Luglio - Settembre 2022
stefano.pampanin@uniroma1.it
The urgency of a coordinated and comprehensive National Plan for the reduction of seismic risk and the integrated seismic-energy rehabilitation of the Italian building stock, able to combine architectural, functional, energy aspects and needs, while targeting an improvement of structural and seismic safety, is increasingly evident.
"Safety first" is unanimously recognized as a fundamental objective in an ideal list of priorities.
However, rarely - in "peacetime", therefore before a seismic event - the improvement of the structural / seismic safety of a building becomes the main reason for a building rehabilitation and renovation.
With no doubt the assessment of the seismic vulnerability of existing buildings and the definition of appropriate retrofit solutions, therefore structurally effective, easy to implement, minimally invasive, economically affordable, possibly reversible and respectful of the preservation of the architectural-cultural heritage of the building, hide a significantly higher level of complexity than when designing a new seismic-resisting structure/building.
As if the technical complexity were not enough, the lack of economic resources to be able to support such a massive intervention on a national scale is often pointed out as a primary obstacle for the implementation of a long-term widespread rehabilitation project of the building stock at large scale.
Secondly, there is a lack of a co-ordinated action Plan with the definition of objectives, methodology, resources, timeframe according to a prioritization based on risk considerations and cost-benefit analysis – following non-traditional but multi-criteria approaches, able to capture, weighing and highlighting tangible and non-tangible technical-social-economic-environmental aspects.
Yet comparative studies and evaluations on the effectiveness of an active seismic prevention strategy when compared to a typically passive-reaction approach, clearly show significant socio-economic-environmental benefits in the medium-long term at the national level.
L’urgenza di un piano coordinato ed esteso a scala nazionale per la riduzione del rischio sismico e la riqualificazione integrata sismico-energetica del patrimonio edilizio sul territorio italiano, in grado di combinare aspetti ed esigenze architettoniche, funzionali, energetiche, nella salvaguardia e miglioramento della sicurezza strutturale e sismica, è sempre più evidente.
"La sicurezza prima di tutto" è unanimemente riconosciuto come obiettivo fondamentale in una lista ideale di priorità.
Tuttavia, raramente - in "tempo di pace", quindi prima di un evento sismico - il miglioramento della sicurezza strutturale/sismica di un edificio diviene il movente principale di un intervento di ristrutturazione edilizia.
E’ indubbio che la valutazione della vulnerabilità sismica di edifici esistenti e la definizione di soluzioni di rinforzo appropriate, dunque strutturalmente efficaci, di facile applicazione, poco invasive, economicamente convenienti, possibilmente reversibili e rispettose della preservazione del patrimonio architettonico-culturale della struttura, nascondano un livello di complessità significativamente superiore rispetto alla progettazione di nuove strutture.
Come se la complessità tecnica non bastasse, la ristrettezza di risorse economiche per poter supportare tale intervento a scala nazionale è spesso additata come primario ostacolo per l’implementazione di un progetto di rinnovo costante e di ampio respiro per una riqualificazione su larga scala del patrimonio edilizio.
In seconda battuta, manca un piano di azione concertato con individuazione di obiettivi, metodologia, risorse, tempistica secondo un cronoprogramma con priorità/graduatoria basate su considerazioni di rischio ed analisi costi-benefici – secondo approcci non tradizionali ma multi-criterio, in grado di cogliere, soppesare e valorizzare aspetti tecnici-sociali-economici-ambientali tangibili e non-tangibili.
Eppure studi e valutazioni comparative sull’efficacia di una strategia attiva di prevenzione sismica rispetto ad un approccio passivo di reazione/cura post-evento ne mostrano chiaramente i vantaggi socio-economici-ambientali nel medio-lungo termine a livello nazionale.
In parallelo, con riferimento alla progettazione di nuove costruzioni sismo-resistenti, puntare (solo) alla Salvaguardia della Vita Umana, non è chiaramente più sufficiente per la comunità moderna, che si aspetterebbe di ricevere un edificio "anti-sismico” quindi “a prova di terremoto". È imperativo e sempre più urgente un cambio di paradigma nei criteri e obiettivi di progettazione prestazionali verso un approccio e tecnologie in grado di limitare il danno.
In questo contributo si presentano alcune riflessioni di stimolo alla definizione di un piano di azione coordinato a livello nazionale, lungimirante e duraturo, in grado di alzare l’asticella e puntare ad una significativa riduzione degli impatti socio-economici associati ai terremoti, sia per le costruzioni esistenti che per le nuove costruzioni promuovendo l’utilizzo di nuove tecnologie a basso danneggiamento.
antonio.borri@me.com
federica.perni1993@gmail.com
The paper concerns the theme of the conservation of a particular type of cultural heritage, the churches, combined with that of the safety of those who can be found inside these buildings at the time of an earthquake.
After recalling some of the events that in the past caused victims and damage in churches, we propose some reflections on the need to consider and address the serious structural vulnerabilities that afflict many churches, often due to their own typological and construction characteristics. The main causes of vulnerability are then examined, recalling the types of intervention that can be useful, interventions that, moreover, were frequent and common in the past.
Finally, some logistical measures are mentioned which, in addition to structural interventions, can further improve the safety level of those who use these buildings.
L’articolo riguarda il tema della conservazione di una particolare tipologia di beni culturali, le chiese, coniugato con quello della sicurezza delle persone che si possono trovare all’interno di questi edifici nel momento di un sisma.
Dopo aver ricordato alcuni degli eventi che nel passato hanno provocato vittime e danni irreparabili negli edifici di culto, vengono proposte alcune riflessioni sulla necessità di considerare ed affrontare le gravi carenze strutturali che spesso, a causa delle loro stesse caratteristiche tipologiche e costruttive, affliggono molte chiese. Sono poi esaminate alcune delle principali cause di vulnerabilità, ricordando alcuni degli interventi che possono eliminarle o ridurle, interventi che, peraltro, nel passato erano usuali e frequenti.
Infine, vengono ricordati alcuni provvedimenti di tipo logistico che, se attuati in aggiunta agli interventi strutturali minimi necessari, possono migliorare ulteriormente il livello di sicurezza di quanti utilizzano questi edifici.
biancapaola.maffezzoli@polimi.it
dario.redaelli@hefr.ch
elena.redaelli@polimi.it
This note presents the results of a research aimed at assessing and comparing the properties of two commercial Ultra-High-Performance Fiber Reinforced Concretes (UHPRFC) made with the same amount of steel fibers (2.5% vol.). Besides the basic properties at hardened state, such as compressive strength and elastic modulus, durability-related parameters are measured, such as electrical resistivity, resistance to carbonation and chloride penetration, water absorption rate and water absorption. Microstructure is also studied by means of optical and electron microscopy. The results show that, although fibers may locally increase the presence of interfacial voids in the cement paste and decrease the electrical resistivity of UHPFRC, both products exhibited an overall excellent behavior if compared to ordinary concrete.
Questa nota presenta i risultati di una ricerca volta a valutare e confrontare le proprietà di due calcestruzzi fibrorinforzati ad altissime prestazioni (UHPRFC) commerciali realizzati con la stessa quantità di fibre di acciaio (2.5% vol.). Oltre ad una caratterizzazione di base delle proprietà meccaniche, come la resistenza alla compressione e il modulo elastico, sono stati misurati alcuni parametri correlati alla durabilità, quali la resistività elettrica, la resistenza alla carbonatazione e alla penetrazione dei cloruri, la velocità di assorbimento e l'assorbimento d'acqua. Inoltre, è stata osservata la microstruttura mediante microscopia ottica ed elettronica. I risultati hanno mostrato che, sebbene le fibre possano localmente aumentare la porosità della pasta cementizia all’interfaccia e ridurre la resistività elettrica, entrambi i calcestruzzi hanno mostrato un comportamento complessivamente eccellente, in particolare se confrontati con i calcestruzzi ordinari.
a.rumi@bartec.eu
The article provides information about the mechanical splicing system of reinforcing bars from a technological and constructive point of view, also examining the regulatory aspects and the important repercussions of this system in terms of environmental sustainability.
Reinforcing bars are generally overlapped over a distance defined by the construction codes that can be considered an average of 50 times the diameter of the rebar.
Not being the two rebars physically connected together, loads are transferred only through the surrounding concrete: if for some reasons concrete will fail (corrosion, damage from earthquake on poorly designed structures, etc…), most probably also the overlap will fail, and the whole structure is compromised.
Mechanical splices are seamlessly connecting the two reinforcing bars together, with or without surrounding concrete. This means several things: structural integrity, safety, design flexibility, etc…, with very limited risks of structural failure even when surrounding concrete is missing.
The original idea of the STARS research was to compare mechanical splices to the traditional overlap under a new different light, based on the fact that a small coupler bringing all the above technical benefits can weight only the 5% of the equivalent 50 diameters long overlapped rebar.
When used extensively instead of overlap, all together, mechanical splices can bring a reduction of reinforced bars of average 20% while increasing the quality and sustainability of the entire structure. All this at a sustainable cost (less than 1% at the present market conditions).
These findings make us understand that mechanical joints can be a formidable vehicle for green and sustainable construction: a reduction in steel has the immediate effect of reducing the carbon footprint, not to mention all the side effects of having fewer trucks on the road, less emissions, less energy for loading / unloading unnecessary reinforcing bars, etc...
L’articolo affronta il tema del sistema di giunzione meccanica delle barre di armatura dal punto di vista tecnologico e costruttivo, esaminando anche gli aspetti normativi e le importanti ricadute di questo sistema in termini di sostenibilità ambientale.
Le barre d’armatura sono generalmente sovrapposte su una distanza definita dalle norme di costruzione adottate che possono essere considerate in media 50 volte il diametro del tondino.
Non essendo le due armature fisicamente collegate tra loro, i carichi vengono trasferiti solo attraverso il calcestruzzo circostante: se per alcuni motivi il calcestruzzo dovesse mancare (corrosione, danni da terremoto, ecc...), molto probabilmente anche la sovrapposizione verrà meno, e l'intera struttura sarà compromessa.
Le giunzioni meccaniche collegano le due barre d’armatura, con o senza calcestruzzo circostante. Ciò significa integrità strutturale, sicurezza, flessibilità progettuale, ecc..., con rischi di cedimento molto limitati anche nel caso in cui il calcestruzzo circostante dovesse mancare.
L'idea originale della ricerca STARS è quella di confrontare le giunzioni meccaniche con la tradizionale sovrapposizione sotto una nuova luce, sulla base del fatto che un piccolo manicotto, con tutti i suoi numerosi vantaggi tecnici, può pesare solo il 5% degli equivalenti 50 diametri della barra di lunghezza equivalente in sovrapposizione.
Quando utilizzate come rimpiazzo della sovrapposizione in maniera estensiva, le giunzioni meccaniche possono portare una riduzione delle barre in media del 20% aumentando al contempo la qualità e la durata dell'intera struttura. Tutto questo ad un costo sostenibile (meno dell'1% alle attuali condizioni di mercato).
Questi risultati ci fanno capire che le giunzioni meccaniche possono essere un veicolo formidabile per l'edilizia verde e sostenibile: una riduzione dell'acciaio ha come effetto immediato la riduzione dell'impronta di carbonio, per non parlare di tutti gli effetti collaterali di avere meno camion sulla strada, meno emissioni, meno energia per il carico / scarico di barre d’armatura non necessarie, ecc...
scifra@iuav.it
angelo.ditommaso@unibo.it
The paper proposes a review of the principles and technologies for structural first aid to historic buildings and monuments after the last major earthquakes in Italy (1997-2016). The advantages and disadvantages of the structural types for first aid – spur, contrast spur, belting and tie cage, as well as shelters for damaged monuments – are evaluated throughout their evolution in shapes and related technologies, focusing on the short time of construction, non-hindrance, non-invasiveness and robustness as the target characteristics. In Italian historic constructions, first aid design mainly aims at preventing incipient overturning mechanisms from becoming fully effective. The spur has evolved from the single wooden strut to 2D trusses and 3D lattice structures. The contrast spur has been abandoned as a proper first aid solution. The belting and tie cage types show nowadays the highest potential, related to the use of polyester straps or steel ropes, to ensure full non-hindrance, reduced mass, and distributed thrust (obtainable, for beltings, with funicular configuration). FRP pultruded profiles are of great interest especially for shelters and external exoskeletons. The requirements for the future cover timeliness of interventions, development of standard / customisable first aid plans, special attention to monuments with old RC retrofits, and the policy of allowance of non-traditional materials. Very few international scientific papers are available about first aid, and the social implications of the subject especially include the communities’ preparedness to seismic emergency.
L’articolo propone una disamina dei principi e delle tecnologie di primo soccorso strutturale su edifici storici e monumenti, a seguito dei più recenti grandi terremoti in Italia (1997-2016). I vantaggi e gli svantaggi delle tipologie strutturali di primo soccorso – puntello, contrasto, fasciatura e gabbia, insieme alla copertura temporanea per monumenti danneggiati – vengono valutati attraverso l’evoluzione delle loro forme e tecnologie correlate, in rapporto agli obiettivi di rapidità di costruzione, limitazione dell’ingombro, non invasività e robustezza. Nelle costruzioni storiche italiane, il primo soccorso è diretto soprattutto al blocco dei meccanismi incipienti di ribaltamento. Il puntello si è evoluto dal singolo puntone in legno a strutture reticolari bidimensionali o tridimensionali; il contrasto è stato progressivamente abbandonato come vera e propria soluzione di primo soccorso. Le tipologie di rinforzo a fasciatura e a gabbia dimostrano ad oggi il potenziale più alto, in relazione all’uso di fasce di poliestere o cavi d’acciaio, al fine di assicurare un limitato ingombro fino alla pressoché totale assenza, una massa contenuta e una spinta distribuita (ottenibile ad esempio con configurazioni funicolari). I profili pultrusi in FRP sono di grande interesse specialmente per coperture temporanee ed esoscheletri. I requisiti per future applicazioni contemplano la tempestività dell’intervento, lo sviluppo di piani di primo soccorso standard / ad hoc, con attenzione particolare ai monumenti già oggetto di restauri, e infine i criteri di accettazione per materiali non tradizionali. La letteratura internazionale sul primo soccorso strutturale è scarsa, purtuttavia le ricadute sociali dell’argomento includono, in particolare, la resilienza delle comunità nei confronti dell’emergenza sismica.