Interventi di messa in sicurezza e rinforzo provvisorio della facciata della Chiesa di S.Maria del Buon Consiglio – Comune di Casamicciola Terme (NA)

Premessa

La presente relazione illustra gli interventi di messa in sicurezza e rinforzo provvisorio della facciata della chiesa di S.Maria del Buon Consiglio, sita nel Comune di Casamicciola Terme (NA), che si sono resi necessaru a seguito dei danni causati dal sisma del 21/08/17. Si riporta in una prima fase l’inquadramento e il rilievo della geometria della facciata e in seguito le strategie di intervento individuate.

Descrizione Manufatto

La chiesa di S.Maria del Buon Consiglio è ubicata in Piazza Marina nel Comune di Casamicciola Terme (NA); nella Figura 2.1 si riporta l’inquadramento territoriale con la posizione del manufatto. La chiesa è stata costruita nel 1821, ha uno sviluppo in pianta rettangolare, presenta una struttura portante in muratura e fa parte di un aggregato edilizio con le adiacenti strutture.
Durante il sisma del 21/08/17 si sono formate una serie di lesioni nel tratto superiore della facciata che ne evidenziano un principio di ribaltamento. Il giorno 23/05/18 è stato effettuato un sopralluogo per rilevare la geometria della facciata esterna e della zona posteriore in corrispondenza delle lesioni da distacco.
Nella Figura 2.2 si riportano alcune fotografie delle lesioni rilevate durante il sopralluogo, nelle Figura 2.3, Figura 2.4 e Figura 2.5 si riporta la ricostruzione geometrica, mentre il dettaglio del rilievo è riportato nell’elaborato 2 – Tavola 1: Rilievo geometrico.

I Materiali

Per valutare le caratteristiche meccaniche, nonché il peso della facciata, durante il rilievo è stata ispezionata la parte interna della facciata a livello del soppalco dove in alcune zone non è presente l’intonaco, constatando che la parete è costituita da blocchi di tufo giallo napoletano (Figura 3.1). Inoltre sono stati eseguiti dei saggi sul lato esterno della parete ortogonale alla facciata sul lato posteriore destro (Figura 3.2), rilevando che è realizzata con tufo alternato a mattoni pieni e presenta un ringrosso (pilastrino) terminale in mattoni pieni (S3 di Figura 3.2).

Valutazione dell’azione sismica

Per procedere al progetto del sistema di messa in sicurezza è necessario calcolare l’azione sismica agente ortogonalmente alla facciata.

L’azione sismica è stata valutata in conformità con le indicazioni riportate al §3.2 delle NTC 2018.

In particolare si assume una vita nominale di a 50 anni, classe d’uso II, cui è associato il coefficiente d’uso, si ottiene quindi un periodo di riferimento per l’azione sismica VR = 50 anni.
Per la verifica fuori piano si fa riferimento allo Stato Limite di salvaguardia della Vita (SLV).

Progetto sistema di rinforzo

Per il progetto dell’intervento di messa in sicurezza della facciata si è potuto rilevare che allo stato di fatto la facciata non presenta adeguati ammorsamenti o elementi resistenti a trazioni tali da evitare il meccanismo di ribaltamento del pannello fuori piano.
Al fine di evitare il ribaltamento è stato dimensionato un sistema di tiranti in acciaio inox che vincolano la facciata alle pareti laterali, completando l’intervento conProfili metallici orizzontali in corrispondenza del lato interno della facciata disposti alla stessa quota di collegamento dei tiranti.
Oltre al dimensionamento dei tiranti si è proceduto anche alla verifica di ribaltamento verso l’interno della costruzione. Infatti come si evince dalla seguente figura (facciata lato interno) il lato destro interno della facciata è vincolato dalla parete ortogonale per tutta l’altezza mentre sul lato sinistro la parete ortogonale non arriva alla sommità della facciata.

L’intervento prevede che i tiranti siano disposti 3 tiranti per lato che si agganciano alla facciata con delle piastre a quote diverse e si ancorano sulle pareti ortogonali al di sotto del piano del solaio del soppalco, in modo da ancorarsi in una zona della parete sollecitata dal peso proprio sovrastante. Le piastre interne sono collegate con piastre esterne mediante bulloni. I cavi presentano appositi tenditori per permetterne il tiro dopo la posa.
Nelle seguenti immagini si riportano gli schemi del sistema di rinforzo mentre il dettaglio dell’intervento è riportato nell’elaborato 3 – Tavola 2: Intervento di messa in sicurezza.

Essendo l’edificio posto in prossimità del mare, per profili e piastre si è previsto di utilizzare elementi zincati a caldo. Per i cavi e gli accessori si prevede l’utilizzo di acciaio INOX AISI 316 che risulta l’acciaio raccomandato in ambienti aggressivi con salsedine.

Modellazione della facciata

La modellazione è stata sviluppata con un programma ad elementi finiti, SAP2000. Il modello tiene conto delle effettive misure della parte di facciata interessata dal ribaltamento,riproducendo anche le aperture esistenti a partire dal solaio di sottotetto in quanto, si è ritenuto che la parte inferiore sia adeguatamente ammorsata alle pareti ortogonali. I tiranti sono stati modellati con elementi Cable, i rinforzi orizzontali come elementi Frame e la parete come elemento Shell. Le azioni orizzontali sono state applicate in maniera distribuita sull’intera facciata.
Durante la modellazione sono state assunte le seguenti ipotesi:

Sono state adottate le caratteristiche dei materiali, murature e acciaio;
I vincoli dei tiranti sono stati considerati come cerniere;
Il vincolo a terra della muratura è stato considerato come una cerniera;
La muratura è stata divisa in elementi shell di dimensioni 25 cm per 25 cm per poter analizzare al meglio gli sforzi interni;
Le pareti laterali non sono state considerate nell’analisi perché l’elemento facciata ha già in atto un meccanismo di ribaltamento che ha separato la facciata dagli elementi trasversali.
Tiranti ed elementi orizzontali risultano collegati alla parete in maniera puntuale tramite link rigidi per replicare l’effettiva soluzione di rinforzo che vede tali elementi collegati alla facciata tramite piastre in precisi punti e non in maniera continua.

In seguito a quanto appena affermato è stato possibile analizzare il comportamento del sistema, attraverso gli output del software di seguito descritti.

Stress max: schermate nelle figure introdotte successivamente è possibile visualizzare la sollecitazione complessiva in termini di sforzo principale massimo della muratura, che può essere di trazione o di compressione;
Stress top face: la muratura è dotata di un proprio spessore (0,67m) e attraverso questa visualizzazione si possono individuare gli stati tensionali riferiti alla superficie superiore (esterna), che risulta principalmente soggetta a trazione;
Stress bottom face: in questa modalità sono, invece, visibili le tensioni relative alla superficie di base del paramento murario sostanzialmente soggetta a compressione.

Sollecitazione degli elementi

Nelle seguenti immagini si riportano gli sforzi nei tiranti e nella facciata nella condizione di azione sismica verso l’esterno.

Lo sforzo normale massimo in ciascun tirante risulta pari a 51.2 kN, invece la tensione massima di compressione risulta pari a 1.285MPa e quella di trazione pari a 0.373MPa.

Scelta dei cavi e accessori

Lo sforzo massimo di trazione nei tiranti risulta di 51.2kN, pertanto da catalogo si rileva che è necessaria una fune in acciaio INOX AISI 316 1X19 spiroidale φ=10mm. .