Entro l’anno si chiuderà il progetto di ricerca INSYSME, avviato il 1° ottobre del 2013 e co-finanziato dalla Commissione Europea nell'ambito del 7 ° PQ, che vede come beneficiarie le associazioni di PMI allo scopo di creare nuove opportunità per il settore europeo dell'industria dei laterizi e della filiera delle costruzioni in generale. I sistemi innovativi concepiti e sviluppati in Italia stanno conseguendo risultati eccellenti e sono, ad oggi, nella fase finale della validazione sperimentale e della pratica dimostrativa.

Nell'ambito della ricerca europea “INnovative SYStems for earthquake resistant Masonry Enclosures in rc buildings”, volta all’evoluzione delle tamponature antisismiche, i ricercatori italiani in collaborazione con ANDIL hanno sviluppato due sistemi innovativi (WP3 - Product and construction technology development). Le Università di Padova e Pavia, partner scientifici del progetto, hanno analizzato e verificato le prestazioni dei nuovi sistemi attraverso studi numerici paralleli (WP4 - Modelling of seismic response) ad intense campagne sperimentali (WP5 - Multi-scale experimental testing), validandone la costruzione anche attraverso prototipi applicativi (WP6 - Demonstration of constructability). I sistemi sono stati progettati per garantire tutti i requisiti tecnici caratterizzanti le pareti da tamponamento. Entrambe le soluzioni costruttive possono essere utilizzate sia per edifici in calcestruzzo armato nuovi sia per la riqualificazione sismica di quelli esistenti quando le tamponature devono essere sostituite. L'obiettivo principale del progetto è quello di individuare e sviluppare sistemi di muratura da tamponamento ottimizzandone il comportamento sismico, nel rispetto dei materiali e delle pratiche costruttive locali, e fornire regole di progettazione affidabili in modo che i sistemi proposti possano essere utilizzati efficacemente. La redazione di apposite linee guida per la progettazione, i dettagli e la costruzione delle pareti di tamponature, partizioni e faccia a vista in laterizio, e l’implementazione di un software a supporto del dimensionamento/verifica delle stesse costituiscono gli strumenti aggiuntivi per promuovere i risultati della ricerca (WP7 - Guidelines for optimised design). Il successivo trasferimento dei metodi e delle procedure di progettazione, così elaborati, nelle normative tecniche, nazionali ed internazionali, consentirà di traguardare la finalità più strategica di INSYSME, in quanto tale azione aggiungerà valore e concretizzerà il successo dell’intero progetto. In accordo con i suddetti propositi, ANDIL, come partner industriale italiano, ha presentato due specifiche domande di brevetti (WP2 - Dissemination, training and exploitation) che metterà a disposizione delle proprie aziende associate.
L’Università di Padova (con il team di inventori: C. Modena, F. Da Porto, G. Guidi e N. Verlato) e ANDIL hanno proposto un sistema denominato DRES “Damage Reduction Enclosure System” che consiste in una tamponatura monostrato di muratura in laterizio per fabbricati residenziali o commerciali con struttura principale in calcestruzzo armato, che può essere impiegata nelle zone soggette a terremoti di medio-alta intensità sismica. Il sistema è composto da blocchi in laterizio a fori verticali e introduce in alcuni dei letti di malta speciali giunti orizzontali in gomma. Gli elementi resistenti presentano caratteristiche tali da garantire robustezza rispetto ai carichi di progetto nel piano e fuori piano. La presenza dei giunti in gomma nel nuovo sistema costruttivo consente alle pareti in muratura di assorbire i movimenti imposti dal telaio, quando questo è sottoposto ad una significativa azione sismica, minimizzando così i danni alla parete. Inoltre, il sistema prevede due giunti verticali di gomma fra la tamponatura in muratura e le colonne in calcestruzzo armato, caratterizzati da una rigidezza bassa a compressione per ridurre le richieste di spostamento della parete ed evitare sollecitazioni eccessive che potrebbero danneggiare i pilastri e la parete di tamponatura stessa. Per approfondire la conoscenza del comportamento combinato nel piano e fuori piano del nuovo sistema, sono state eseguite prove sperimentali su telai reali ad un piano tamponati con la muratura a giunti deformabili. I risultati delle prime prove cicliche nel piano hanno mostrato che al raggiungimento del 2.4% di drift iter-piano (corrispondente a uno spostamento inter-piano pari a 6,9 cm) sono state riscontrate fessurazioni di medio-lieve entità localizzate prevalentemente lungo l'interfaccia tamponatura/telaio e secondariamente all'interno delle fasce murarie, mentre sono risultate del tutto assenti sia fenomeni di crushing ai blocchi in laterizio che lesioni del telaio in calcestruzzo armato. Come attività di dimostrazione pratica, diversi prototipi del sistema ideato dal team di Padova sono stati per realizzati durante il campionato nazionale di Ediltrophy, manifestazione organizzata annualmente da Formedil (Ente nazionale per la formazione e l’addestramento professionale nell’edilizia) nel contesto della fiera SAIE “Salone Internazionale dell'Edilizia”. La gara finale si è svolta il 17 ottobre 2015 a Bologna presso appositi spazi messi a disposizione dal salone fieristico; qui 9 squadre di operai esperti e allievi senior, provenienti da tutta Italia, si sono sfidati sulla costruzione del manufatto innovativo che soddisfa i requisiti antisismici del progetto INSYSME.
L’Università di Pavia (con il team di inventori: G. Magenes, P. Morandi e R. Milanesi) ha sviluppato l'innovativo sistema di tamponatura in muratura a “giunti scorrevoli” insieme a ANDIL.* La soluzione antisismica mira a ridurre l'interazione nel piano tra la tamponatura in muratura e il telaio in calcestruzzo armato. Il sistema vede la parete in laterizio suddivisa in quattro fasce murarie orizzontali che sono in grado di muoversi l’una rispetto all'altra attraverso lo scivolamento guidato di due profili nervati in materiale plastico, disposti nel letto di malta, che vanno a costituire il giunto di scorrimento. Tra la muratura e gli elementi strutturali in calcestruzzo armato sono previsti giunti verticali deformabili d’interfaccia realizzati con una malta cementizia speciale, capace di assicurare l'aderenza tra la tamponatura in muratura e il telaio strutturale. La muratura è costituita da elementi resistenti in laterizio, robusti nel piano, e malta ordinaria. La stabilità fuori piano è garantita da chiavi di taglio opportunamente progettate fissate ai pilastri; i blocchi in laterizio di estremità, adiacenti ai pilastri, presentano una sezione sagomata a “C” con l’incavo idoneo ad accogliere le chiavi di taglio. In caso di terremoto, l'energia dissipata attraverso i giunti scorrevoli della tamponatura va ad incrementare lo smorzamento dell’intera struttura. Così, attraverso l’uso combinato dei giunti scorrevoli inseriti nella muratura in laterizio e dei giunti deformabili all'interfaccia parete/telaio, è possibile limitare i danni nel piano della tamponatura anche per livelli significativi degli spostamenti interpiano e ridurre gli effetti locali sulla struttura in calcestruzzo armato. Prove cicliche nel piano sono state eseguite su singoli telai a un piano tamponati (con e senza aperture) con la soluzione innovativa, seguite poi da test dinamici su tavola vibrante per l'applicazione dell'azione fuori piano sui campioni. La prova nel piano ciclica pseudo-statica del telaio tamponato, senza aperture, è stata spinta fino ad un drift interpiano del 3,0% (spostamento laterale pari a 9,4 cm); in tale condizione si è osservata la formazione delle cerniere plastiche alla base dei pilastri e all’incrocio con le travi, mentre, per la parete di tamponamento, le uniche fessure formate sono state quelle localizzate nello strato di intonaco nelle zone prossime ai giunti scorrevoli, senza danni alle parti in muratura. In più, a novembre 2015, un intero edificio a due piani in scala reale con struttura a telaio tamponata con il sistema proposto è stato sottoposto a test dinamici sulla tavola vibrante. L'input sismico applicato all'edificio INSYSME si riferisce ad un accelerogramma naturale - registrato nel "Ulcinj, Albatros Hotel" durante il terremoto del 15 aprile 1979 in Montenegro (di magnitudo Mw 6.9) - scalato a partire da un’accelerazione (PGA) di bassa intensità (0.1 g) fino ad arrivare a valori elevati (1.2 g), corrispondenti a terremoti particolarmente violenti e potenzialmente molto distruttivi. Con l'ultimo accelerogramma ad altissima intensità, il primo piano ha subito un significativo spostamento di circa 10 cm (più del 3% di drift interpiano) senza che le pareti di tamponamento abbiano subito danni da compromettere la sicurezza delle persone.
Grazie ai risultati sperimentali e numerici ad oggi conseguiti, è in corso la messa a punto dei metodi di progettazione, verifica e costruzione per ciascuno dei sistemi di muratura da tamponatura sviluppati. Ciò incoraggerà e supporterà, senz’altro, la futura revisione dei regolamenti tecnici nazionali ed europei nell’ottica di adottare ad ampio spettro comuni criteri di progetto semplici ma affidabili.
ANDIL e gli altri partner industriali di INSYSME, tra cui la TBE “Federazione europea dei laterizi”, sulla base dei contributi tecnico-scientifici forniti dagli esecutori di ricerca e delle specifiche oggetto delle linee guida per la progettazione, proseguiranno a trasferire e promuovere gli avanzamenti del progetto fino agli esiti finali a tutti gli interlocutori europei del settore delle costruzioni e, in particolar modo, ai comitati normativi di competenza.
Alla XVI edizione dell’”International Brick and Block Masonry Conference” di Padova, che si svolgerà alla fine del mese di giugno, è prevista una special session interamente dedicata alla presentazione di tutti i sistemi innovativi di tamponature antisismiche in laterizio sviluppati dai 7 Paesi partner del progetto europeo INSYSME.

* NOTA Un approfondimento tecnico-scientifico sul sistema è in fase di pubblicazione su Structural 205_maggio/gugno 2016 online nella sezione 06.MAGAZINE

BIBLIOGRAFIA
[1] INSYSME “INnovative SYStems for earthquake resistant Masonry Enclosures in rc buildings”, progetto di ricerca europeo, grant FP7-SME-2013-2-GA606229, 2013-2016 www.insysme.eu
[2] F. da Porto, C. Modena, G. Magenes, P. Morandi, A. Di Fusco, Progetto europeo sulle tamponature antisismiche, Costruire in Laterizio 163 (2015), 58-64, ISSN: 0394-1590
[3] P. Morandi, R. R. Milanesi, G. Magenes, Sistema innovativo antisismico per tamponature in laterizio a giunti scorrevoli, Costruire in Laterizio 165 (2015), 54-60, ISSN: 0394-1590
[4] A. Di Fusco, La muratura non strutturale secondo le NTC 2008 e relativa revisione, Costruire in Laterizio 166 (2016), 52-60, ISSN: 0394-1590
  

ESITO DELLA SIMULAZIONE DINAMICA SULLA TAVOLA VIBRANTE
Il 19 novembre 2015 si è svolto l'ultimo test dinamico dell’edificio INSYSME a 2 piani sulla tavola vibrante del laboratorio Eucentre di Pavia, come da protocollo sperimentale per la validazione del sistema innovativo antisismico per tamponature in laterizio ideato e sviluppato dal team di ricerca dell'Università di Pavia. L'esame del comportamento sismico della tamponatura scorrevole è stato quindi completato con l’applicazione di una sequenza di sollecitazioni dinamiche ad una costruzione in scala reale. Il prototipo di edificio è stato progettato e realizzato nel rispetto delle normative antisismiche europee considerando le tamponature solo in termini di massa e peso. La struttura a due livelli presenta una pianta pentagonale per permettere, all'interno della stessa prova sperimentale, lo studio del funzionamento dei tamponamenti innovativi nel piano, fuori piano, e contemporaneo nel piano/fuori piano, poiché il moto della specifica tavola vibrante è monodirezionale.
L'input sismico adottato si basa su un accelerogramma naturale opportunamente scalato fino a valori molto elevati (1.2g) corrispondenti a terremoti particolarmente violenti e potenzialmente fortemente distruttivi. A titolo esemplificativo si può ricordare che le massime accelerazioni orizzontali registrate nelle componenti orizzontali del moto del sisma di L'Aquila del 2009 hanno raggiunto valori compresi tra 0.5g e 0.66g.

Il Prof. Guido Magenes, coordinatore scientifico di quest'attività di ricerca, molto soddisfatto del lavoro fino ad oggi svolto, al termine del test ha così commentato: "La soluzione innovativa provata sperimentalmente è molto promettente, in quanto si rivela essere efficace sia nella limitazione del danno alle tamponature per scuotimenti di intensità media, che nella prevenzione del collasso delle tamponature a forti e fortissime intensità, che nella prevenzione di rotture fragili nella struttura in c.a. Il progetto INSYSME sta conseguendo gli obiettivi che si era preposto; credo che alla conclusione del triennio di ricerca arriveremo a risultati concreti per il miglioramento delle prestazioni sismiche degli edifici".
"Assistere allo scuotimento di un intero edificio per effetto di importanti azioni sismiche, e constatare la quasi perfetta integrità è stato entusiasmante" chiosa il presidente ANDIL, Arch. Luigi Di Carlantonio. "Ci inorgoglisce essere riusciti a trovare una soluzione costruttiva in laterizio, che si è dimostrata capace di resistere, come mai si sarebbe immaginato per le strutture rigide, con tanta efficacia a sollecitazioni così intense, riconducibili a terremoti classificati ai più alti livelli delle scale sismiche. Un risultato di tale portata va ben oltre le aspettative e l'impegno assunto dall'industria dei laterizi a seguito degli ultimi eventi de L'Aquila e dell'Emilia Romagna. Riteniamo che grazie al progetto INSYSME, il tamponamento in laterizio stia evolvendo verso livelli di affidabilità elevatissimi e potrà svolgere un ruolo primario nel ridurre il grado di rischio sismico degli edifici, nuovi ed esistenti. Obiettivo, che sappiamo, essere alla base della futura 'Classificazione sismica degli edifici', in fase di approntamento da parte del Ministero delle Infrastrutture."

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