Sviluppo di procedure per valutazioni sistematiche di vulnerabilità sismica di edifici esistenti in muratura

Un elemento fondamentale nello sviluppo di strategie di prevenzione e di riduzione del ri-schio sismico è la valutazione del comportamento strutturale sotto azioni sismiche di inten-sità distruttiva: per gli edifici esistenti il problema si pone essenzialmente nella valutazione della loro attuale predisposizione al danneggiamento, ossia della loro vulnerabilità. Le procedure utilizzabili per condurre tali operazioni possono avere vari livelli di dettaglio in funzione della qualità e quantità di informazioni che si acquisiscono per ogni singolo e-dificio. In un'ottica di mitigazione del rischio sismico, queste analisi vanno condotte su in-teri ambiti territoriali o urbani e quindi su una pluralità di edifici: ciò porta conseguente-mente a ricercare procedure di valutazione della vulnerabilità che, partendo da un'acquisi-zione il più possibile speditiva di informazioni, permetta di formulare una stima sufficien-temente attendibile della danneggiabilità sismica, senza ricorrere a modelli eccessivamente raffinati. Inoltre, il patrimonio edilizio e, in particolare, il tessuto urbano storico in Italia, così come in molti altri Paesi a rilevante rischio sismico, sono prevalentemente costituiti da edifici in muratura portante, generalmente costruiti in epoche passate in assenza di normative antisi-smiche. La fabbriche tradizionali si possono considerare come assemblaggi di elementi de-terminati staticamente, vincolati in modo monolatero ed essenzialmente basati sugli accor-gimenti dettati dalla cosiddetta “regola dell’arte”: tali accorgimenti si trovano effettiva-mente solo in edifici di una certa importanza, mentre nell’edilizia ordinaria sono piuttosto rari, con conseguente incremento della debolezza statica e sismica. Tali condizioni portano a preferire, ai fini dell’analisi strutturale per la valutazione della vulnerabilità sismica, veri-fiche di dettaglio di meccanismi elementari di collasso su singoli elementi, ricercando l’eventuale punto debole della costruzione, piuttosto che studi dell’intero edificio che con-siderino il comportamento ideale di scatola pluriconnessa elastica o elastoplastica. Infine, un’analisi del territorio che muove la propria scala di indagine dalla singola unità strutturale all’intero centro storico e oltre, non può prescindere dal fatto che il costruito in muratura si trova spesso organizzato in aggregati di edifici interagenti in modo complesso: questo rende ancora più difficoltosi l’approccio, lo sviluppo delle analisi e l’interpretazione dei risultati. Negli scorsi anni, sono state svolte numerose ricerche (le più recenti nell’ambito dei progetti ReLUIS - Rete dei Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica) che hanno permesso di proporre una metodologia innovativa in rapporto alla complessità dell’edificato storico e versatile sia per analisi predittive e di verifica post-sisma, sia per il progetto di piani di mitigazione. La metodologia, già applicata in diversi centri storici, nei quali sono stati in-dividuati campioni significativi di edifici (unità strutturali) appartenenti a diverse tipologie costruttive, prevede una imprescindibile fase di conoscenza preliminare di impostazione fortemente interdisciplinare, basata sulla raccolta di dati in sito mediante l’utilizzo di appo-site schede e sulla realizzazione di campagne minime di indagini sperimentali. A partire dalle informazioni disponibili sono effettuate analisi storico - tipologiche, strutturali, dei meccanismi di danno e degli interventi pregressi e sono successivamente svolte valutazioni della vulnerabilità sismica dei sistemi edilizi aggregati, mediante l’applicazione di procedure automatiche di calcolo, basate sulla stima della resistenza nel piano e sullo studio di meccanismi locali di collasso fuori piano di macroelementi strutturali: tali procedure di calcolo limite dipendono da pochi parametri geometrici e meccanici, e quindi non richie-dono un rilievo estremamente accurato e pesanti oneri computazionali. In questa sede sono illustrate le versioni più recenti di queste procedure, aggiornate agli ul-timi sviluppi normativi: esse, mediante l’applicazione a tre centri storici dell’Italia centrale scelti come casi di studio (Campi Alto di Norcia, Castelluccio di Norcia e Sulmona), hanno dimostrato la loro completezza e affidabilità, attraverso il confronto dei risultati sia con l’effettivo comportamento della classe del costruito esistente in muratura in occasione di recenti eventi sismici, sia con le previsioni statistiche fornite dalle scale macrosismiche, sia con modellazioni meccanico-capacitive di dettaglio del comportamento nel piano e fuori del piano. Queste ultime hanno consentito, oltre che una calibrazione delle procedure, la messa a punto di metodi di calcolo e verifica strutturale: in questo senso è risultato partico-larmente innovativo e per questo particolarizzato sul solo caso studio di Sulmona l’approccio capacitivo sviluppato per lo studio del comportamento nel piano. La metodologia di studio, sistematizzando le valutazioni di vulnerabilità per edifici in mu-ratura aggregati all’interno di centri storici, si presta a interessanti applicazioni in ambito normativo, specialmente per quel che riguarda la gestione e la tutela del patrimonio archi-tettonico; i risultati ottenuti avranno inoltre particolari riscontri nelle attività di ricerca e in quelle più applicative che si stanno sviluppando in Abruzzo a seguito degli eventi relativi al sisma del 6 Aprile scorso.