Casa Baraccata dei Borbone: l’ingegneria antisismica duecento anni fa

Nel post della settimana scorsa abbiamo passato in rassegna la prima Normativa Tecnica d’Italia per le Costruzioni in Cemento Armato risalente a quasi 1 secolo fa: il Regio Decreto del ’39Nel nuovo articolo di oggi faremo un salto indietro nel tempo ancora più lungo, di oltre due secoli, per l’esattezza fino al 1784, anno in cui furono emanate le “Istruzioni per la ricostruzione di Reggio” in seguito al terremoto di Reggio Calabria e Messina del 1783.

Tali istruzioni proponevano l’utilizzo del sistema baraccato come tecnologia costruttiva idonea a resistere alle azioni sismiche alla luce di quanto emerso dai danni riportati dalle costruzioni di Reggio Calabria e Messina nel 1783.

casa baraccata borbone

Ma a cosa può servirti conoscere una tecnologia costruttiva così datata? Se ti trovi a dover analizzare la vulnerabilità sismica di una struttura esistente in muratura potresti trovarti di fronte ad una sorpresa. Spicconando l’intonaco potrebbe venir fuori una intelaiatura in legno collocata all’interno di pannelli in muratura. In tal caso sei di fronte ad un sistema baraccato in muratura e legno risalente ad un bel po’ di anni fa.

Nel nuovo post di oggi ti spiego in cosa consisteva il sistema baraccato e i test eseguiti dai laboratori sperimentali di strutture per indagare le capacità antisismiche di questo sistema costruttivo. Vedremo infine come modellare in un software di calcolo la casa baraccata nel caso fosse necessario eseguirne l’analisi di vulnerabilità sismica.

Alla fine dell’articolo potrai scaricare un estratto del documento He.A.R.T. una ricca raccolta di articoli scientifici su questa tematica. Se l’argomento ti incuriosisce continua a leggere l’articolo.

La casa Baraccata dei Borbone

Ferdinando IV di Borbone, in seguito al terremoto del 1783, inviò nella regione della Calabria i migliori ingegneri del Regno delle Due Sicilie. Fra questi ci fu Giovanni Vivenzio, ingegnere della famiglia reale e professore universitario di Sismologia e Vulcanologia.

Vivenzio si concentrò sul sistema costruttivo della casa baraccata e ne parlò nel suo trattato “Istoria e teoria de’ tremuoti in generale ed in particolare di quelli della Calabria e di Messina” riportando tavole e particolari costruttivi. Tale sistema prevedeva la realizzazione di una doppia intelaiatura in legno con un riempimento delle maglie realizzato con muratura di malta e conci di pietra.

casa baraccata giovanni vivenzio

Tavola di Giovanni Vivenzio: prospetto di una casa baraccata

In seguito alla studio di Giovanni Vivenzio, Ferdinando IV di Borbone fece emanare un regolamento che proponeva la ricostruzione di Reggio utilizzando il sistema della casa baraccata. Le costruzioni realizzate secondo questa tecnologia avevano riportato pochissimi danni durante eventi sismici molto intensi.

telaio legno casa baraccata

Doppio telaio in legno di una casa baraccata

A quasi duecento anni di distanza, nei laboratori sperimentali di tutto il mondo sono stati eseguiti dei test di laboratorio per appurare quanto in realtà fosse efficace questo sistema costruttivo in presenza dell’azione sismica. Sono state svolte prove di laboratorio su provini che riproducono fedelmente il pannello in muratura con intelaiatura in legno, prove dinamiche su tavola vibrante di modelli in scala reale e analisi numeriche per simulare il comportamento meccanico della casa baraccata. Tutti gli articoli scientifici pubblicati in occasione di questi test sono raccolti in un documento denominato H.Ea.R.T. (Historical Earthquake-Resistant Timber Frames in the Mediterranean Area). La pubblicazione prende il nome dalla conferenza internazionale tenutasi a Novembre 2013 all’Università di Cosenza e finanziata dalla Regione Calabria. Più in basso troverai il link per scaricare il documento.

Azioni nel piano: prove cicliche sulla parete baraccata

Presso il CNR Ivalsa (Istituto per la Valorizzazione del Legno e delle Specie Arboree) sono stati eseguiti test sperimentali su provini di parete realizzati mediante il sistema della casa baraccata. Sono stati analizzati due provini: uno completo del telaio in legno e del riempimento in muratura ed un altro provino composto dal solo telaio in legno. La prova è del tipo pseudo-statica con applicazione di un carico orizzontale ciclico.

prova pseudo-statica casa baraccata

Provino sottoposto a prova pseudo-statica ciclica – Inviluppo della curva forza-spostamento

Il test è finalizzato ad indagare la resistenza a taglio della parete e il suo comportamento globale sotto azioni sismiche. Dal diagramma forza-spostamento ottenuto è possibile ottenete informazioni sulla duttilità della parete e sulla dissipazione di energia. Dai risultati ottenuti, il provino composto dal telaio in legno e dal riempimento in muratura ha dimostrato di avere un ottimo comportamento sotto azioni sismiche esibendo elevata duttilità e basse cadute di resistenza per ogni ciclo di carico.

Il provino composto da solo legno invece ha bassa resistenza, scarse proprietà meccaniche ed elevate deformazioni orizzontali.

Da quanto emerso dai test sperimentali, la presenza della muratura conferisce al pannello resistenza e rigidezza, il telaio in legno invece assicura la duttilità del pannello.

provino e modello numerico parete

Confronto fra provino della parete e modello ad elementi finiti

Azioni fuori piano: i test su tavola vibrante

La prova pseudo-statica serve per analizzare il comportamento del pannello nel suo piano. Per azioni fuori dal piano sono stati eseguiti dei test dinamici su tavola vibrante in cui la direzione dell’accelerazione imposta alla base del pannello aveva direzione ortogonale al piano del pannello. Lo scopo è quello di studiare il comportamento del pannello per azioni fuori dal piano.

modello casa baraccata tavola vibrante

Modello in scala reale sottoposto a test su tavola vibrante

Analisi di vulnerabilità: come analizzare la casa baraccata in un software di calcolo

Lo studio condotto su queste strutture ha lo scopo di stabilire una metodologia per eseguire l’analisi di vulnerabilità sismica delle strutture in muratura con intelaiature in legno. Il modello proposto per riprodurre il comportamento della parete composta dalla muratura e dal telaio in legno è quello riportato nell’immagine di seguito:

modello parete molle rotazionali

Modello della parete con molle rotazionali concentrate ai nodi

Si tratta di un semplice modello composto da aste e molle rotazionali concentrate ai nodi del telaio La rigidezza rotazionale e le capacità dissipative delle molle concentrate nei nodi dovranno essere calibrate con i risultati delle prove sperimentali condotte su un provino che riproduca la stessa tipologia di parete

Una volta noti i parametri della singola parete, le pareti potranno essere assemblate per modellare l’intera struttura. Se il modello che si analizza è bidimensionale, non sarà necessario fare nessuna ipotesi sulla rigidezza dei solai. Se invece il modello è tridimensionale si dovrà ipotizzare la rigidezza del solaio nel suo piano.

Scarica il documento H.Ea.R.T.

Le informazioni contenute in questo post e alcune delle immagini proposte sono tratte dalla raccolta di articoli scientifici H.Ea.R.T. Se vuoi approfondire le tematiche trattate puoi trovare il testo al link seguente:

Scarica H.Ea.R.T. -> 

Se vuoi dare un’occhiata all’anteprima, trovi un estratto da sfogliare qui in basso.

 

Conclusioni

Il sistema costruttivo della casa baraccata è stato ritenuto, nel XVIII secolo, idoneo a resistere alle azioni sismiche al punto tale da emanare un regolamento che prescrivesse questo sistema costruttivo per la ricostruzione dei fabbricati in seguito ad eventi sismici.

A cosa può servirti conoscere le caratteristiche di questo sistema costruttivo? Nella tua attività professionale potresti trovarti di fronte ad un fabbricato molto datato realizzato con questa tecnica costruttiva. E’ senz’altro poco probabile, ma non impossibile. In tal caso le informazioni contenute in questo post potrebbero tornati utili. Se hai la curiosità di approfondire l’argomento, trovi tutte le informazioni di dettaglio nella risorsa che ti ho consigliato in precedenza. 

Ti è mai capitato di trovarti di fronte ad un sistema costruttivo del tipo a “casa baraccata”? Sono curioso di saperlo. Puoi dirmi la tua lasciando un commento alla fine del post. Se l’articolo ti è piaciuto, suggeriscilo ai tuoi colleghi su Linkedin o ai tuoi amici sul tuo social preferito. Te ne sarei grato. 

Per questa settimana è tutto.

Al prossimo post.

Marco.