va in crisi per perdita di equilibrio; se i carichi sono prevalentemente in chiave, si formano cinque cerniere, una delle quali in chiave, con apertura della lesione all’intradosso; le cinque cerniere suddividono la struttura in quattro conci, che possono essere assunti rigidi. Con un’azione sismica orizzontale, il sistema si lesiona in modo non simmetrico, con formazione di quattro cerniere, due nei piedritti e due nell’arco, con una lesione all’intradosso leggermente spostata rispetto alla chiave ed una all’estradosso alle reni. In entrambe le condizioni di carico sono rari i meccanismi di scorrimento, in quanto l’attrito tra i conci costituisce un efficace contrasto, essendo le forze sempre pressoché ortogonali ai piani di contatto tra i conci stessi.
Lo studio a collasso per il singolo arco richiede di valutare (oltre alla presenza di carichi statici) la reale geometria strutturale: infatti, al di sopra delle impost
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6 CRITERI PER IL MIGLIORAMENTO SISMICO E TECNICHE DI INTERVENTO
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L’obiettivo principale resta sempre la conservazione non solo della materia ma anche del funzionamento strutturale accertato, qualora questo non presenti carenze tali da poter comportare la perdita del bene.
In questo senso dovranno essere valutati anche gli aspetti legati agli interventi per l’esecuzione di opere impiantistiche, per ciò che attiene l’impostazione progettuale, privilegiando l’adozione di soluzioni che limitino o escludano l’inserimento di impianti negli elementi strutturali.
Il progetto degli interventi dovrà garantire la conservazione dell’architettura in t
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È essenziale, quindi, che ogni qualvolta si interagisca con elementi a valenza strutturale (sia nei confronti dei carichi verticali che di quelli orizzontali), si valuti l&
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6.3 Operazioni tecniche di intervento.
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Nel seguito sono fornite indicazioni generali per la scelta degli interventi di miglioramento sismico degli edifici in muratura, con riferimento ad alcune tecniche di utilizzo corrente. Gli interventi possibili per ciascuna patologia o forma di vulnerabilità sono generalmente più d'uno, con caratteristiche diverse in termini di efficacia, invasività, reversibilità, compatibilit&agr
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L’inserimento di tiranti, metallici o di altri materiali, disposti nelle due direzioni principali del fabbricato, a livello dei solai ed in corrispondenza delle pareti portanti, ancorati alle murature mediante capo chiave (a paletto o a piastra), può favorire il comportamento d’assieme del fabbricato, in quanto conferisce un elevato grado di connessione tra le murature ortogonali e fornisce un efficace vincolo contro il ribaltamento fuori piano dei pannelli murari, quando ciò non appaia garantito dai solai o da altre strutture.
Inoltre, l’inserimento di tiranti migliora il comportamento nel piano di pareti forate, in quanto consente la formazione del meccanismo tirante puntone nelle fasce murarie sopra porta e sotto finestra. Per il capochiave possono essere utilizzati paletti semplici (bolzoni) o piastre; ad eccezione dei casi di murature particolarmente scadenti, realizzate con elementi di piccole dimensioni, è preferibile l’uso di bolzoni, in quanto essi vanno ad interessare una porzione di muratura maggiore rispetto alle piastre. In ogni caso il dimensionamento del capochiave deve tener conto delle caratteristiche dell’elemento murario (colonna, pilastro)
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6.3.3 Interventi volti a ridurre le spinte di archi e volte ed al loro consolidamento
Gli interventi sulle strutture ad arco o a volta possono essere realizzati con il ricorso alla tradizionale tecnica delle catene, che compensino le spinte indotte sulle murature di appoggio e ne impediscano l'allontanamento reciproco. Le catene andranno poste di norma alle reni di archi e volte. Qualora non sia possibile questa disposizione, si potranno collocare le catene a livelli diversi (ad esempio estradossali) purché ne sia dimostrata l'efficacia nel contenimento della spinta e siano verificate le sollecitazioni taglianti e flessionali che si producono nella parete. Le catene devono essere poste in opera con un’adeguata presollecitazione, in modo da assorbire parte dell’azione spingente valutata tramite il calcolo (valori eccessivi del tiro potrebbero indurre danneggiamenti
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6.3.4 Interventi volti a ridurre l’eccessiva deformabilità dei solai ed al loro consolidamento
I solai devono essere efficacemente collegati alle pareti murarie, attraverso un appoggio sufficientemente ampio e, talvolta, elementi di connessione che ne impediscano lo sfilamento. Il ruolo dei solai nel comportamento sismico delle costruzioni in muratura è quello di trasferire le azioni orizzontali di loro competenza alle pareti disposte nella direzione parallela al sisma; inoltre essi possono costituire un ulteriore vincolo per le pareti sollecitate da azioni ortogonali al proprio piano, oltre all’ammorsamento con le pareti ortogonali ed ai sistemi di collegamento puntuale. Per le suddette ragioni risulta utile un limitato irrigidimento dei solai, di cui vanno valutati gli effetti, a cui si associa inevitabilmente un aumento della resistenza degli elementi. Solo in casi particolari risulta invece necessari
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6.3.5 Interventi in copertura
È in linea generale opportuno il mantenimento dei tetti in legno, in quanto capaci di limitare le masse nella parte più alta dell'edificio e di garantire un’elasticità simile a quella della compagine muraria sottostante.
In generale, vanno il più possibile sviluppati i collegamenti e le con
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6.3.6 Interventi volti ad incrementare la resistenza degli elementi murari
Questi interventi sono mirati sia al risanamento ed alla riparazione di murature deteriorate e danneggiate, sia al miglioramento delle proprietà meccaniche della muratura; la soluzione tecnica da applicare andrà valutata anche in base alla tipologia e alla qualità della muratura. Gli interventi dovranno utilizzare materiali con caratteristiche fisico chimiche e meccaniche analoghe e, comunque, il più possibile compatibili con quelle dei materiali in opera. L'intervento deve mirare a far recuperare alla parete una resistenza sostanzialmente uniforme e una continuità nella rigidezza, anche realizzando gli opportuni ammorsamenti, qualora mancanti. L'inserimento di materiali diversi dalla muratura, ed in particolare di elementi in conglomerato cementizio, va operato con cautela e solo ove il rapporto tra efficacia ottenuta e impatto provocato sia minore di altri interventi, come nel caso di architravi danneggiati e particolarmente sollecitati.
A seconda dei casi si procederà:
— a riparazioni localizzate di parti lesionate o degradate;
— a ricostituire la compagine muraria in corrispondenza di manomissioni quali cavità, vani di varia natura (scarichi e canne fumarie, ecc.);
— a migliorare le caratteristiche di murature particolarmente scadenti per tipo di apparecchiatura e/o di composto legante.
L’intervento di scuci e cuci è finalizzato al ripristino della continuità muraria lungo le linee di fessurazione ed al risanamento di porzioni di muratura gravemente deteriorate. Si consiglia
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6.3.7 Pilastri e colonne
Essendo pilastri e colonne essenzialmente destinati a sopportare carichi verticali con modeste eccentricità, gli interventi vanno configurati in modo da:
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6.3.8 Interventi su elementi non strutturali
Per la valutazione della vulnerabilità sismica degli elementi non strutturali (cornicioni, parapetti, camini) sarebbe necessario tenere conto della possibile ampli
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6.3.9 Interventi in fondazione
L’inadeguatezza delle fondazioni è raramente la sola o la principale causa dei danni osservati dopo un terremoto. È possibile omettere gli interventi sulle strutture di fondazione, nonché le relative verifiche, qualora si riscontrino le seguenti condizioni:
— non siano presenti significativi dissesti attribuibili a cedimenti in fondazione e sia stato accertato che dissesti di questa natura non si siano verificati neppure in passato;
— gli interventi progettati sulla struttura in elevazione non comportino sostanziali alterazioni dello schema statico del fabbricato;
— gli stessi interventi non comportino rilevanti modifiche delle sollecitazioni trasmesse alle fondazioni;
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Il progetto di lavori riguardanti i beni del patrimonio culturale è articolato in tre livelli (progetto preliminare, definitivo, esecutivo), secondo le disposizioni della normativa vigente in materia di progettazione di lavori pubblici.
Fermo restando che è necessario operare nell'ambito del quadro normativo vigente, al fine di documentare il processo di valutazione della sicurezza sismica oggetto della presente Direttiva, si forniscono alcune specifiche di progetto:
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Nei capitoli precedenti sono state fornite le indicazioni per la valutazione della sicurezza sismica del patrimonio culturale, da eseguirsi in conformità a quanto previsto dal Codice, dalle NTC e dalla relativa Circolare. Questo capitolo costituisce semplicemente un quadro di sintesi, che non aggiunge nulla rispetto a quanto già indicato e non può peraltro essere considerato esaustivo.
Per la sicurezza sismica del patrimonio culturale sono stati definiti tre diversi stati limite (punto 2.3):
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TABELLA 7.1: Quadro riassuntivo per la valutazione della capacità sismica.
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ALLEGATO A PROGRAMMA PER IL MONITORAGGIO DELLO STATO DI CONSERVAZIONE DEI BENI ARCHITETTONICI TUTELATI
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Il presente allegato costituisce parte integrante del testo delle Linee Guida e rappresenta la struttura dei dati conoscitivi minimi necessari per la definizio
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L’approccio conoscitivo ad una fabbrica storica rappresenta un percorso metodologico «inverso» rispetto agli edifici di nuova costruzione: dall’analisi della realtà materica della costruzione, attraverso successivi livelli di approfondimento, al riconoscimento del funzionamento strutturale
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Nella sezione seguente è riportata la struttura schematica dei moduli schedografici. Per ognuna delle macrotipologie individuate nella Direttiva sono stati definiti dei moduli schedogr
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B1 Caratteristiche dimensionali
Per eidotipo si intende uno schizzo fatto a mano libera o a “filo di ferro” in cui sono rappresentate piante, prospetti e sezioni del manufatto, nonché tutti gli elementi del sito e del contesto edilizio che debbono essere messi in evidenza ai fini della valutazione. L’eidotipo, in mancanza del rilievo geometrico, costituirà un modello geometrico semplificato di riferimento sul quale saranno riportate i principali dati dimensionali e le successive informazioni.
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C1 Codifica degli elementi strutturali
Individuare gli elementi strutturali identificandoli a livello planimetrico con codici alfanumerici progressivi, secondo le seguenti categorie:
C2 Ispezionabilità
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— fuori piombo
— spanciamento
— traslazione verticale
— traslazione orizzontale
— fessurazioni superficiali ( specificare profondità/spessore murario)
— fessurazioni passanti
— lesioni isolate o diffuse
— crollo
D1b. strutture resistenti per forma
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ALLEGATO B L’ANALISI STRUTTURALE DELLE COSTRUZIONI STORICHE IN MURATURA
Al fine della corretta modellazione meccanica di una costruzione storica in muratura, è opport
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La muratura è un materiale composito costituito dall’assemblaggio di elementi, che possono essere naturali (pietre erratiche, a spacco, sbozzate o squadrate) o artificiali (laterizi). Le variabili caratteristiche sono:
il materiale costituente gli elementi (pietra, laterizio, terra cruda, ecc., usati anche in modo misto); le dimensioni e la forma degli elementi; la tecnica di assemblaggio (a secco o con giunti di malta); la tessitura, ovvero la disposizione geometrica degli elementi nel paramento murario; ulteriori dettagli (listatura, uso di scaglie, ecc.). La risposta meccanica di questo materiale composito dipende da tutte queste variabili.
Gli elementi hanno in genere un comportamento elastofragile, con una resi
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Quindi, per la definizione di modelli strut
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L’analisi elastica ad elementi finiti può fornire indicazioni utili per una preliminare interpretazione del comportamento. In essa, è indispensabile modellare accuratamente il grado di connessione tra gli elementi (ad esempio, il vincolo interno tra gli elementi di una struttura lignea o tra questi e la struttura muraria di appoggio può essere di difficile identificazione e, in taluni casi, anche unilatero). Inoltre, è opportuno considerare le diverse fasi costruttive della struttura (ad esempio, si pensi allo stato tensionale nella muratura in corrispondenza di una apertura tamponata o in un contrafforte realizzato in fase successiva, come presidio a seguito del manifestarsi di un dissesto).
L’analisi elastica presenta in genere zone nelle quali le tensioni principali di trazione sono superiori all’effettiva resistenza a trazione della muratura. Se queste zone sono di limitata ampiezza, la struttura reale probabilmente ivi presenterà una lieve fessurazione (lesioni fisiologiche) e la soluzione fornita dall’analisi elastica ad elementi finiti può esse
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La metodologia considera 28 meccanismi di danno, elencati nel seguito, associati ai diversi macroelementi che possono essere presenti in una chiesa. Attraverso un opportuno modello, descritto al punto 5.4.3, è possibile valutare un indice di vulnerabilità (5.14) e quindi l’indice di sicurezza sismica della chiesa.
In primo luogo è necessario verificare se alcuni macroelementi non sono presenti, ovvero quali meccanismi non si potrebbero verificare nella chiesa a seguito di un sisma, ed a questi assegnare ρk=0; agli altri dovrebbe essere attribuito il valore ρk=1, ad eccezione dei meccanismi 4 e 15 (ρk=0.5) e di alcuni meccanismi (10, 11, 12, 18, 20, 22, 23, 24, 25, 26), nei quali si dovrà scegliere un valore 0.5<ρk<1, in relazione all’importanza dell’elemento nel contesto della costruzione.
Per ogni meccanismo vengono suggeriti i possibili elementi di presidio antisismico e gli indicatori di vulnerabilità; a queste liste possono essere aggiunti altri elementi che dovessero emergere, a seguito di una specifica conoscenza della costruzione, come significativi per la valutazione del comportamento sismico della chiesa. A ciascun presidio o indicatore di vulnerabilità rilevato deve essere attribuito, rispettivamente, un grado di efficacia o di gravità, con un punteggio da 1 a 3. Attraverso la tabella 5.1 è possibile ricavare i valori di vki e vkp da utilizzare in (5.14) per il calcolo dell’indice di vulnerabilità.
1 – RIBALTAMENTO DELLA FACCIATA
Presenza di catene longitudinali
Presenza di efficaci elementi di contrasto (contrafforti, corpi addossati, altri edifici)
Ammorsamento di buona qualità tra la facciata ed i muri della navata
Indicatori di vulnerabilità
Presenza di elementi spingenti (puntoni di copertura, volte, archi)
Presenza di grandi aperture nelle pareti laterali in vicinanza del cantonale
2 MECCANISMI NELLA SOMMITÀ DELLA FACCIATA
Ribaltamento del timpano, con lesione orizzontale o a V – Disgregazione della muratura o scorrimento del cordolo Rotazione delle capriate
Presenza di collegamenti puntuali con gli elementi della copertura
Presenza di controventi di falda
Presenza di cordoli leggeri (metallici reticolari, muratura armata, altro)
Presenza di grandi aperture (rosone)
Presenza di una sommità a vela di grande dimensione e peso
Cordoli rigidi, trave di colmo in c.a., copertura pesante in c.a.
3 MECCANISMI NEL PIANO DELLA FACCIATA
Lesioni inclinate (taglio) Lesioni
verticali o arcuate (rotazione) Altre
fessurazioni o spanciamenti
Presenza di una catena in controfacciata
Contrasto laterale fornito da corpi addossati; chiesa inserita in aggregato
Presenza di aperture di grandi dimensioni o in numero elevato (anche se tamponate)
Elevata snellezza (rapporto altezza/larghezza)
4 PROTIRO - NARTECE
Lesioni negli archi o nella trabeazione per rotazione delle colonne Distacco dalla facciata Martellamento
Presenza di catene
Presenza di colonne/pilastri di adeguata dimensione
Presenza di elementi spingenti (archi, volte)
5 RISPOSTA TRASVERSALE DELL’AULA
Presenza di paraste o contrafforti esterni
Presenza di corpi annessi adiacenti
Presenza di catene trasversali
Presenza di pareti con elevata snellezza
Presenza di volte e archi
6 MECCANISMI
DI TAGLIO NELLE PARETI LATERALI (RISPOSTA LONGITUDINALE)
Lesioni inclinate (singole o incrociate) – Lesi
Circ. Min. Beni e Att. Culturali 30/04/2015, n. 15
La Circolare, in considerazione della necessità di monitorare - in riferimento agli interventi edilizi su edifici del patrimonio storico e culturale che possano influire, direttamente o indirettamente, sul comportamento strutturale - l'applicazione dei principi e criteri progettuali previsti dalla pertinente normativa tecnica (NTC e Dir. P.C.M. 09/02/2011) prevede l'obbligo, a partire dal 01/09/2015, di allegare alla documentazione da presentare per la richiesta di pareri ed autorizzazioni, la scheda di cui all'Allegato 1 alla Circolare medesima.
Gli interventi in relazione ai quali la scheda dovrà essere presentata sono:
interventi che riguardino singoli elementi strutturali (cd. "interventi di riparazione o locali");
interventi di manutenzione straordinaria che prevedano lavorazioni significative nei confronti dell'interazione con la struttura.
Le Soprintendenze cureranno l'archiviazione delle schede nella piattaforma "Community Mibac", seguendo le indicazioni e le specifiche riportate dalla stessa Circolare (Allegato 2).