Linee guida per le verifiche sismiche dei capannoni industriali

Linee guida per le verifiche sismiche dei capannoni industriali

Affrontare la verifica sismica di un edificio industriale significa confrontarsi con strutture che presentano caratteristiche molto differenti rispetto agli edifici multipiano tradizionali. 

Le grandi luci, la presenza di elementi prefabbricati, le coperture, i sistemi di collegamento, i carriponte e le numerose interazioni tra componenti strutturali e di esercizio, rendono questi edifici particolarmente eterogenei dal punto di vista del comportamento sismico.  

La verifica deve quindi estendersi oltre la struttura principale e considerare l’interazione tra gli elementi prefabbricati, i meccanismi di trasferimento delle azioni e i dettagli costruttivi che influenzano la risposta globale dell’edificio.

Le Linee di indirizzo per gli edifici industriali  

Le “Linee di indirizzo per interventi locali e globali su edifici industriali monopiano non progettati con criteri antisismici”, elaborate dal Gruppo di Lavoro Agibilità Sismica dei Capannoni Industriali dopo il terremoto dell’Emilia-Romagna del 2012, costituiscono un riferimento tecnico per lo studio del comportamento sismico dei capannoni industriali esistenti. 

Il documento raccoglie le osservazioni emerse durante le attività di rilievo e di agibilità successive al sisma, analizza i meccanismi di danno più ricorrenti e propone criteri di indirizzo per la progettazione degli interventi su edifici industriali monopiano non progettati con criteri antisismici. Accanto agli aspetti teorici trovano spazio schemi, dettagli costruttivi ed esempi applicativi. 

Sebbene il documento sia nato dall’analisi dei danni prodotti dal terremoto in Emilia-Romagna del 2012, le vulnerabilità descritte riguardano tipologie costruttive ancora oggi ampiamente diffuse nel patrimonio industriale italiano.  

Le vulnerabilità più ricorrenti nei capannoni industriali 

Uno degli aspetti più interessanti che emergono dalle Linee di indirizzo riguarda l’analisi dei meccanismi di danno osservati sugli edifici colpiti dal terremoto.  

Molte delle criticità osservate interessano componenti che potrebbero essere considerati secondari, ma che svolgono un ruolo determinante nel comportamento sismico della struttura. Tra questi: 

  • collegamenti tra gli elementi prefabbricati,
  • perdita di appoggio delle travi,  
  • risposta delle tamponature  
  • vulnerabilità localizzate dei pilastri 

Questi elementi, se analizzati singolarmente, possono sembrare dettagli costruttivi. L’esperienza maturata dopo il terremoto ha invece evidenziato il loro ruolo nel comportamento complessivo dell’edificio, portando a una maggiore attenzione verso la verifica dei collegamenti e dei meccanismi locali.  

Riconoscere queste vulnerabilità rappresenta il primo passo per impostare correttamente una verifica sismica e individuare le strategie di intervento più appropriate. 
 

La modellazione FEM: uno strumento da interpretare 

Per valutare gli effetti di un sisma sull’edificio è necessario sviluppare un modello di calcolo coerente con le caratteristiche della struttura. 

La modellazione FEM rappresenta uno strumento fondamentale per l’analisi strutturale, ma la qualità delle verifiche dipende dalla conoscenza dell’edificio e dalla capacità del progettista di rappresentarne correttamente il comportamento. 

Un modello può infatti restituire risultati formalmente corretti senza descrivere in modo fedele la risposta della struttura. Diventa quindi importante interpretare criticamente i risultati delle analisi, verificarne la coerenza con il comportamento atteso e individuare eventuali criticità prima di definire le strategie di intervento. 

Dalla verifica alla scelta dell’intervento 

Dopo l’analisi dei risultati, il progettista è chiamato a interpretarli per definire la strategia di intervento più coerente con le caratteristiche dell’edificio. Edifici che presentano criticità simili possono infatti richiedere soluzioni differenti, in funzione della loro configurazione strutturale e del contesto in cui si interviene. 

Anche le Linee di indirizzo propongono un approccio basato sull’analisi del singolo caso, suggerendo criteri di indirizzo per orientare il progettista nella valutazione delle diverse strategie di intervento, che possono comprendere: 

  • interventi locali per la riduzione delle vulnerabilità individuate 
  • interventi di miglioramento sismico 
  • interventi di adeguamento sismico  

 La scelta tra queste strategie non dipende esclusivamente dal livello di vulnerabilità riscontrato, ma anche dalla tipologia costruttiva dell’edificio, dalla destinazione d’uso, dalla possibilità di eseguire gli interventi senza interrompere l’attività produttiva e dagli obiettivi definiti dal committente. 

Un approccio metodico per affrontare incarichi reali 

Per approfondire questi temi in chiave operativa, 2PS Formazione Tecnica organizza il corso di alta formazione “Verifiche sismiche di capannoni industriali esistenti e di nuova progettazione”. 

Attraverso lezioni specialistiche e casi studio reali, il percorso accompagna i partecipanti lungo le principali fasi di un incarico professionale, mettendo a confronto approcci progettuali, criteri di verifica e soluzioni applicative sviluppate dai docenti. 

Scarica la locandina per leggere il programma completo del corso 

Caso studio sul ripristino del calcestruzzo: il valore dei certificati nella scelta dei prodotti

   

Caso studio sul ripristino del calcestruzzo: il valore dei certificati nella scelta dei prodotti

Quando si parla di ripristino del calcestruzzo la finalità principale è quella di garantire un intervento durevole nel tempo.  

Le NTC 2018 al paragrafo 2.1 introducono la durabilità definendola come: “la capacità della costruzione di mantenere, nell’arco della vita nominale di progetto, i livelli prestazionali per i quali è stata progettata, tenuto conto delle caratteristiche ambientali in cui si trova e del livello previsto di manutenzione”. Di nuovo al paragrafo 2.2.4: “un adeguato livello di durabilità può essere garantito progettando la costruzione, e la specifica manutenzione, in modo tale che il degrado della struttura, che si dovesse verificare durante la sua vita nominale di progetto, non riduca le prestazioni della costruzione al di sotto del livello previsto”. 

Questo vuol dire che il concetto di durabilità deve essere interpretato come un vero e proprio requisito progettuale. La normativa italiana mette in relazione durabilità, Vita Nominale di progetto ed esposizione ambientale. 

La Vita Nominale di progetto sappiamo che per edifici in calcestruzzo armato dalle prestazioni ordinarie viene convenzionalmente fissata a 50 anni e rappresenta quell’arco temporale teorico in cui si ipotizza che una struttura, purché soggetta a necessari interventi di manutenzione, mantenga specifici livelli prestazionali. L’esposizione ambientale invece è espressa attraverso le rispettive classi, definite dalla EN 206 e dalla UNI 11104, e in funzione del grado di severità ambientale a cui l’opera sarà sottoposta, vengono individuati dei parametri fisici e geometrici propri del calcestruzzo. 

Il tutto è naturalmente subordinato alla tipologia di degrado a cui sarà soggetto il calcestruzzo. 

Il degrado chimico del calcestruzzo

Esistono molteplici tipologie di aggressioni che possono verificarsi, anche contemporaneamente, ma senza dubbio le più insidiose sono quelle di natura chimica, cioè quelle causate dalle interazioni chimico-fisiche che nascono intimamente tra un materiale conducente come l’acciaio d’armatura, ed un materiale poroso ed assorbente come il calcestruzzo. 

Una delle più comuni aggressioni chimiche è rappresentata dalla carbonatazione, che avviene con lo sviluppo di carbonato di calcio a seguito dell’ingresso dell’anidride carbonica nel calcestruzzo indurito. La carbonatazione provoca un decadimento dei valori di pH del calcestruzzo, innescando dei fenomeni corrosivi nelle armature metalliche che portano alla perdita di aderenza tra acciaio e calcestruzzo, e successivamente al distacco del copriferro. Il fenomeno è funzione di diversi fattori, tra i quali alte temperature, alti valori di umidità relativa e ovviamente alti tenori di CO2. 

Un caso piuttosto frequente in tal senso riguarda il degrado degli elementi aggettanti delle facciate di edifici in ambiente urbano, tipicamente i frontalini dei balconi.  

Malte multifunzione e marcature EN 1504

Per questa tipologia di elementi, considerata anche la natura dei cantieri che li riguardano e la rapidità esecutiva che generalmente viene richiesta, molto spesso si ricorre a malte da ripristino “multifunzione”, tipicamente a grana fine quindi adatte a spessori variabili, che oltre al ripristino strutturale del copriferro garantiscano contemporaneamente con un unico getto anche la passivazione delle armature metalliche e la protezione superficiale del calcestruzzo, accorciando di molto i tempi dell’intervento.  

Questo all’atto pratico si traduce nell’utilizzo di malte in possesso di almeno 3 marcature CE, in conformità ad EN 1504-3 per il ripristino strutturale (in classe R3 o R4), ad EN 1504-7 per la passivazione dell’armatura metallica, e ad EN 1504-2 per la protezione superficiale del calcestruzzo. 

Ponendo attenzione, ad esempio, sulla protezione superficiale secondo EN 1504-2, siamo sicuri che sia sufficiente fermarsi a queste indicazioni per selezionare il prodotto più efficace? 

Supponiamo che un professionista si trovi a dover scegliere uno tra due prodotti che hanno queste marcature CE:

Sono entrambi protettivi per il calcestruzzo in conformità ad EN 1504-2 e sono entrambi rivestimenti (C), quindi a prima vista si potrebbe supporre che si tratti di prodotti analoghi. 

In realtà ciò che li differenzia sono proprio le sigle che fanno riferimento ai principi previsti dalla EN 1504-9. I principi infatti ci dicono come quel prodotto protegge il calcestruzzo. 

Semplificando MC è il Controllo dell’umidità, cioè la capacità di essere permeabile all’umidità, mentre IR è Aumento della resistività, cioè la resistenza dell’armatura metallica a condurre elettricità. 

Entrambi i prodotti hanno queste caratteristiche ma solo il Prodotto A in più è conforme al principio PI, cioè la Protezione contro l’ingresso, e per ottenere questa modalità di protezione è necessario che il prodotto superi con successo, tra le altre, una severa prova (normata dalla EN 1062-6) che misura proprio la resistenza del materiale ad essere permeabile alla CO2, cioè il fattore che innesca l’abbassamento del pH nel calcestruzzo indurito. 

Selezionando il Prodotto B il professionista potrebbe incorrere in un errore di valutazione piuttosto serio se pensasse di proteggere il calcestruzzo dall’ingresso di anidride carbonica, e questo potrebbe portare, in determinate condizioni, a vanificare l’intervento di recupero anche nell’arco di pochi anni.

Ing. Nicola Drei

Project Manager CVR S.p.A.

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Questo, insieme a tantissimi altri aspetti di dettaglio, è argomento dei seminari in presenza e online dal titolo: “Dal progetto alla direzione lavori: come valutare consapevolmente le prestazioni dei materiali per il ripristino del calcestruzzo”, in programma nei prossimi mesi, organizzato da 2PS Formazione Tecnica, con il contributo di CVR S.p.A.. 

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Ripristino del calcestruzzo: un errore progettuale tipico legato ad una non corretta interpretazione della documentazione tecnica di prodotto.

   

Ripristino del calcestruzzo: un errore progettuale tipico legato ad una non corretta interpretazione della documentazione tecnica di prodotto.

Un’importante guida a disposizione dei professionisti e utilizzatori che si approcciano al ripristino del calcestruzzo è rappresentata dalla norma europea UNI EN 1504: “Prodotti e sistemi per la protezione e la riparazione di strutture di calcestruzzo. Definizioni, requisiti, controllo di qualità e valutazione della conformità”. 

Con questa norma il legislatore europeo ha inteso fornire un unico strumento attraverso il quale rivolgersi a progettisti, imprese ed utilizzatori. La norma, suddivisa in 10 parti, stabilisce le procedure standard, le indicazioni per ottimizzare l’intervento di ripristino e la richiesta dei requisiti minimi prestazionali per i prodotti e i sistemi da utilizzare per una corretta valutazione di conformità. 

Il valore della documentazione tecnica

Un errore tipico e molto frequente da parte dei professionisti si verifica già da subito in fase progettuale, o durante l’accettazione dei materiali in cantiere. Questo perché spesso tra gli operatori del settore ci può essere una scarsa consapevolezza e conoscenza del valore e del significato che assume la documentazione tecnica di prodotto.

Vale la pena ricordare, come riportato dalle NTC 2018 al capitolo 11, che nel caso in cui esistano delle norme europee armonizzate pubblicate nella Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea (GUUE), la commercializzazione e l’utilizzo dei prodotti rientranti nell’ambito della specifica norma europea è possibile se e solo se questi sono accompagnati da DoP e Marcatura CE, cioè documenti obbligatori e fondamentali predisposti direttamente dal Fabbricante sotto la sua responsabilità e compilati in conformità a quanto prescritto dal Regolamento europeo sui materiali da costruzione CPR 305/2011, recentemente aggiornato e sostituito dal nuovo CPR 3110/2024.

Prodotti dedicati al trattamento del calcestruzzo

È questo il caso ad esempio dei prodotti dedicati al trattamento del calcestruzzo, che sia ripristino, protezione, iniezione, ancoraggio o protezione dalla corrosione delle armature metalliche. Ognuno di questi prodotti è regolato dalle rispettive parti della norma europea armonizzata UNI EN 1504. 

Ogni norma europea armonizzata contiene sempre l’Allegato ZA, che identifica i paragrafi che appartengono alla parte “armonizzata” della norma stessa e che quindi diventano cogenti ai sensi del CPR, da applicarsi nella procedura della Marcatura CE. Tra le varie tabelle presenti nell’Allegato ZA c’è il prospetto ZA.2 che ha il compito di definire il Sistema di Valutazione e Verifica della Costanza della Prestazione (VVCP) che il Fabbricante è tenuto a seguire per qualificare il prodotto rispetto a quella norma.  

Il CPR individua diversi Sistemi VVCP e ognuno definisce quali sono i compiti in capo al Fabbricante e quali quelli sotto la responsabilità dell’Organismo Notificato esterno. Si tratta sostanzialmente del grado di severità con cui viene controllato un prodotto in fabbrica prima dell’immissione sul mercato. 

Sistemi VVCP del CPR 305/2011

I Sistemi 1+, 1 e 2+, sono i più severi perché prevedono il ricorso ad un Organismo Notificato esterno già durante la fase di controllo di produzione. 

I Prospetti ZA.2 di tutte le norme riguardanti i prodotti per il trattamento del calcestruzzo prevedono che il Sistema VVCP che il Fabbricante deve seguire per qualificare prodotti da impiegare in costruzioni e opere di ingegneria civile sia il 2+.

Prospetto ZA.2 estratto da UNI EN 1504-3

Il Sistema VVCP adottato deve essere poi dichiarato nella DoP. 

Riportiamo un caso recente nel quale un Direttore Lavori ci ha coinvolto per affiancarlo nella redazione di una perizia di variante tecnica. Nel trasmetterci tutta la documentazione in suo possesso, è emersa la DoP di una malta in classe R4 di un altro Fabbricante, che l’impresa aveva proposto per il ripristino corticale di alcuni pilastri in c.a. di un edificio residenziale. Nonostante la scheda tecnica fosse sulla carta ineccepibile, la DoP era strutturata in questo modo: 

Abbiamo fatto subito notare che al punto 5 il Sistema VVCP adottato per qualificare questa malta è stato il 4. Ciò significa che questo prodotto è stato immesso nel mercato senza alcun tipo di controllo da parte dell’Organismo Notificato esterno, né come ispezione iniziale del sito produttivo, né come valutazione continuativa del controllo di produzione in fabbrica (CPF), quando invece la norma prevede espressamente che il Sistema da adottare sia il 2+, come riportato dal Prospetto ZA.2. 

Il Sistema 4 è ammesso solo per la prova di reazione al fuoco ed in generale per prodotti impiegati in costruzioni e opere di ingegneria civile con requisiti di basse prestazioni, ma trattandosi di una malta ad uso strutturale in classe R4, quest’ultima casistica appare decisamente esclusa. 

Ing. Nicola Drei

Project Manager CVR S.p.A.

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