CONSTRAIN

TO1

Rafforzare la ricerca, lo sviluppo tecnologico e l'innovazione

Il progetto in numeri
Durata:
24 mesi
Inizio: 01.03.20
Fine: 28.02.22
N. Partner: 6
 
Stato di avanzamento del progetto
Budget totale:
875.365,00€
Contributo FESR:
744.060,25€

The project in numbers

Durata: 
24 mesi
Start / End: 
01.03.20 to 28.02.22
Stato avanzamento progetto: 
100%
Budget: 
875365.00€
Contributo FESR: 
744060.25€

CONSTRAIN

Condivisione e applicazione di strategie innovative per la protezione sismica di edifici in muratura
Asse prioritario 1

Promozione delle capacità d'innovazione per un'area più competitiva

Obiettivo specifico: 
OS 1.1.
Priorità d'investimento: 
PI 1b
Tipologia: 
Standard
Obiettivo Complessivo del Progetto: 

Il progetto ha quale obiettivo complessivo la definizione, la condivisione e l’applicazione di strategie innovative
per la protezione sismica degli edifici esistenti in muratura. Queste finalità corrispondono pienamente all’Obiettivo
specifico del Programma per la priorità d’investimento 1.b.

Sintesi del progetto: 

La protezione sismica degli edifici, per la salvaguardia delle persone, delle strutture e dei contenuti, è un
problema comune nell'area del progetto. Viene proposta una sinergia di competenze nel campo del settore
produttivo (4 aziende coinvolte) e della ricerca (2 enti di ricerca coinvolti) per promuovere l’innovazione
nell’ambito degli interventi di consolidamento strutturale (finalizzata all’uso ottimizzato delle risorse) e
diffondere le conoscenze ed esperienze acquisite per aumentare il know-how e la competitività degli
operatori nel settore dell'edilizia. Il progetto si focalizza sugli edifici esistenti in muratura, maggiormente
esposti al rischio sismico; è previsto uno studio condiviso sulle strategie di intervento utilizzate sul mercato,
alla luce dell’esperienza maturata dai partecipanti, che permetterà poi la definizione di strategie innovative,
basate sull’impiego mirato dei moderni materiali compositi fibro-rinforzati per la realizzazione di cordoli
sommitali, legature di piano, intonaci armati applicati all’esterno dell’edificio. Un intero edificio in scala reale,
assieme ad altri campioni di prova accessori, saranno progettati, realizzati e testati per un’ottimizzazione di
tali strategie di intervento a livello di materiali, di applicazione e di efficacia.

Risultati principali: 

Le attività che sono state svolte dai partner nell’intero periodo del progetto hanno riguardato diverse operazioni che sono state costantemente condivise con i partner con la suddivisione dei compiti per ottimizzare i risultati.

Coordinamento amministrativo e scientifico

Inizialmente è stata organizzata la programmazione esecutiva delle attività tecnico-scientifiche e la condivisione delle attività con i partner. Sono state eseguite le procedure per la comunicazione esterna delle attività, preparando adeguatamente la pagina del sito web del progetto con la creazione dell’immagine rappresentativa, l’inserimento dei loghi dei partner ed è stato preparato un poster di sintesi del progetto, da esporre nelle sedi dei partner. Il sito web è stato continuamente aggiornato con documenti che sintetizzano l’attività svolta in ogni semestre di progetto, e riportando gli aspetti salienti di tutte le prove sperimentali eseguite, mettendo a disposizione sui social i principali dettagli sulle attività sperimentali.

Sono stati organizzati incontri telematici e in presenza con i singoli partner e in forma collegiale con tutti i partner per l’aggiornamento periodico sullo stato di avanzamento.

In merito alla campagna sperimentale prevista, sono stati curati con rigore tutti gli aspetti tecnologico-costruttivi e i dettagli tecnici riguardanti la costruzione e la sperimentazione dei campioni di prova, necessari alla caratterizzazione di diverse tecniche di intervento poco invasive per edifici esistenti in muratura (prove di taglio-compressione e flessione fuori piano di maschi murari, prove di flessione e taglio delle fasce di piano, prove di flessione fuori piano di muri a C e cordoli sommitali, prove di caratterizzazione dei materiali e della muratura) e dell’edificio pilota, nelle loro configurazioni non rinforzate e rinforzate.

Sono state coordinate le attività seminariali previste per la divulgazione dei risultati della ricerca presso scuole, ordini professionali, enti pubblici/privati del settore edile e istituti pubblici preposti al controllo delle attività edili, sia in Italia che in Slovenia.

Analisi documentale e definizione di tecniche di limitata invasività e rapida esecuzione

In collaborazione con i partner, è stata completata una raccolta di documentazione tecnica sul patrimonio edilizio storico in muratura dell’area di progetto, per comprenderne la consistenza ed evidenziando il tipo di materiali impiegati, il periodo di costruzione ed altri dettagli tecnologico costruttivi caratterizzanti la vulnerabilità sismica delle costruzioni (distribuzione delle aperture, collegamenti tra pareti e con i solai, presenza di legature e/o cordoli di piano).

Sono state raccolte le tecniche di intervento per la riduzione della vulnerabilità sismica di edifici in muratura utilizzate nelle costruzioni dell’area di progetto, riscontrando sensibili differenze fra quelle utilizzate in Slovenia e quelle utilizzate in Italia. In Slovenia sono maggiormente legati a tecniche tradizionali (iniezioni di malta, intonaco armato con reti metalliche e malta cementizia, scuci e cuci) mentre in Italia sono molto più diffuse tecniche moderne con impiego di fibre (vetro, carbonio, acciaio) disperse in matrice polimerica o inorganica.

Per tali tecniche sono stati discussi ed analizzati i punti di forza e punti di debolezza sulla base delle conoscenze acquisite dallo studio delle pubblicazioni scientifiche disponibili in letteratura e dall’esperienza sperimentale e teorica di alcuni partner. In questo studio sono state evidenziate anche le peculiarità riguardanti la progettazione e l’esecuzione di questi rinforzi, senza trascurare gli aspetti legati alla compatibilità dei materiali con quelli esistenti, la durabilità e l’invasività sulla costruzione esistente.

Sono stati raccolti studi sulle tecniche di rinforzo mirate a legare assieme le parti murarie della costruzione per contrastare la dislocazione/ribaltamento delle parti strutturali che compongono la costruzione (maschi murari, fasce di piano). Questi sistemi hanno il pregio di essere poco invasivi con interventi semplici e locali, spesso eseguiti solo all’esterno dell’edificio.

È stata condotta un’analisi dettagliata di quanto presente nella letteratura evidenziando le notevoli carenze di studi sperimentali. Sono state, quindi, sviluppate e perfezionate simulazioni numeriche, per comprendere le prestazioni e le criticità di questi rinforzi e per permettere di definire modelli sperimentali in grado di rappresentare correttamente le situazioni reali dell’elemento nella costruzione. Fra queste tecniche sono state prese in considerazione e studiati, con simulazioni numeriche di dettaglio per analizzarne le potenzialità di realizzazione, i cordoli sommitali in muratura armata con reti in composito, molto utili per gli edifici di carattere storico-architettonico, per la loro trascurabile invasività, e le legature con nastri incollati a base di fibre, applicati su un solo lato della muratura. Le reti in composito sono reti preformate costituite da fibre di vetro o carbonio rivestite con resine polimeriche FRP (Fiber Reinforced Polymer); i nastri sono in vetro, carbonio o acciaio e possono essere incollati sulla superficie della muratura con resine epossidiche (FRP) o con malte cementizie o di calce (FRM – Fiber Reinforced Mortar).

Sono state considerate e studiate numericamente, le tecniche di rinforzo di superficie applicate su un solo lato della muratura, per consentire interventi solo dall’esterno, evitano quindi di spostare le persone che si trovano all’interno degli edifici con i conseguenti disagi. Nello specifico l’attenzione maggiore è stata concentrata sull’applicazione di intonaco armato con rete preformata in fibre di vetro o di carbonio. Nella letteratura ci sono studi con applicazioni da un solo lato che evidenziano prestazioni deludenti, però, va ricordato che le sperimentazioni utilizzate per verificare l’efficacia riguardano prevalentemente prove di compressione diagonale. Questo tipo di prova non consente di rappresentare correttamente lo stato di sollecitazione reale di una parete o fascia di piano in quanto non considera gli effetti dei vincoli. Le simulazioni numeriche preliminari hanno permesso di verificare le prestazioni attese e di definire le caratteristiche dei campioni di prova da testare nella campagna sperimentale. Nello studio sono stati presi in esame sia campioni di muratura soggetti a sollecitazioni nel piano che campioni soggetti a sollecitazioni flessionali fuori piano.

Questi studi numerici hanno consentito di raccogliere importanti informazioni sul comportamento di edifici rinforzati con queste tecniche.

In questo studio sono state evidenziate anche le peculiarità riguardanti la progettazione e l’esecuzione di questi rinforzi, senza trascurare gli aspetti legati alla compatibilità dei materiali con quelli esistenti, la durabilità e l’invasività sulla costruzione esistente.

Prove sperimentali

Tenendo conto delle simulazioni numeriche condotte nell’ambito del WP3.1 e con l’integrazione di altre modellazioni riguardanti le prove di taglio-compressione e le prove su fasce di piano (spandrels), sono stati progettati i campioni da sottoporre a prova sperimentale presso i laboratori dell’Università di Trieste, dell’Università di Lubiana, della ditta Fibre Net e dell’Università di Brescia, quest’ultima individuata per l’esecuzione della prova sull’edificio pilota. Nella progettazione dei campioni si è tenuto conto di tutti i dettagli costruttivi necessari per consentire l’esecuzione delle prove specifiche previste in sede di sviluppo del progetto di ricerca. Particolare attenzione è stata posta nella scelta dei materiali da utilizzare per la costruzione dei campioni di prova. In particolare, sono stati scelti elementi lapidei per la muratura rappresentativi di molte murature esistenti in pietra sia in Italia che in Slovenia. Allo scopo era stato scelto di utilizzare pietre prelevate da edifici demoliti della zona terremotata del Centro Italia e ci si era rivolti al COI di Amatrice-Accumoli, che ha indicato due cave. Purtroppo, a causa del COVID-19, sono state interrotte le demolizioni a partire dal novembre 2020 senza alcuna informazione sulla data di ripresa. È stato quindi necessario cercare una soluzione alternativa per l’approvvigionamento delle pietre, individuando le cave del Consorzio Cavatori Credaro (BS). È stato progettato il mix design delle malte ed è stata commissionata ad un’azienda che produce malte la preparazione di una malta premiscelata, in modo da avere una omogeneità di materiale nei vari campioni.

Tenendo conto di quanto acquisito, sia a livello di ricerca documentale che a livello di modellazioni numeriche preliminari di simulazioni delle prove previste, è stata completata la fase di progettazione di tutti i campioni da sottoporre a prova sperimentale.

Nella progettazione sono state curate con molta attenzione le peculiarità dei materiali che sono stati utilizzati nella costruzione dei campioni.

Sono stati progettati e preparati gli elaborati grafici degli apparati sperimentali per l’esecuzione di tutte le prove previste: taglio-compressione, taglio-flessione fasce di piano, flessione fuori piano sia verticale che orizzontale, elementi a C, cordoli sommitali e prove sull’edificio pilota; definendo i dettagli dei dispositivi che dovevano essere costruiti o integrati ad apparecchiature di base esistenti e ne è stata commissionata la costruzione. Sono quindi stati realizzati gli apparati di prova ed è stata progettata nel dettaglio la disposizione degli strumenti di misura nelle varie prove sperimentali previste con i rispettivi dettagli di applicazione degli stessi sui campioni.

Con la collaborazione della ditta Veneziana Restauri e Kolektor CPG, sono stati costruiti tutti i campioni di prova previsti presso i rispettivi laboratori.

Le malte utilizzate per costruire i campioni e il rinforzo sono state campionate e testate per valutarne la resistenza.

Sono state eseguite 8 prove di taglio-compressione su maschi di muratura (3 di pietra, 2 di mattoni a singolo paramento e 3 di mattoni a doppio paramento) non rinforzati, rinforzati con intonaco armato da un solo lato e da entrambi i lati e 3 prove di flessione verticale fuori piano di maschi in muratura (1 di pietra, 1 di mattoni a singolo paramento e 1 di mattoni a doppio paramento) rinforzati con la stessa tecnica da un solo lato, presso l’Università degli studi di Trieste.

Sono state eseguite 8 prove di flessione e taglio nel piano su fasce sopra-apertura di parete in muratura (4 non rinforzate e 4 rinforzate con intonaco armato, di cui la metà in pietra e l’altra in mattoni) e due prove di flessione orizzontale fuori piano di cordoli sommitali (1 in pietra e 1 in mattoni) rinforzati con rete in composito inglobata nei giunti di malta, presso l’Università di Ljubljana.  Presso lo stesso laboratorio sono stati costruiti e sottoposti a prova di compressione centrata 2 campioni per ciascun tipo di muratura considerato, per la caratterizzazione del materiale.

Sono state eseguite 2 prove di flessione orizzontale fuori piano di campioni di muratura a C (1 in pietra e 1 in mattoni) presso il laboratorio della ditta Fibre Net.

Infine, presso il Laboratorio dell’Università di Brescia è stato costruito e sottoposto a prova di carico orizzontale ciclico un edificio pilota di due piani in muratura di pietra a doppio paramento e con solai di piano e di copertura in legno. Sono stati curati tutti i dettagli costruttivi, seguendo costantemente la costruzione dell’edificio. Anche i dispositivi per l’applicazione del carico sono stati curati nel dettaglio, per evitare indesiderate sollecitazioni parassite durante le prove. Sono stati registrati sia i valori della storia di carico applicata, sia gli spostamenti globali e/o relativi di numerosi punti della struttura (54 trasduttori di spostamento e 6 celle di carico). La prova nella configurazione non rinforzata ha consentito di ricavare la risposta dell’edificio fino al raggiungimento di un livello di danneggiamento immediatamente precedente al collasso, per permettere di eseguire la riparazione/rafforzamento con la tecnica prevista ed eseguire una seconda prova sulla configurazione rinforzata. Sono quindi state eseguite tutte le operazioni di rinforzo previste, in particolare è stato applicato il rinforzo solo sulla faccia esterna della muratura dell’edificio pilota, costituito da intonaco armato con rete in GFRP con l’aggiunta di diatoni artificiali, per legare i due paramenti. Le operazioni sono state eseguite presso il Laboratorio Pietro Pisa dell’Università di Brescia. La prova dopo l’applicazione del rinforzo ha consentito di ricavare la risposta dell’edificio fino al raggiungimento di un livello di danneggiamento prossimo al collasso. Sono state eseguite anche delle misure dinamiche, prima e dopo l’esecuzione della prova, per evidenziare le variazioni delle frequenze proprie dell’edificio.

Di tutte queste prove sono stati raccolti i risultati della forza applicata e dei valori di spostamento assoluti/relativi in diversi punti del campione. Per l’edificio pilota sono state inoltre condotte delle misurazioni con accelerometri ad alta sensibilità con forzante naturale, in modo da rilevare i modi di vibrare propri della struttura prima e dopo le prove dell’edificio non rinforzato e rinforzato.

Analisi dei risultati sperimentali

È stata eseguita la restituzione grafica dei risultati sperimentali con i relativi commenti riguardanti l’interpretazione dei riscontri delle prove. Sono stati messi a confronto i risultati delle prove su campioni rinforzati con quelli delle prove su campioni non rinforzati, per evidenziare l’efficacia del rinforzo. Sono stati anche comparati i risultati riguardanti diverse tipologie di muratura, per segnalare in quali la tecnica di rinforzo ha mostrato la maggiore efficacia. I risultati delle prove sperimentali sono stati ampiamente discussi con i vari partner per poter condividere una interpretazione comune da divulgare nei seminari.

Sono stati sviluppati modelli numerici per la simulazione delle prove sperimentali con relativa attività di calibrazione e affinamento dei modelli stessi sulla base dei risultati sperimentali. Sono, infatti, state simulate numericamente tutte le prove sperimentali con modelli caratterizzati da diversi livelli di accuratezza, per calibrare quelli più adeguati all’utilizzo in ambito professionale.

È stata infine completata la stesura del rapporto tecnico finale delle attività svolte, integrato dei risultati ottenuti dalle simulazioni numeriche.

Diffusione e divulgazione dei risultati del progetto

Assieme ai responsabili della comunicazione afferenti alle aziende Fibre Net e IGMAT, è stato pianificato il calendario delle lezioni interattive con gli studenti di 2 scuole Edili e 4 istituti Tecnici italiani e 1 Scuola professionale, 3 istituti Tecnici e 2 corsi di laurea sloveni:

 

SEMINARI L1 (2h ognuno)

Trieste

Scuola Edile Trieste

21/02/2022

ITS A.Volta (Costruzioni, ambiente, territorio)

16/03/2022

Udine

Scuola Edile Udine

19/11/2022

ISIS Arturo Malignani (Costruzioni, ambiente, territorio)

04/03/2022

Venezia

IIS A. Pacinotti (Costruzioni, ambiente, territorio)

27/04/2022

Tolmezzo

ISIS F. Solari

22/04/2022

Kranj

EDC

21/01/2022

Srednja gradbena Kranj (SESG)

16/06/2022

Ljubljana

ERUDIO

31/01/2022

UL FGG

07/06/2022

Srednja gradbena Ljubljana

07/06/2022

Fakulteta za arhitekturo (UL FA)

27/06/2022

 

Sono stati tenuti seminari tecnici informativi presso 5 Ordini Professionali degli Ingegneri, la Sede della Protezione Civile Regionale, le sedi ATER di Udine e di Trieste e l’Università di Trieste in Italia e in Slovenia, presso 8 aziende e l’Istituto per la protezione del patrimonio culturale della Slovenia:

SEMINARI L2 E L3 (4h ognuno)

Trieste

ATER Trieste

12/07/2022

Università degli studi di Trieste

24/06/2022

Ordine degli Ingegneri di Trieste

24/06/2022

Udine

ATER Udine

16/06/2022

Ordine degli ingegneri di Udine

15/07/2022

Gorizia

Ordine degli Ingegneri di Gorizia

24/06/2022

Venezia

Ordine degli Ingegneri di Venezia

07/07/2022

Pordenone

Ordine degli ingegneri di Pordenone

09/06/2022

Palmanova

Protezione Civile Palmanova

13/07/2022

Kranj

SANING

08/08/2022

Nova Gorica

GO-PLAN

18/08/2022

Projekt dd

24/08/2022

Ljubljana

IRGO

13/07/2022

IRMA

08/08/2022

ELEA

25/08/2022

IBE

31/08/2022

ZVKDS (Institute for protection of cultural heritage of Slovenia)

25/08/2022

Ajdovščina

CORUS

18/08/2022

 

Il materiale utilizzato durante i seminari tecnici è stato preparato e distribuito ai partecipanti. In Italia sono stati redatti e presentati due articoli scientifici al Convegno Nazionale di Ingegneria Sismica ANIDIS XIX (11/15 sett. 2022 – Torino), che saranno pubblicati su Procedia Structural Integrity; mentre in Slovenia è stato redatto un’articolo da conferenza, presentato presso il raduno dei costruttori di costruzioni in muratura della Slovenia (zborovanje gradbenih konstruktorjev Slovenije, Rogaška Slatina, ott. 2021).

Inoltre sono stati preparati e brochure e roll-up per la presentazione del progetto CONSTRAIN all’evento Interreg che si è tenuto all’Hotel Savoia a Trieste il 21 sett. 2022.

Procedia Structral Integrity - ANIDISXI - Masonry piers

Procedia Structral Integrity - ANIDISXI - Pilot Building

Conference paper: Eksperimentalne raziskave utrjenih prekladnih delov kamnitih zidov

Partner

Partner capofila

Università degli Studi di Trieste, Dipartimento di Ingegneria e Architettura

Trieste
ITA

Partner progettuale n.1

Fibrenet S.p.a.

Udine
ITA

Partner progettuale n.2

Veneziana Restauri Costruzioni Srl

Venezia
ITA

Partner progettuale n.3

Univerza v Ljubljani (Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo)

Osrednjeslovenska
SLO

Partner progettuale n.4

Igmat d.d, Inštitut za gradbene materiale

Osrednjeslovenska
SLO

Partner progettuale n.5

Kolektor Cestno podjetje Nova Gorica, Družba za vdzrževanje in gradnjo cest d.o.o.

Goriška
SLO

Documenti di progetto

CONSTRAIN.jpg
( 700 byte, pubblicato il 27 Agosto, 2020 - 13:26 )
COMUNICATO STAMPA ITA/SLOCOMUNICATO STAMPA ITA/SLO
COMUNICATO-STAMPA-01-ITA-SLO.pdf
( 479 byte, pubblicato il 16 Settembre, 2020 - 10:54 )
POSTER ITA/SLOPOSTER ITA/SLO
POSTER-CONSTRAIN-2020.pdf
( 2 byte, pubblicato il 16 Settembre, 2020 - 10:54 )
COMUNICATO STAMPA 02 ITA/SLOCOMUNICATO STAMPA 02 ITA/SLO
COMUNICATO-STAMPA-02-ITA-SLO.pdf
( 907 byte, pubblicato il 7 Dicembre, 2020 - 12:37 )
constrain.png
( 1 byte, pubblicato il 11 Maggio, 2021 - 14:39 )
Procedia Structral Integrity - ANIDISXI - Masonry piersProcedia Structral Integrity - ANIDISXI - Masonry piers
PSI_ANIDISXIX_GattescoRizziBezDudine.pdf
( 2 byte, pubblicato il 19 Dicembre, 2022 - 08:36 )
Procedia Structral Integrity - ANIDISXI - Pilot BuildingProcedia Structral Integrity - ANIDISXI - Pilot Building
PSI_ANIDISXIX_GattescoRizziFacconiMinelliDudine.pdf
( 1 byte, pubblicato il 19 Dicembre, 2022 - 08:36 )

Obiettivi e attività

OBIETTIVI PRINCIPALI DEL PROGETTO

Il progetto ha quale obiettivo complessivo la definizione, la condivisione e l’applicazione di strategie innovative
per la protezione sismica degli edifici esistenti in muratura. Queste finalità corrispondono pienamente all’Obiettivo
specifico del Programma per la priorità d’investimento 1.b.

SITUAZIONE ATTUALE DELL’IMPLEMENTAZIONE PROGETTUALE

Progetto iniziato il 01/03/2020.

Contatti

Università degli Studi di Trieste, Dipartimento di Ingegneria e Architettura

0039 040 5584840
Via Alfonso Valerio 6 33127 Trieste (TS) Italia
Gattesco Natalino

Fibrenet S.p.a.

0039 0432 600918
Via Jacopo Stellini 3 - ZIU 33050 Pavia di Udine (UD) Italia
Zampa Andrea

Veneziana Restauri Costruzioni Srl

0039 0421 71098
Via dell'Industria 9 30020 Gruaro (VE) Italia
Dall'Acqua Marco

Univerza v Ljubljani (Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo)

00386 31 377 246
Kongresni trg 12 54162 Ljubljana Slovenija
Gams Matija

Igmat d.d, Inštitut za gradbene materiale

00386 1 586 2630
Polje 351c 1260 Ljubljana - Polje Slovenija
Trtnik Gregor

Kolektor Cestno podjetje Nova Gorica, Družba za vdzrževanje in gradnjo cest d.o.o.

00386 5 3384800
Industrijska cesta 2, Kromberk, Mesna obcina 5000 Nova Gorica Slovenija
Crv Teja