Vulnerabilità e tecniche di consolidamento reversibili per le strutture storiche in carpenteria metallica

L'attività di ricerca è stata svolta nell’ambito del progetto di interesse nazionale PRIN2005 "Salvaguardia e riabilitazione strutturale di edifici storici mediante tecniche miste reversibili (coord. prof F.M. Mazzolani). La ricerca ha come obiettivo lo sviluppo di una metodologia per l’analisi della vulnerabilità strutturale e delle tecniche di riabilitazione reversibili con riferimento alle costruzioni in carpenteria metallica di interesse storico ed architettonico. Lo studio affronta in particolare le problematiche relative ai ponti ed alle grandi coperture e le possibilità di recupero mediante tecniche di consolidamento quali il rinforzo con materiali compositi (FRP). Il programma di ricerca è articolato nelle fasi riportate di seguito: a) indagini bibliografiche, scelta di un caso di studio e relativa identificazione strutturale; b) indagini sperimentali su singoli provini e membrature atte a valutare gli effetti del degrado e del consolidamento mediante FRP; c) sviluppo di modelli di calcolo da calibrarsi sulla base delle prove precedentemente effettuate e confronto tra le diverse tipologie di intervento. Nella prima fase è prevista un’analisi sistematica delle fonti (bibliografiche ed archivistiche) necessaria per poter definire i criteri costruttivi dell’epoca e i tipi di materiale utilizzati. Successivamente si procederà alla scelta dei casi di studio che costituiranno un esempio applicativo della metodologia di analisi oggetto del presente programma di ricerca. Essi saranno selezionati nell’ambito delle tipologie strutturali delle grandi coperture e dei ponti ferroviari. Nella fase B) sono previste indagini sperimentali su singoli provini e membrature atte a valutare sia l’influenza dei diversi fattori che governano i fenomeni corrosivi che gli effetti relativi a possibili interventi di consolidamento mediante FRP. Nella fase C) è prevista la calibrazione di modelli numerici sulla base delle prove sperimentali precedentemente effettuate che siano in grado di simulare il danneggiamento da corrosione e il rinforzo per il consolidamento. Tali modelli saranno utilizzati per la modellazione strutturale dei manufatti scelti come casi di studio per valutarne la vulnerabilità e le possibilità di consolidamento mediante rinforzi in FRP Utilizzando i dati geometrici e meccanici della fase precedente, si procederà quindi ad implementare in codici di calcolo non lineare dei modelli agli elementi finiti per la valutazione della risposta strutturale in diverse condizioni di carico. In questo modo si potranno fare delle ipotesi circa il comportamento (in termini di rigidezza, resistenza e duttilità) dei collegamenti e definire le variazioni nella risposta del sistema. Inoltre si potranno valutare, eventualmente applicando dei criteri probabilistici semplificati (metodi Montecarlo) gli effetti della corrosione. Mediante le analisi eseguite con i modelli di calcolo precedentemente calibrati, saranno confrontati i benefici ottenuti tramite le tecniche di consolidamento reversibili con quelli relativi a interventi di tipo tradizionale, quantificandone i costi e le prestazioni.