Rinforzo di pareti in muratura

Come si fa il rinforzo di pareti in muratura di un edificio esistente? Ecco una rapida guida tecnica per il dimensionamento del rinforzo con sistema FRCM.

Il rinforzo di pareti in muratura: necessità o opportunità?

Nel ristrutturare un edificio esistente in muratura è molto comune dover riqualificare le superfici interne o esterne delle pareti perimetrali. In alcuni casi l’intervento strutturale si rende necessario ai fini della messa in sicurezza dell’edificio. In altri casi tutto parte dalla virtuosa proposta del professionista che intuisce l’opportunità di valutare e mettere in sicurezza l’edificio esistente.

Con cosa deve confrontarsi il progettista che vuole mettere in campo il rinforzo strutturale delle pareti perimetrali in muratura? Per esperienza, ritengo siano queste le domande da porsi:

• la parete è già oggetto di intervento?
• si può intervenire su entrambe i lati della parete in muratura?
• con quale spessore si può intervenire?
• che tipo di muratura è?

La risposta più frequente a queste domande, o se vogliamo a queste opzioni di intervento strutturale, è il rinforzo con un sistema FRCM. Una soluzione che ci permette di intervenire in basso spessore ed eventualmente anche solo su un lato della parete esistente.

Del rinforzo con sistemi FRCM ne abbiamo già parlato. Ora riprendiamo in questa rapida guida il calcolo del rinforzo strutturale.

Per progettare in modo rapido e affidabile i rinforzi strutturali con sistema FRCM e tutte le tipologie di intervento locale, abbiamo utilizzato il software TRAVILOG. In TRAVILOG esiste uno specifico strumento di calcolo che in modo guidato progetta e verifica i rinforzi più utilizzati per la ristrutturazione, il ripristino e la messa in sicurezza di edifici esistenti in muratura in condizioni sia statiche sia sismiche.

Il rinforzo delle pareti in muratura e le NTC

C’è un’altra domanda essenziale che dobbiamo porci: il rinforzo di una parete è un intervento locale?
Per rispondere riprendiamo quanto espresso dalle NTC 2018 e dalla Circolare esplicativa 7/2019:

Riparazioni o interventi locali
• migliorare le caratteristiche di resistenza e/o duttilità di elementi o parti, anche non danneggiati;
• impedire meccanismi di collasso locale;

NTC 2018 cap 8.4.1

Questo invece è ciò che indica la Circolare applicativa n. 7 del 2019:

In tale categoria rientrano gli interventi di ripristino, rinforzo o sostituzione di elementi strutturali o di parti di essi non adeguati alla funzione che devono svolgere (ad esempio travi, architravi, coperture, impalcati o porzioni di impalcato, pilastri, pannelli murari). In particolare gli interventi di rinforzo devono privilegiare lo sviluppo di meccanismi duttili o comunque migliorare la duttilità locale, così da favorire lo sviluppo della duttilità di insieme della struttura.

Circolare esplicativa 7/2019

Possiamo di conseguenza affermare che il rinforzo di una parete rientra tra gli interventi locali.

Se l’intervento di ristrutturazione consiste nell’applicazione sistematica di interventi di rinforzo, diventa necessario valutare l’intervento nella sua globalità. Non basta quindi limitarsi a valutare le capacità della parete oggetto di intervento.

È poi opportuno ricordarci che stiamo comunque intervenendo su un edificio esistente ed è quindi necessario rispettare quanto previsto dalle NTC:

• capitolo 8.3 – Valutazione della Sicurezza
• capitolo 8.5 – Definizione del modello di riferimento per le analisi

Il rinforzo di una parete in muratura: resistenza a pressoflessione, taglio e fuori piano

L’obiettivo nel rinforzare una parete in muratura è quello di incrementare le capacità che risultano deficitarie da un’analisi di vulnerabilità. Le prime capacità da indagare riguardano la resistenza a pressoflessione e a taglio nel piano della parete e la resistenza a pressoflessione fuori piano. Di conseguenze il sistema di rinforzo dovrà essere valutato rispetto a queste tre capacità.

I metodi di valutazione degli incrementi di capacità possono essere di due tipi. Il primo metodo consiste nell’incrementare le caratteristiche meccaniche della muratura attraverso delle valutazioni semplificate come i coefficienti proposti dalla Circolare applicativa n. 7 del 2019 nella tabella Tabella C8.5.II “Coefficienti correttivi massimi da applicarsi in presenza di: malta di caratteristiche buone; ricorsi o listature; sistematiche connessioni
trasversali; consolidamento con iniezioni di malta; consolidamento con intonaco armato; ristilatura armata con connessione dei paramenti.”

Questo metodo si basa quindi sul valutare le capacità del sistema rinforzato con le stesse formulazioni previste per le pareti in muratura non rinforzate, ma con caratteristiche meccaniche incrementate.

Il secondo metodo di valutazione invece, ed è quello analizzato in questa rapida guida, considera le nuove capacità delle pareti in muratura secondo le specifiche della CNR-DT 215/2018 e le Linee Guida del CSLLPP redatte per la verifica dei sistemi di rinforzo FRCM.

Resistenza a pressoflessione

La verifica consiste nel controllare che il momento sollecitante M_Ed sia inferiore al momento ultimo del setto rinforzato M_Rfd calcolato sulla base del seguente metodo.
Si considera un diagramma delle tensioni di compressione costante e pari α_m * f_md, esteso ad una porzione di sezione profonda β * yn, essendo y_n la distanza dell’asse neutro dal lembo compresso ed assumendo α_m = 0,85 e β = 0,8 è, il momento resistente della sezione non rinforzata è:

Relativamente alla sezione rinforzata, si assume inizialmente che la crisi flessionale si abbia per raggiungimento della deformazione ultima della muratura compressa. La distanza dell’asse neutro dal lembo compresso è:

con:
m_u è pari a 0,035
t_2f è pari a n * t_f

Si valuta quindi la deformazione massima del rinforzo che è pari a:

Il momento resistente di calcolo si determina così:

Se però la deformazione è superiore alla deformazione di calcolo del rinforzo si ha la crisi della sezione per raggiungimento della deformazione di calcolo del rinforzo. In tal caso è necessario rivalutare la distanza dell’asse neutro dal lembo compresso si determina in tal caso con così:

Il momento resistente di calcolo si determina così:

Resistenza a taglio

La resistenza a taglio della parete in muratura rinforzata si calcola come somma della resistenza a taglio della parete non rinforzata V_R e del rinforzo V_t,f

con
γ_Rd è pari a 2
n_f è il numero totale degli strati di rinforzo sulla parete
t_vf è lo spessore equivalente di uno strato
l_f è la dimensione ortogonale al taglio
ε_fd è il valore di archivio moltiplicato per η_a e diviso per γ_m
α_t è pari a 0,80

Se il numero degli strati fosse = 1, allora
V_t,f’ = V_t,f * 0,3

Attenzione! questa correzione è necessaria nel caso ad esempio di intervento di rinforzo solo dall’esterno o solo dall’interno della parete in muratura.

Viene poi effettuato un controllo a schiacciamento attraverso il calcolo della capacità resistente:

con
d_f distanza tra lembo compresso della muratura e lembo teso del rinforzo.

Resistenza a pressoflessione fuori piano

La determinazione della capacità di resistenza fuori piano della parete in muratura ha spesso come finalità il definire l’intervento che contrasta un meccanismo locale di collasso.

Il momento resistente fuori piano della parete rinforzata si calcola come:

con
M_0d il momento resistente della parete non rinforzata
M_1d il momento resistente con il sistema di rinforzo

I meccanismi possibili e quindi da verificare sono due:
1. schiacciamento della muratura
2. trazione del rinforzo

Verifica di schiacciamento della muratura

Per verificare che nel meccanismo fuori piano il sistema ‘parete in muratura + rinforzo’ sia la muratura ad andare in crisi è necessario effettuare analisi simili a quelle già condotte per la verifica a pressoflessione:

Si testa quindi l’ipotesi di schiacciamento, ovvero si controlla la deformazione del rinforzo

Che dovrà essere minore di ε_fd, se ciò non fosse vero si calcola il momento resistente considerando il rinforzo che va in crisi ovvero è necessario effettuare la verifica a trazione del rinforzo.

Verifica di trazione del rinforzo

In questo caso si verifica che nel sistema ‘parete in muratura + rinforzo’ sia il rinforzo ad andare in crisi, ovvero che vada in crisi per trazione:

Si testa l’ipotesi di trazione, ovvero si controlla la deformazione della muratura

Se la disuguaglianza non è vera allora si calcola il momento resistente considerando la muratura che va in crisi ovvero il calcolo di cui al punto precedente.

Se invece la disuguaglianza è corretta si calcola M_Rd.

Infine si controlla che V_Rd,m sia maggiore di V_Ed.

Dove f_vd è la resistenza a taglio della muratura, ed è pari f_vd se il dato presente altrimenti a τ_d.

Le pratiche sismiche per il rinforzo delle pareti in muratura

Quali pratiche presentare per il rinforzo di una parete in muratura?
Come abbiamo visto in questo articolo per gli interventi locali si applicano le regole di deposito sismico normate dal DPR 380.

Quindi il deposito sismico è l’unica opzione di pratica sismica?

Va ricordato quanto visto all’inizio di questo articolo. In caso di passaggio da intervento locale a intervento di altra tipologia – rispetto all’edificio valutato nel suo insieme – l’ipotesi di deposito sismico va confrontata con le regole dell’art. 94-bis del DPR 380.

La definizione infatti di intervento locale è delle NTC, mentre il suo corrispettivo più usuale secondo DPR 380 è ‘intervento di minore rilevanza’. Il rinforzo di una parete in muratura può quindi rientrare tra gli interventi locali e quindi segue la procedura semplificata prevista per gli interventi di minore rilevanza.

Va però ricordato il ruolo delle pareti portanti nel loro contesto e la possibilità che i rinforzi siano un’applicazione sistematica sull’intero edificio. Questo richiama ovviamente la necessità della valutazione di vulnerabilità dell’intero edifico e la definizione dell’intervento come miglioramento sismico o adeguamento sismico.

Cosa significa? Se si ricade nella tipologia di intervento di miglioramento sismico o adeguamento sismico allora si dovrà presentare il deposito sismico o la richiesta di autorizzazione sismica in funzione della zona sismica del comune nel quale si realizza l’intervento.

Ricordiamo che per evitare errori di compilazione e la conseguente perdita degli incentivi è consigliabile utilizzare TRAVILOG che produce e compila in automatico tutte pratiche necessarie in base all’intervento scelto.

Quali bonus per il rinforzo di pareti in muratura?

Riprendiamo il quadro generale dei bonus fiscali e di come siano correlabili agli interventi strutturali.

Il rinforzo di una parete in muratura si configura come un intervento che migliora le capacità dell’edificio rispetto allo stato di fatto. Ha quindi le caratteristiche per accedere al Bonus Ristrutturazioni, al Sismabonus e al SuperSismabonus, fatte salvi ovviamente i requisiti di accesso a ad ogni specifica detrazione.

In conclusione

L’intervento di rinforzo delle pareti eseguito su un edificio residenziale da un soggetto IRPEF ammette l’accesso al Bonus Ristrutturazioni o al Sismabonus. L’intervento di rinforzo effettuato da un soggetto fiscale ‘diverso da IRPEF’ e su edifici anche non residenziali può accedere al Sismabonus. Va ricordato ovviamente che l’accesso al Sismabonus richiede la valutazione della Classe di Rischio Sismico secondo le specifiche dell’Allegato A del DM 58/2017.

Nell’applicazione del Sismabonus è opportuno ricordare che non si sceglie quale vantaggio applicare tra le opzioni ‘ordinario’ e ‘super’. A decidere sono i requisiti di accesso di cui all’art. 16 del DL 63/2013 e ai commi 4 e 9 dell’art. 119 della L.77/2020.